FR3110879A1 - Double embrayage humide - Google Patents

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Abstract

D oub le embrayage humide Double embrayage humide (1) pour système de transmission de couple comprenant : - un voile d’entrée de couple (2) agencé pour être lié cinématiquement avec un moteur thermique autour d’un axe de rotation (X) ; - un premier embrayage (E1) et un deuxième embrayage (E2) respectivement de type multidisques, disposés radialement l’un au-dessus de l’autre et alignés selon un plan (P) perpendiculaire à l’axe de rotation (X), - un porte-disques d’entrée (10, 20) de couple commun au premier embrayage (E1) et au deuxième embrayage (E2) solidaire en rotation avec le voile d’entrée de couple (2), supportant une couronne d’entrainement (80) agencée pour engrener avec le rotor de la machine électrique tournante, le double embrayage humide étant guidé en rotation par rapport au système de transmission de couple par l’intermédiaire de paliers axiaux et radiaux (41, 42, 43, 44) disposés de part et d’autre du plan (P). Figure pour l’abrégé : Figure 2

Description

Double embrayage humide
La présente invention concerne un double embrayage humide pour un système de transmission de couple de véhicule automobile de type hybride dans lequel une machine électrique tournante est disposée dans la chaine de transmission de couple.
La présente invention se rapporte notamment au domaine des chaines de transmission de couple pour véhicules automobiles, notamment disposée entre un moteur thermique et une boîte de vitesses dans lequel une machine électrique tournante est disposée parallèlement à l’axe principal de la transmission.
Dans l’état de la technique, il est connu des véhicules automobiles de type hybride comprenant un mécanisme de type double embrayage humide disposé entre un moteur à combustion interne et une boîte de vitesses, accouplé à une machine électrique tournante. Selon ce type de chaine de transmission de couple, il est possible de couper le moteur à combustion interne à chaque arrêt du véhicule et de le redémarrer grâce à la machine électrique tournante. La machine électrique tournante peut également constituer un frein électrique ou apporter un surplus d’énergie au moteur à combustion interne pour l’assister ou éviter que celui-ci ne cale. Lorsque le moteur à combustion interne est en fonctionnement, la machine électrique peut jouer le rôle d’un alternateur.
Une telle machine électrique tournante peut être disposée en ligne avec le double embrayage humide, c'est-à-dire que l‘axe de rotation du rotor de la machine électrique tournante est confondu avec l’axe de rotation des embrayages comme décrit dans le document DE102012006730 A1. Dans cette architecture dites « on-line », le rotor de la machine électrique tournante est fixé directement sur le porte-disques d’entrée de couple du double embrayage humide ce qui augmente fortement l’encombrement radial.
Une solution technique permettant de réduire l’encombrement radial consiste à décaler la machine électrique tournante par rapport à l’axe principal de la transmission, c'est-à-dire que l‘axe de rotation du rotor de la machine électrique tournante est parallèle à l’axe de rotation des embrayages comme décrit dans le document FR3060682 A1. Dans cette architecture, le rotor de la machine électrique tournante est relié cinématiquement avec le porte-disques d’entrée de couple du double embrayage par l’intermédiaire d’une couronne d’entrainement dentée. Le porte-disques d’entrée de couple est supporté en rotation par un roulement à billes disposé au centre du double embrayage, le roulement à billes étant en appui sur le dispositif d’actionnement des embrayages.
Dans cette architecture dites « off-line », la couronne d’entrainement dentée est décalée axialement par rapport au roulement à billes dont la fonction est de supporter les charges axiale et radiale au sein du double embrayage humide. Le positionnement central de ce roulement à billes autorise des mouvements de nutation du double embrayage humide qui, cumulé avec le positionnement en porte à faux de la couronne d’entrainement dentée, augmente les jeux de dentures au niveau de la liaison cinématique avec le rotor de la machine électrique tournante. Cela a pour effet de générer une bruyance importante au sein de la transmission. Le guidage du double embrayage humide n’est donc pas satisfaisant.
L’invention vise à améliorer la conception existante en bénéficiant d’un double embrayage humide permettant de concilier les exigences de compacité axiale et radiale de la transmission hybride tout en garantissant une bonne stabilité de la couronne d’entrainement dentée du double embrayage humide.
Dans ce but, l’invention propose, selon l’un de ses aspects, un double embrayage humide pour système de transmission de couple comprenant :
- un voile d’entrée de couple agencé pour être lié cinématiquement avec un moteur thermique autour d’un axe de rotation X ;
- un premier embrayage et un deuxième embrayage respectivement de type multidisques, commandés pour accoupler sélectivement le moteur thermique et une machine électrique tournante à un premier arbre mené et à un deuxième arbre mené, les premier et deuxième embrayages étant disposés radialement l’un au-dessus de l’autre et alignés selon un plan P perpendiculaire à l’axe de rotation X ;
- un porte-disques d’entrée de couple commun au premier embrayage et au deuxième embrayage, solidaire en rotation avec le voile d’entrée de couple, et supportant une couronne d’entrainement agencée pour engrener avec le rotor de la machine électrique tournante ;
le double embrayage humide étant remarquable en ce qu’il est agencé pour être guidé en rotation par rapport au système de transmission de couple par l’intermédiaire d’un premier couple de paliers axial et radial en appui sur le voile d’entrée de couple, disposé d’un côté du plan P et d’un deuxième couple de paliers axial et radial en appui sur le porte-disques d’entrée de couple commun, disposé de l’autre côté du plan P.
Un tel double embrayage humide présente l’avantage, grâce à la disposition du premier couple de paliers radial et axial et du deuxième couple de paliers radial et axial de part et d’autre du plan P, d’être stable en rotation tout en facilitant l’intégration du double embrayage humide au sein du système de transmission de couple. Les mouvements de nutation du double embrayage humide sont réduit grâce notamment à un guidage sensiblement symétrique des paliers. On réduit ainsi la bruyance au niveau de l’engrènement de la couronne d’entrainement avec le rotor de la machine électrique tournante.
De préférence, le plan P peut passer par un disque de friction de l’ensemble multidisques du premier embrayage et un disque de friction de l’ensemble multidisques deuxième embrayage.
Egalement, le double embrayage humide peut être remarquable en ce qu’il est agencé pour être arrêté axialement dans les deux directions par rapport au système de transmission de couple par l’intermédiaire des paliers axiaux disposés de part et d’autre du plan P. Les charges axiales sont générées par l’effort d’actionnement des embrayages selon une direction et dans l’autre direction par la résultante d’effort appliquée sur la couronne d’entrainement qui comporte généralement une denture hélicoïdale.
De préférence, le voile d’entrée de couple peut comprendre un premier logement pour le premier palier radial, le premier logement comportant une surface d’appui cylindrique externe selon l’axe X pour l’appui du premier palier radial.
De préférence, le voile d’entrée de couple peut comprendre un deuxième logement pour le premier palier axial, le deuxième logement comportant une paroi orientée perpendiculairement à l’axe X pour l’appui axial et une surface d’appui cylindrique pour le centrage du premier palier axial.
De préférence, le porte-disques d’entrée de couple commun peut comprendre un troisième logement pour le deuxième palier axial, le troisième logement comportant une paroi orientée perpendiculairement à l’axe X pour l’appui axial et une surface d’appui cylindrique pour le centrage du deuxième palier axial.
De préférence, le porte-disques d’entrée de couple commun peut comprendre un quatrième logement pour le deuxième palier radial, le quatrième logement comportant une surface d’appui cylindrique externe selon l’axe X pour l’appui du deuxième palier radial.
Un tel double embrayage humide présente l’avantage, grâce à la répartition des quatre logements sur le voile d’entrée de couple et le porte-disques d’entrée de couple commun d’être stable en rotation tout en facilitant l’intégration du double embrayage humide au sein du système de transmission de couple.
Avantageusement, le premier logement et le deuxième logement du voile d’entrée de couple peuvent être contigus. De cette manière, l’implantation du premier couple de paliers axial et radial réduit l’encombrement axial et radial de la fonction de guidage du double embrayage humide au sein de la chaine de transmission de couple.
Avantageusement, le troisième logement et le quatrième logement du porte-disques d’entrée de couple commun peuvent être contigus. De cette manière, l’implantation du deuxième couple de paliers axial et radial réduit l’encombrement axial et radial de la fonction de guidage du double embrayage humide au sein de la chaine de transmission de couple.
De préférence, le premier logement du voile d’entrée de couple peut être disposé radialement sur un diamètre D1 et le quatrième logement du porte-disques d’entrée de couple commun peut être disposé radialement sur un diamètre D4, les diamètres D1 et D4 étant tels que D1 x 0,8 < D4 < D1 x 1,2.
De préférence, le premier logement du voile d’entrée de couple et le quatrième logement du porte-disques d’entrée de couple commun peuvent être disposés radialement sur un même diamètre.
Avantageusement, le deuxième logement du voile d’entrée de couple et le troisième logement du porte-disques d’entrée de couple commun peuvent être disposés l’un en face de l’autre par rapport au plan P.
Avantageusement, le deuxième logement du voile d’entrée de couple et le troisième logement du porte-disques d’entrée de couple commun peuvent être disposés axialement à égale distance par rapport au plan P.
De préférence, la couronne d’entrainement peut être rapportée le porte-disques d’entrée de couple commun et comprendre une denture externe liée cinématiquement avec la machine électrique tournante. La machine électrique tournante peut ainsi être excentrée par rapport à l’axe de rotation de la chaine de transmission de couple.
La denture externe peut présenter un profil hélicoïdal de forme complémentaire au pignon de la machine électrique tournante.
De manière alternative, la denture peut présenter un profil droit de forme complémentaire à une chaine ou une courroie utilisée pour relier la machine électrique tournante.
Selon une variante, la couronne d’entrainement peut être disposée radialement au-delà du premier embrayage et axialement dans le plan P.
Selon une autre variante, la couronne d’entrainement peut être décalée axialement par rapport au premier embrayage et disposée radialement entre le premier embrayage et le deuxième embrayage.
De préférence, le porte-disques d'entrée de couple commun peut comprendre un moyeu central d’alimentation d’huile comportant une première cavité annulaire disposée sur le côté du flasque et agencée pour recevoir un piston d’actionnement du premier embrayage et une deuxième cavité annulaire agencée pour recevoir un piston d’actionnement du deuxième embrayage, et au moins un canal d’alimentation d’huile débouchant dans l’une des cavités annulaires des embrayages. Grace à cette architecture de double embrayage humide, les cavités annulaires forment les chambres de commande des embrayages. Les chambres de commandes sont concentriques et disposées radialement dans un même plan, ce qui facilite l’implantation des embrayages humides au sein de la chaine de transmission de couple.
De préférence, la couronne d'entrainement peut comprendre une portée cylindrique intérieure pour l'appui d'un joint d'étanchéité de piston d'actionnement, la portée cylindrique formant en partie la première cavité annulaire. Ce double embrayage humide, selon l’invention, présente l’avantage, grâce à l’emploi d’une couronne d’entrainement rapportée, de forme annulaire, de réduire les couts de fabrication. Cette pièce annulaire rapportée permet de former en partie la cavité annulaire à moindre cout.
Avantageusement, la couronne d'entrainement peut être emmanchée sur le flasque du moyeu central.
De préférence, la couronne d'entrainement et le porte-disques d'entrée de couple du premier embrayage peuvent être liés solidairement en rotation, par exemple par l'intermédiaire d'une liaison soudée.
Egalement, le double embrayage humide peut être remarquable en ce qu’il comprend une première chambre d'équilibrage du premier embrayage associée à la première cavité et une deuxième chambre d'équilibrage du deuxième embrayage associée à la deuxième cavité, la première chambre d'équilibrage étant alimentée en fluide de refroidissement par au moins un canal d'alimentation d'huile traversant la portion cylindrique et le flasque.
Avantageusement, le moyeu central d’alimentation d’huile peut comprendre une portion cylindrique d’axe X et un flasque s’étendant radialement depuis la portion cylindrique, les canaux d'alimentation d'huile de la première cavité et/ou de la deuxième cavité étant répartis angulairement autour de l'axe de rotation X et traversent radialement le flasque. De cette manière, on facilite leurs intégrations au sein du double embrayage humide et leurs réalisations. L’encombrement axial d’un tel double embrayage humide est ainsi réduit.
Avantageusement, les canaux d'alimentation d'huile de la première chambre d'équilibrage peuvent être répartis angulairement autour de l'axe de rotation X et traverser radialement le flasque.
De préférence, les canaux d'alimentation d'huile pour la première cavité, la deuxième cavité et la première chambre d'équilibrage peuvent être agencés selon un même plan Q perpendiculaire à l'axe X passant au travers du flasque.
Avantageusement, un ensemble multidisques d’embrayage peut comprendre au moins un disque de friction équipé de garnitures de friction et solidaire en rotation de l’un des porte-disques d’entrée et de sortie, au moins deux plateaux respectivement disposés de part et d’autre de l’au moins un disque de friction, solidaires en rotation de l’autre des porte-disques d’entrée et de sortie, l’embrayage fonctionnant entre une position débrayée et une position embrayée dans laquelle lesdits plateaux et le disque de friction pincent les garnitures de friction de manière à transmettre un couple entre un porte-disques d’entrée et un porte-disques de sortie.
Avantageusement, la couronne d'entrainement peut entourer le pourtour extérieur du flasque. Il est ainsi possible de disposer les cavités annulaires associées aux deux embrayages radialement dans un même plan.
De préférence, les canaux d'alimentation d'huile peuvent déboucher sur le pourtour extérieur du flasque et peuvent être refermés par la portée cylindrique intérieure de la couronne d'entrainement. De cette manière, il est possible de rendre étanche une partie des canaux d’alimentation d’huile sans utiliser d’autres composants onéreux.
De préférence, le premier embrayage peut être actionné à l'aide d'un premier piston d'actionnement, mobile axialement par rapport à la première cavité annulaire du moyeu central entre une position embrayée et une position débrayée du premier embrayage, le premier piston d'actionnement étant commandé en déplacement au moyen d'une chambre de commande délimitée en partie par la couronne d’entrainement. De cette manière, la chambre de commande du premier embrayage est disposée au plus près du moyeu central d’alimentation d’huile réduisant ainsi les fuites au sein du double embrayage humide.
De préférence, le deuxième embrayage peut être actionné à l'aide d'un deuxième piston d'actionnement, mobile axialement par rapport à la deuxième cavité annulaire du moyeu central entre une position embrayée et une position débrayée du deuxième embrayage, le deuxième piston d'actionnement étant commandé en déplacement au moyen d'une chambre de commande délimitée en partie par la portion cylindrique du moyeu central. De cette manière, la chambre de commande du deuxième embrayage est disposée au plus près du moyeu central d’alimentation d’huile réduisant ainsi les fuites au sein du double embrayage humide.
De préférence, le canal d’alimentation d’huile peut être réalisé par perçage de conduites successives au sein du moyeu central, lesdites conduites étant débouchantes les unes dans les autres et agencées pour alimenter en fluide sous pression la chambre de commande des embrayages. Le fluide peut être de l’huile, par exemple de l’huile de boîte de vitesses.
L’invention peut présenter l’une ou l’autre des caractéristiques décrites ci-dessous combinées entre elles ou prises indépendamment les unes des autres :
- la couronne d’entrainement peut être emmanchée en force sur le flasque du moyeu central.
- la couronne d’entrainement peut être soudée sur le flasque du moyeu central.
- la couronne d’entrainement et le porte-disques d’entrée de couple du premier embrayage peuvent être liés solidairement en rotation, par exemple par l’intermédiaire d’une liaison soudée.
- la première cavité et la deuxième cavité peuvent être imbriquées radialement l’une au-dessus de l’autre.
- l’ensemble multidisques du deuxième embrayage peut être disposé radialement entre la première cavité et la deuxième cavité. De cette manière, il est possible d’exploiter l’espace intérieur disponible au sein du double embrayage humide et ainsi réduire l’encombrement axial.
- le porte-disques d’entrée de couple du deuxième embrayage et le moyeu central peuvent être liés solidairement en rotation, par exemple par l’intermédiaire d’une liaison soudée.
- le canal d’alimentation d’huile de la chambre d’équilibrage peut être réalisé par perçage de conduites successives au sein du moyeu central, lesdites conduites étant débouchantes les unes dans les autres et agencées pour alimenter en fluide de refroidissement la chambre d’équilibrage du premier embrayage.
- la couronne d’entrainement peut obturer les canaux d’alimentation d’huile traversant radialement le flasque du moyeu central.
L’invention a également pour objet, selon un deuxième aspect, un kit d'embrayage comprenant un double embrayage humide reprenant tout ou partie des caractéristiques mentionnées précédemment, un premier couple de paliers radial et axial et/ou un deuxième couple de paliers radial et axial.
Ce kit d’embrayage de coupure de couple, selon l’invention, présente l’avantage d’être stable en rotation tout en facilitant l’intégration du double embrayage humide au sein du système de transmission de couple. Les mouvements de nutation du double embrayage humide sont réduit grâce notamment à un guidage sensiblement symétrique des paliers. On réduit ainsi la bruyance au niveau de l’engrènement de la couronne d’entrainement avec le rotor de la machine électrique tournante.
La fourniture du premier couple de paliers radial et axial et/ou du deuxième couple de paliers radial et axial peut être réalisée par le fournisseur du double embrayage humide ou par le constructeur du véhicule automobile lui-même.
L’invention a également pour objet, selon un troisième aspect, un système de transmission de couple pour véhicule automobile comprenant :
- un double embrayage humide reprenant tout ou partie des caractéristiques mentionnées précédemment ;
- un couvercle de fermeture supportant en rotation le double embrayage humide ;
- un premier couple de paliers axial et radial intercalé entre le couvercle de fermeture et le double embrayage humide ;
- un carter de transmission supportant en rotation le double embrayage humide, le carter de transmission étant solidaire du couvercle de fermeture ; et
- un deuxième couple de paliers axial et radial, intercalé entre le carter de transmission et le double embrayage humide.
Ce système de transmission de couple, selon cet autre aspect de l’invention, présente l’avantage de réduire l’encombrement axial et d’améliorer les performances énergétiques du véhicule automobile.
L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante d’un mode de réalisation particulier de l’invention, donné uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux figures annexées.
- la représente une vue en coupe axiale d’un double embrayage humide selon un premier mode de réalisation de l’invention.
- la représente une vue en coupe axiale du double embrayage humide selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
Dans la suite de la description et des revendications, on utilisera à titre non limitatif et afin d'en faciliter la compréhension, les termes " avant " ou " arrière " selon la direction par rapport à une orientation axiale déterminée par l'axe X principal de rotation de la transmission du véhicule automobile et les termes " intérieur / interne " ou " extérieur / externe " par rapport à l'axe X et suivant une orientation radiale, orthogonale à ladite orientation axiale.
On a représenté sur la figure 1 un premier mode de réalisation d’un double embrayage humide 1 selon l’invention, représenté au sein d’un système de transmission de couple 100 pour véhicule automobile. Le double embrayage humide 1 est guidé en rotation par l’intermédiaire d’un carter de transmission 102 équipé de deux arbres A1, A2 menés de sortie de couple. Le double embrayage humide 1 est lié cinématiquement avec un moteur thermique autour d’un axe de rotation X par l’intermédiaire d’un voile d’entrée de couple 2.
Le voile d’entrée de couple 2 lié en rotation à un arbre menant (non représenté) est situé à l’avant du double embrayage humide 1.
Dans le premier mode de réalisation, le voile d’entrée de couple 2 présentant globalement une forme en « L », comporte une partie d’orientation radiale formée par un voile 3 et une partie d’orientation axiale formée par un moyeu 4 d’entrée de couple. Le voile 3 et le moyeu 4 sont solidaires, de préférence fixées ensemble par soudage. Le moyeu 4 d’entrée de couple est guidé en rotation à l’intérieur d’un couvercle de fermeture 101 fixe par rapport à la chaine de transmission de couple.
Le moyeu 4 d’entrée de couple est par exemple lié en rotation par l’intermédiaire de cannelures formées à la sortie d’un dispositif d’amortissement (tel qu’un double volant amortisseur, etc.) dont l’entrée est liée, par l’intermédiaire notamment d’un volant moteur, à l’arbre menant formé par un vilebrequin qu’entraîne en rotation un moteur thermique équipant le véhicule automobile.
Le double embrayage humide 1 comprend un premier embrayage E1 et un deuxième embrayage E2 respectivement de type multidisques, commandés pour accoupler sélectivement un moteur thermique et une machine électrique tournante à un premier arbre mené et à un deuxième arbre mené. Les premier et deuxième embrayages E1, E2 sont disposés radialement l’un au-dessus de l’autre autour de l’axe de rotation X.
Le double embrayage humide 1 comprend un porte-disques d’entrée 10, 20 de couple commun au premier embrayage E1 et au deuxième embrayage E2. Ce porte-disques commun comprend notamment un porte-disques d’entrée 10 de couple du premier embrayage E1, un porte-disques d’entrée 20 de couple du deuxième embrayage E2 et un moyeu central 50 d’alimentation d’huile pour le premier embrayage E1 et le deuxième embrayage E2.
Le porte-disques d’entrée 10, 20 de couple commun est solidaire en rotation avec le voile d’entrée de couple 2 et supporte une couronne d’entrainement 80 agencée pour engrener avec le rotor de la machine électrique tournante.
Le moyeu central 50 d’alimentation d’huile comprend :
- une portion cylindrique 55 d’axe X,
- un flasque 53 s’étendant radialement depuis la portion cylindrique 55,
- une première cavité 51 annulaire disposée sur le côté du flasque et agencée pour recevoir un piston d’actionnement 15 du premier embrayage E1,
- une deuxième cavité 52 annulaire disposée sur le même côté du flasque que la première cavité 51 annulaire et agencée pour recevoir un piston d’actionnement 25 du deuxième embrayage E2,
- des canaux d’alimentation d’huile 54a, 54b et 54c traversant la portion cylindrique 55 et le flasque 53, et débouchant dans les cavités annulaires.
Les cavités 51, 52 annulaires du premier embrayage E1 et du deuxième embrayage E2 sont orientées dans une même direction, dans cet exemple en direction de l'arbre menant, c'est-à-dire en direction du moteur thermique de la chaine de transmission de couple.
Le moyeu central 50 d’alimentation d’huile est apte à transmettre le couple en provenance de deux sources distinctes, thermique et électrique. Le couple issu du moteur thermique et du moteur électrique peut alors être transmis aux arbres coaxiaux A1, A2 de boite de vitesses en fonction de la fermeture de l’un ou de l’autre du premier embrayage E1 ou du deuxième embrayage E2.
Le premier arbre A1 mené est entraîné en rotation lorsque ledit premier embrayage E1 est fermé et le deuxième A2 arbre mené est entraîné en rotation lorsque ledit deuxième embrayage E2 est fermé.
L’ensemble multidisques du premier embrayage E1 comporte des plateaux 11 liés en rotation au porte-disques d’entrée 10 rapporté sur le moyeu central 50 d’alimentation d’huile et des disques 12 de friction liés en rotation à un porte-disques de sortie 13. Les disques 12 de friction sont, unitairement, axialement interposés entre deux plateaux 11 successifs.
Dans le cas présent, le porte-disques d’entrée 10 comporte une cannelure interne 10a qui engrène avec l’ensemble multidisques du premier embrayage E1, le porte-disques d’entrée 10 étant fixé solidement au moyeu central 50 par l’intermédiaire d’un cordon de soudure.
Le porte-disques de sortie 13 du premier embrayage E1 est lié en rotation par engrènement avec les disques 12 de friction et par une liaison cannelée avec ledit premier arbre A1 mené. Le porte-disques de sortie 13 présente globalement une forme en « L » dont l’extrémité radiale intérieure est solidarisée à un moyeu de sortie cannelé.
L’ensemble multidisques du deuxième embrayage E2 comporte des plateaux 21 liés en rotation à un porte-disques d’entrée 20 rapporté sur le moyeu central 50 d’alimentation d’huile et des disques 22 de friction liés en rotation à un porte-disques de sortie 23.
Dans le cas présent, le porte-disques d’entrée 20 comporte une cannelure interne 20a qui engrène avec l’ensemble multidisques du deuxième embrayage E2, le porte-disques d’entrée 20 étant fixé solidement au moyeu central 50 par l’intermédiaire d’un cordon de soudure.
Le porte-disques de sortie 23 du deuxième embrayage E2 est lié en rotation par engrènement avec les disques 22 de friction et par une liaison cannelée avec ledit deuxième arbre A2 mené. Le porte-disques de sortie 23 présente globalement une forme en « L » dont l’extrémité radiale intérieure est solidarisée à un moyeu de sortie cannelé.
On notera que les premier et deuxième embrayages E1 et E2 sont disposés radialement l’un au-dessus de l’autre et alignés selon un plan P perpendiculaire à l’axe de rotation X. Ce plan géométrique P passe notamment par un disque 12 de friction de l’ensemble multidisques du premier embrayage et un disque 22 de friction de l’ensemble multidisques deuxième embrayage.
La couronne d’entrainement 80 est rapportée sur le pourtour extérieur du flasque 53 du moyeu central 50. Le moyeu central 50 a pour fonction de transmettre le couple au sein du double embrayage humide 1. Pour cela, la couronne d’entrainement 80 est solidaire en rotation avec le moyeu central 50, dans le cas présent par l’intermédiaire d’un emmanchement en force. La couronne d’entrainement 80 est dans le premier mode de réalisation de l’invention décalée axialement par rapport au premier embrayage E1 et disposée radialement entre le premier embrayage E1 et le deuxième embrayage E2. La couronne d’entrainement 80 est également décalée par rapport au plan P.
La couronne d'entrainement 80 comprend une denture externe liée cinématiquement avec la machine électrique tournante, ladite denture étant issue de matière avec la couronne d’entrainement ou rapportée sur la couronne d’entrainement. La denture externe présente un profil hélicoïdal de forme complémentaire au pignon de la machine électrique tournante. Alternativement, la denture pourrait présenter un profil droit de forme complémentaire à une chaine ou une courroie utilisée pour relier la machine électrique tournante.
Le double embrayage humide 1 est commandé hydrauliquement par l’intermédiaire d’un fluide sous pression, généralement de l’huile.
Pour commander sélectivement le changement d’état du premier embrayage E1 et du deuxième embrayage E2, un dispositif de commande du double embrayage humide gère l’alimentation en huile sous pression au sein de chambres de commande séparées. Le dispositif de commande est généralement intégré au carter de transmission 102 de la boite de vitesses. Le dispositif de commande est raccordé au moyeu central 50 d’alimentation d’huile qui comporte des canaux 54a et 54c d’alimentation d’huile sous pression tel que représentés sur la figure 1.
Comme cela est connu dans le fonctionnement d’un embrayage humide, une chambre d’équilibrage est associée à chaque chambre de commande. Généralement, la chambre d’équilibrage est disposée axialement à côté de la cavité annulaire faisant office de chambre de commande. Les chambres d’équilibrages sont alimentées en fluide de refroidissement. Le fluide de refroidissement empreinte un canal d’alimentation d’huile 54b distincts des autres canaux d’alimentation d’huile 54a et 54c. Ce canal d’alimentation d’huile 54b est également formé dans le moyeu central 50 d’alimentation d’huile.
Les canaux d'alimentation d'huile 54a, 54b et 54c sont répartis angulairement autour de la portion cylindrique 55. Chacun des canaux 54a, 54b et 54c d’alimentation d’huile sont constitués de perçages sensiblement radiaux et axiaux dirigés en direction des chambres de commande des premier et deuxième embrayages E1, E2, mais aussi en direction des chambres d’équilibrage 31, 32 des premier et deuxième embrayages E1, E2.
Par exemple, le canal d’alimentation d’huile 54b de la chambre d’équilibrage 31 est réalisé par perçage de conduites successives axiales et radiales au sein du moyeu central 50. De manière partielle, le canal 54b s’étend radialement au travers du flasque 53 et débouche dans la chambre d’équilibrage 31 du premier embrayage.
A partir de la figure 1, on comprend que tous les canaux d’alimentation d’huile 54a, 54b, et 54c sont agencés selon un même plan Q perpendiculaire à l’axe X passant au travers du flasque 53. Les canaux d’alimentation d’huile 54a et 54b débouchent radialement sur le pourtour extérieur du flasque 53 et sont refermés par un alésage intérieur de la couronne d'entrainement 80. La couronne d'entrainement 80 entoure le pourtour extérieur du flasque 53.
Notamment, la couronne d’entrainement 80 comprend une portée cylindrique 81 intérieure pour l’appui d’un joint d’étanchéité du piston d’actionnement 15 du premier embrayage E1, la portée cylindrique 81 formant en partie la première cavité 51 annulaire.
Le piston d’actionnement 15 du premier embrayage E1 est mobile axialement, ici de l’arrière vers l’avant, entre une position débrayée et une position embrayée qui correspondent respectivement aux états ouvert et fermé du premier embrayage E1. Le piston d'actionnement 15 est commandé en déplacement au moyen d'une chambre de commande délimitée par la première cavité 51.
L'ensemble multidisques du premier embrayage E1 est actionné directement par le premier piston d'actionnement 15.
Le deuxième embrayage E2 comporte un piston d’actionnement 25 qui est mobile axialement, ici de l’arrière vers l’avant, entre une position débrayée et une position embrayée qui correspondent respectivement aux états ouvert et fermé du deuxième embrayage E2. L'ensemble multidisques du deuxième embrayage E2 est actionné directement par le deuxième piston d'actionnement 25 réalisée à partir d’une tôle emboutie. Le piston d'actionnement 25 est mobile axialement par rapport à la deuxième cavité 52 annulaire du moyeu central 50. Le piston d'actionnement 25 est commandé en déplacement au moyen d'une chambre de commande 32 délimitée par la deuxième cavité 52.
On va maintenant expliquer comment le double embrayage humide 1 est guidé en rotation par rapport au système de transmission de couple 100 dans le but de réduire la bruyance au niveau de l’engrènement de la couronne d’entrainement 80 avec le rotor de la machine électrique tournante.
Notamment, le double embrayage humide 1 est guidé en rotation par rapport au système de transmission de couple 100 par l’intermédiaire d’un premier couple de paliers axial et radial 41, 42 en appui sur le voile d’entrée de couple 2, disposé d’un côté du plan P et d’un deuxième couple de paliers axial et radial 43, 44 en appui sur le porte-disques d’entrée 10, 20 de couple commun, disposé de l’autre côté du plan P.
Le premier couple de paliers comporte ainsi un premier palier radial 41 et un premier palier axial 42 et le deuxième couple de paliers comporte un deuxième palier radial 44 et un deuxième palier axial 43.
La disposition du premier couple de paliers radial et axial 41, 42 et du deuxième couple de paliers radial et axial 43, 44 de part et d’autre du plan P assure une stabilité en rotation du double embrayage humide 1 au sein du système de transmission de couple. Les mouvements de nutation du double embrayage humide sont réduit grâce notamment à un guidage sensiblement symétrique des paliers. Par conséquence, la bruyance au sein du système de transmission de couple est réduite.
Dans ce premier mode de réalisation, le double embrayage humide 1 est arrêté axialement dans les deux directions par rapport au système de transmission de couple par l’intermédiaire des paliers axiaux 42, 43 disposés de part et d’autre du plan P. Les charges axiales générées par les pistons d’actionnement 15, 25 sont reprises par le palier axial 42. Dans l’autre direction, le palier axial 43 reprend la charge axiale générée par la résultante d’effort appliquée sur la couronne d’entrainement qui comporte une denture hélicoïdale. Selon l’architecture des embrayages humides et l’implantation de la machine électrique tournante, la direction des efforts peut varier.
Pour maintenir en position le premier palier radial 41, le voile d’entrée de couple 2 comprend un premier logement 91 comportant une surface d’appui cylindrique externe selon l’axe X pour l’appui dudit premier palier radial 41.
Le voile d’entrée de couple 2 comprend également un deuxième logement 92 pour le premier palier axial 42, le deuxième logement 92 comportant une paroi orientée perpendiculairement à l’axe X pour l’appui axial et une surface d’appui cylindrique pour le centrage dudit premier palier axial 42.
Pour maintenir en position le deuxième palier axial 43, le porte-disques d’entrée 10, 20 de couple commun comprend un troisième logement 93 comportant une paroi orientée perpendiculairement à l’axe X pour l’appui axial et une surface d’appui cylindrique pour le centrage dudit deuxième palier axial 43.
Le porte-disques d’entrée 10, 20 de couple commun comprend un quatrième logement 94 pour le deuxième palier radial 44, le quatrième logement 94 comportant une surface d’appui cylindrique externe selon l’axe X pour l’appui dudit deuxième palier radial 44.
Le troisième logement 93 et le quatrième logement 94 du porte-disques d’entrée 10, 20 de couple commun sont contigus. Ainsi, l’implantation du deuxième couple de paliers axial et radial 43, 44 réduit l’encombrement axial et radial de la fonction de guidage du double embrayage humide au sein du système de transmission de couple.
Un tel double embrayage humide présente l’avantage, grâce à la répartition des quatre logements 91, 92, 93 et 94 sur le voile d’entrée de couple et le porte-disques d’entrée de couple commun d’être stable en rotation tout en facilitant l’intégration du double embrayage humide au sein du système de transmission de couple.
On va maintenant décrire en référence à la figure 2, un double embrayage humide 1 selon un deuxième mode de mise en œuvre de l’invention dans lequel la position des paliers axiaux 42, 43 et radiaux 41, 44 est optimale par rapport au plan géométrique P.
Le système de transmission de couple 100 comprend un couvercle de fermeture 101 supportant en rotation le double embrayage humide 1 et un premier couple de paliers axial et radial 41, 42 intercalé entre le couvercle de fermeture 101 et le double embrayage humide. Le système de transmission de couple 100 comprend également un carter de transmission 102 supportant en rotation le double embrayage humide et un deuxième couple de paliers axial et radial 43, 44 intercalé entre le carter de transmission 102 et le double embrayage humide. Le carter de transmission 102 est solidaire du couvercle de fermeture 101.
L’implantation des différents composants du système de transmission de couple 100 est sensiblement symétrique par rapport au plan géométrique P.
Dans ce deuxième mode, la couronne d’entrainement 80 est rapportée directement sur le porte-disques d’entrée 10, 20 de couple commun et comprend une denture externe liée cinématiquement avec la machine électrique tournante. La couronne d’entrainement 80 est disposée radialement au-delà du premier embrayage E1 et axialement dans le plan P. La machine électrique tournante est ainsi excentrée par rapport à l’axe de rotation de la chaine de transmission de couple.
La denture externe de la couronne d’entrainement 80 présente un profil hélicoïdal de forme complémentaire au pignon de la machine électrique tournante. La charge axiale générée par la résultante d’effort appliquée sur la couronne d’entrainement est reprise par l’un des paliers axiaux 42 ou 43.
Afin d’optimiser la reprise des efforts par les paliers axiaux et radiaux, le premier logement 91 du voile d’entrée de couple 2 apte à recevoir le palier radial 41 et le quatrième logement 94 du porte-disques d’entrée 10, 20 de couple commun apte à recevoir le palier radial 44 sont disposés radialement sur un même diamètre. Les paliers radiaux sont ainsi standardisés. Les logements 91 et 94 comprennent une surface d’appui cylindrique externe selon l’axe X pour l’appui du premier palier radial et peuvent comprendre une surface d’appui axial.
Le premier logement 91 du voile d’entrée de couple 2 est disposé radialement sur un diamètre D1 et le quatrième logement 94 du porte-disques d’entrée 10,20 de couple commun est disposé radialement sur un diamètre D4. On constate une répartition homogène des efforts entre les deux paliers radiaux 41 et 44 lorsque les diamètres D1 et D4 sont tels que D1 x 0,8 < D4 < D1 x 1,2. La répartition des efforts est idéale lorsque le diamètre D1 est égal au diamètre D4.
Les paliers radiaux peuvent être emmanchés ou préassemblés sur le double embrayage humide 1 avant montage sur le système de transmission de couple 100. De même, les paliers axiaux peuvent être emmanchés ou préassemblés sur le double embrayage humide 1 avant montage sur le système de transmission de couple 100.
Selon une variante, le premier palier radial 41 et/ou le premier palier axial 42 peuvent être emmanché(s) ou préassemblé(s) sur le couvercle de fermeture 101 avant assemblage du système de transmission de couple 100.
Selon une autre variante, le deuxième palier radial 44 et/ou le deuxième palier axial 43 peuvent être emmanché(s) ou préassemblé(s) sur le carter de transmission 102 avant assemblage du système de transmission de couple 100.
Comme illustré sur la figure 2, le deuxième logement 92 du voile d’entrée de couple 2 apte à recevoir le palier axial 4 2 et le troisième logement 93 du porte-disques d’entrée 10, 20 de couple commun apte à recevoir le palier axial 43 sont disposés l’un en face de l’autre par rapport au plan P. Les paliers axiaux sont ainsi standardisés. Les logements 92 et 93 comportent une paroi orientée perpendiculairement à l’axe X pour l’appui axial et une surface d’appui cylindrique pour le centrage des paliers axiaux 42 et 43.
Le premier logement 91 et le deuxième logement 92 du voile d’entrée de couple 2 sont contigus. De cette manière, l’implantation du premier couple de paliers axial et radial réduit l’encombrement axial et radial de la fonction de guidage du double embrayage humide au sein de la transmission hybride.
Le troisième logement 93 et le quatrième logement 94 du porte-disques d’entrée 10, 20 de couple commun sont contigus. De cette manière, l’implantation du deuxième couple de paliers axial et radial réduit l’encombrement axial et radial de la fonction de guidage du double embrayage humide au sein de la transmission hybride.
Egalement, le deuxième logement 92 du voile d’entrée de couple 2 et le troisième logement 93 du porte-disques d’entrée 10, 20 de couple commun peuvent être disposés axialement à égale distance par rapport au plan P.
Ce deuxième mode présente l’avantage de supprimer les mouvements de nutation du double embrayage humide 1 au niveau du plan géométrique P. Par conséquence, la bruyance au sein du système de transmission de couple 100 est réduite.
L’invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici, et elle s’étend également à tout moyen ou configuration équivalents et à toute combinaison technique opérant de tels moyens. En particulier, la position des paliers radiaux et axiaux peut être modifiée sans nuire à l’invention, dans la mesure où ces composants, in fine, remplissent les mêmes fonctionnalités que celles décrites dans ce document.
L’invention concerne également la fourniture d’un kit d’embrayage comprenant le double embrayage humide 1 selon l’un des modes de réalisation décrit précédemment ou tout autre mode de réalisation, un premier couple de paliers radial et axial et/ou un deuxième couple de paliers radial et axial. Comme nous l’avons vu précédemment, les paliers radiaux ou axiaux peuvent être emmanchés ou préassemblés sur le double embrayage humide 1 avant montage sur le système de transmission de couple 100. En variante, les paliers radiaux ou axiaux peuvent être livrés séparément par le fournisseur du double embrayage humide. Par exemple, la fourniture du kit d’embrayage peut se faire au sein d’un carton d’emballage dans lequel on retrouve séparément le double embrayage humide et au moins un des paliers radiaux ou axiaux.
Au sens de la présente demande, un embrayage humide est un embrayage qui est adapté pour fonctionner dans un bain d’huile ou dans une enceinte comprenant de l’huile.
Le double embrayage humide 1 selon l’invention pourrait être associé à un embrayage de coupure de type K0 qui serait dans ce cas disposé en amont du voile d’entrée de couple 2. L’embrayage de coupure K0 permettrait alors de déconnecter le moteur thermique du reste de la chaine de transmission de couple.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de revendication.

Claims (15)

  1. Double embrayage humide (1) pour système de transmission de couple comprenant :
    - un voile d’entrée de couple (2) agencé pour être lié cinématiquement avec un moteur thermique autour d’un axe de rotation (X) ;
    - un premier embrayage (E1) et un deuxième embrayage (E2) respectivement de type multidisques, commandés pour accoupler sélectivement le moteur thermique et une machine électrique tournante à un premier arbre mené et à un deuxième arbre mené, les premier et deuxième embrayages (E1, E2) étant disposés radialement l’un au-dessus de l’autre et alignés selon un plan (P) perpendiculaire à l’axe de rotation (X),
    - un porte-disques d’entrée (10, 20) de couple commun au premier embrayage (E1) et au deuxième embrayage (E2), solidaire en rotation avec le voile d’entrée de couple (2), et supportant une couronne d’entrainement (80) agencée pour engrener avec le rotor de la machine électrique tournante,
    caractérisé en ce quele double embrayage humide est agencé pour être guidé en rotation par rapport au système de transmission de couple par l’intermédiaire d’un premier couple de paliers axial et radial (41, 42) en appui sur le voile d’entrée de couple (2), disposé d’un côté du plan (P) et d’un deuxième couple de paliers axial et radial (43, 44) en appui sur le porte-disques d’entrée (10, 20) de couple commun, disposé de l’autre côté du plan (P).
  2. Double embrayage humide (1) selon la revendication 1, dans lequel le voile d’entrée de couple (2) comprend un premier logement (91) pour le premier palier radial (41), le premier logement comportant une surface d’appui cylindrique externe selon l’axe (X) pour l’appui du premier palier radial.
  3. Double embrayage humide (1) selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel le voile d’entrée de couple (2) comprend un deuxième logement (92) pour le premier palier axial (42), le deuxième logement comportant une paroi orientée perpendiculairement à l’axe (X) pour l’appui axial et une surface d’appui cylindrique pour le centrage du premier palier axial.
  4. Double embrayage humide (1) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le porte-disques d’entrée (10, 20) de couple commun comprend un troisième logement (93) pour le deuxième palier axial (43), le troisième logement comportant une paroi orientée perpendiculairement à l’axe (X) pour l’appui axial et une surface d’appui cylindrique pour le centrage du deuxième palier axial.
  5. Double embrayage humide (1) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le porte-disques d’entrée (10, 20) de couple commun comprend un quatrième logement (94) pour le deuxième palier radial (44), le quatrième logement comportant une surface d’appui cylindrique externe selon l’axe (X) pour l’appui du deuxième palier radial.
  6. Double embrayage humide (1) selon la combinaison des revendications 2 et 5, dans lequel le premier logement (91) du voile d’entrée de couple (2) est disposé radialement sur un diamètre D1 et le quatrième logement (94) du porte-disques d’entrée (10, 20) de couple commun est disposé radialement sur un diamètre D4, les diamètres D1 et D4 étant tels que D1 x 0,8 < D4 < D1 x 1,2 , par exemple le premier logement (91) du voile d’entrée de couple (2) et le quatrième logement (94) du porte-disques (10, 20) d’entrée de couple commun sont disposés radialement sur un même diamètre.
  7. Double embrayage humide (1) selon la combinaison des revendications 3 et 4, dans lequel deuxième logement (92) du voile d’entrée de couple et le troisième logement (93) du porte-disques (10, 20) d’entrée de couple commun sont disposés l’un en face de l’autre par rapport au plan (P).
  8. Double embrayage humide (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couronne d’entrainement (80) est rapportée le porte-disques (10, 20) d’entrée de couple commun et comprend une denture externe liée cinématiquement avec la machine électrique tournante.
  9. Double embrayage humide (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couronne d’entrainement (80) est décalée axialement par rapport au premier embrayage (E1) et disposée radialement entre le premier embrayage (E1) et le deuxième embrayage (E2).
  10. Double embrayage humide (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le porte-disques (10, 20) d’entrée de couple commun comprend un moyeu central (50) d’alimentation d’huile comportant une première cavité (51) annulaire disposée sur le côté du flasque et agencée pour recevoir un piston d’actionnement (15) du premier embrayage (E1) et une deuxième cavité (52) annulaire agencée pour recevoir un piston d’actionnement (25) du deuxième embrayage (E2), et au moins un canal d’alimentation d’huile (54a, 54c) débouchant dans l’une des cavités (51, 52) annulaires des embrayages.
  11. Double embrayage humide (1) selon la revendication précédente, dans lequel le moyeu central (50) d’alimentation d’huile comprend une portion cylindrique (55) d’axe (X) et un flasque (53) s’étendant radialement depuis la portion cylindrique (55), les canaux d’alimentation d’huile (54a, 54c) de la première cavité (51) et/ou de la deuxième cavité (52) sont répartis angulairement autour de l’axe de rotation (X) et traversent radialement le flasque (53).
  12. Double embrayage humide (1) selon la revendication précédente, dans lequel la couronne d’entrainement (80) est emmanchée sur le flasque (53) du moyeu central (50).
  13. Double embrayage humide (1) selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel la couronne d’entrainement (80) est disposée radialement au-delà du premier embrayage (E1) et axialement dans le plan (P).
  14. Kit d’embrayage comprenant un double embrayage humide (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, un premier couple de paliers radial et axial (41, 42) et/ou un deuxième couple de paliers radial et axial (43, 44).
  15. Système de transmission de couple (100) pour véhicule automobile comprenant :
    - un double embrayage humide (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 13 ;
    - un couvercle de fermeture (101) supportant en rotation le double embrayage humide (1),
    - un premier couple de paliers axial et radial (41, 42) intercalé entre le couvercle de fermeture (101) et le double embrayage humide (1),
    - un carter de transmission (102) supportant en rotation le double embrayage humide (1), le carter de transmission étant solidaire du couvercle de fermeture (101), et
    - un deuxième couple de paliers axial et radial (43, 44), intercalé entre le carter de transmission (102) et le double embrayage humide (1).
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