FR3130207A1 - Dispositif de couplage combinant un crabot et un embrayage - Google Patents
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Abstract
Agencement d’une face accessoires (14) d’un moteur thermique qui comprend un alterno-démarreur (30) qui présente un axe de rotation (31) et une roue d’entrainement (32) solidaire en rotation avec ledit axe de l’alterno-démarreur, un compresseur d’air (40) qui présente un axe d’entrainement (41) et une roue d’entrainement solidaire (43) en rotation avec ledit axe dudit compresseur, un axe de rotation solidaire en rotation d’un vilebrequin, un dispositif de liaison (50) desdites roues d’entrainement apte à rendre solidaires en rotation lesdites roues d’entrainement (31,43,16) , une unité de contrôle dudit dispositif qui déroule un procédé de contrôle de fonctionnement desdits éléments, Caractérisé en ce que ledit dispositif (50) est apte à autoriser un désaccouplement indépendant d’une seule des roues d’entrainement du vilebrequin (16) ou du compresseur (40). Figure pour l’abrégé : Figure 1
Description
Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne un groupe de propulsion comprenant un moteur à combustion interne.
La présente invention concerne un agencement d’accessoires du moteur à combustion interne.
La présente invention concerne plus particulièrement un dispositif de couplage/découplage d’éléments de fonctionnement du groupe de propulsion.
Etat de la technique
Un véhicule automobile avec une motorisation thermique comporte un moteur thermique ou à combustion interne sur lequel sont fixés des accessoires nécessaires pour le bon fonctionnement dudit moteur.
Lesdits accessoires sont entrainés par le moteur thermique par l’intermédiaire de roues dentées ou pignons ou de courroie et poulies dont au-moins une roue dentée ou poulie fixée solidaire d’une extrémité d’un vilebrequin du moteur thermique. Ladite roue dentée ou poulie à l’extrémité du vilebrequin peut également être fixée solidaire d’un arbre d’équilibrage qui est ensuite apte à entrainer en rotation des accessoires qui présentent chacun un axe de rotation avec un élément d’entrainement.
Les accessoires peuvent être passifs c’est-à-dire entrainés seulement par la rotation du vilebrequin du moteur afin d’accomplir une fonction particulière ; ils sont par exemple un compresseur, une pompe à eau.
Les accessoires peuvent également avoir un rôle moteur et de ce fait entrainer en retour le vilebrequin du moteur ; ils sont par exemple un alterno-démarreur qui peut fonctionner à l’état entrainé pour charger une batterie et en l’état moteur en tant que démarreur pour entrainer le moteur thermique notamment lors du démarrage dudit moteur ou en apport de couple au vilebrequin avec le moteur en fonctionnement « boost » en anglais.
Un moteur thermique peut être alimenté par un carburant qui génère peu d’enthalpie ou en tout cas pas assez notamment à faible régime, par exemple un carburant à base d’hydrogène H2. Ce manque d’enthalpie peut provoquer :
• Des problèmes de remplissage en air à faible régime
• Des problèmes pour faire les transitoires sans débouclage pour passer d’un mode de fonctionnement (régime x charge) à un autre.
Il est connu d’ajouter des systèmes pour vaincre ces difficultés par exemple un très petit turbocompresseur mais qui n’est utilisé que sur une très petite portion du champ de fonctionnement (régime x charge) du moteur, ou un compresseur mécanique.
On peut associer ledit moteur avec un compresseur d’air électrique pour suppléer ou remplacer le turbocompresseur en place mais cela augmente sensiblement le coût de l’ensemble moteur et nécessite une charge plus fréquente d’une batterie électrique entrainant une augmentation de consommation du moteur (via la chaine des rendements entre compresseur et vilebrequin).
On a alors un besoin d’un compresseur d’air pour pallier les insuffisances d’alimentation en air du moteur, ledit compresseur étant entrainé en rotation par l’ensemble moteur comprenant moteur et un alterno-démarreur, selon les différents régimes du moteur.
La publication EP1070837-A1 propose un moteur électrique et une soufflante pour alimenter en air l’admission d’un moteur thermique. Cette configuration nécessite un moteur électrique ainsi qu’une soufflante augmentant le coût et la consommation du moteur.
On connait des dispositifs de couplage d’accessoire avec l’axe de rotation d’un vilebrequin de moteur thermique qui comprennent un alterno-démarreur apte à assurer le couplage de l’axe de l’accessoire avec l’axe de rotation du vilebrequin ainsi que le verrouillage en rotation des deux axes.
Le document DE102009045624-A1 divulgue un embrayage entre un générateur et un compresseur d’air afin de suppléer au besoin en air d’un moteur thermique associé à un turbocompresseur. L’embrayage est assez complexe et le coût ainsi que la consommation du moteur peuvent augmenter de manière sensible.
Le document FR3 023 222 -A1 propose par exemple une face accessoires de moteur thermique comportant un compresseur d’air, un alterno-démarreur, une poulie montée sur un arbre de vilebrequin d’un moteur thermique et munie d'un dispositif d'accouplement, et une courroie de transmission entourant ledit compresseur, ledit alterno-démarreur, et ladite poulie accessoire de vilebrequin, avec une unité de contrôle configurée pour piloter ledit alterno-démarreur en mode moteur pour synchroniser les vitesses de rotation de ladite poulie et de l’arbre de vilebrequin avant de commander un verrouillage dudit dispositif d'accouplement pour assurer un accouplement entre ladite poulie et ledit arbre de vilebrequin.
Selon cette configuration, les trois éléments qui sont la poulie de vilebrequin, l’alterno-démarreur et le compresseur d’air sont en permanence reliés ensemble et ne permet pas un fonctionnement du compresseur découplé du moteur thermique. En effet, le vilebrequin ainsi que tous les éléments connectés en rotation audit vilebrequin génèrent une surcharge trop importante pour autoriser un entrainement dudit compresseur par l’alterno-démarreur en mode moteur.
On peut également disposer un dispositif d’accouplement/désaccouplement de la roue d’entrainement à l’extrémité de l’axe du vilebrequin, mais cette configuration ne permet pas un mode de fonctionnement avec le moteur et l’alternateur en service seuls sans le compresseur d’air, c’est-à-dire avec l’arrêt dudit compresseur.
Il est connu de mettre un dispositif d’accouplement/désaccouplement de la roue d’entrainement à l’extrémité du compresseur mais cela ne permet pas d’entrainer indépendamment le compresseur indépendamment de la vitesse du vilebrequin.
Le but de l’invention est de remédier à ces problèmes et un des objets de l’invention est un agencement d’une face accessoire d’un moteur thermique avec trois éléments dont un alterno-démarreur, un compresseur d’air et un axe de rotation solidaire en rotation avec un vilebrequin de moteur thermique et un dispositif d’accouplement des trois éléments qui est apte à assurer un désaccouplement d’avec l’axe de rotation solidaire du vilebrequin ou du compresseur d’air. L’objectif est de réaliser les fonctions de démarreur, alternateur, d’augmentation de puissance ou « boost » électrique en anglais, e-compresseur en mutualisant des organes existants et en les combinant astucieusement par un système mécanique
Présentation de l’invention
La présente invention concerne plus particulièrement un agencement d’une face accessoires d’un moteur thermique qui comprend des éléments de fonctionnement dudit moteur, notamment un alterno-démarreur qui présente un axe de rotation et une roue d’entrainement solidaire en rotation avec ledit axe de l’alterno-démarreur, un compresseur d’air qui présente un axe d’entrainement et une roue d’entrainement solidaire en rotation avec ledit axe dudit compresseur, un axe de rotation solidaire en rotation du vilebrequin avec une roue d’entrainement fixée à l’extrémité dudit axe, lesdits axes étant parallèles entre eux, un dispositif de liaison desdites roues d’entrainement apte à rendre solidaires en rotation lesdites roues d’entrainement, une unité de contrôle dudit dispositif qui déroule un procédé de contrôle de fonctionnement desdits éléments,
Caractérisé en ce que ledit dispositif est apte à autoriser un désaccouplement indépendant d’une seule des roues d’entrainement du vilebrequin ou du compresseur.
De manière avantageuse, le dispositif de liaison est apte à rendre solidaires en rotation les trois roues d’entrainement et à autoriser un désaccouplement d’une seule des roues d’entrainement du vilebrequin ou du compresseur. Le dispositif permet d’associer l’alterno-démarreur avec l’un et/ou l’autre des deux éléments qui sont le vilebrequin et le compresseur d’air.
Selon d’autres caractéristiques de l’invention :
-le dispositif de liaison est central et apte à combiner différentes liaisons en rotation desdites roues d’entrainement regroupées sur la face accessoires.
De manière avantageuse, le dispositif de liaison est central, c’est-à-dire qu’il est disposé en un seul endroit de la face d’accessoires du moteur et non pas au niveau de chacune des roues d’entrainement. Cette configuration permet de piloter plus facilement les différents modes de fonctionnement. Le dispositif rassemble ou regroupe les trois roues d’entrainement du vilebrequin, de l’alterno-démarreur et du compresseur d’air et permet le pilotage centralisé des accouplements entre lesdites roues. Les roues d’entrainement sont regroupées sur la face accessoires pour réduire l’encombrement.
-le dispositif comprend une bague tubulaire de liaison mobile en coulissement selon son axe longitudinal entre trois positions première, médiane et extrême correspondant aux couplages possibles en rotation des trois roues d’entrainement du vilebrequin, de l’alterno-démarreur et du compresseur d’air.
De manière avantageuse, le dispositif comprend une bague tubulaire de liaison mobile en coulissement sur trois positions pour engager/désengager les liaisons entre les roues d’entrainement des trois éléments qui sont un alterno-démarreur, un compresseur d’air et un vilebrequin. Les positions de coulissement de la rondelle tubulaire permettent d’obtenir les n-uplets de couplage suivant : (alterno-démarreur + vilebrequin), (alterno-démarreur + compresseur), (alterno-démarreur + vilebrequin + compresseur). Le coulissement de la bague tubulaire est assuré par un moteur électrique commandé par une unité de contrôle et de commandes.
-la bague tubulaire est solidaire en rotation en permanence de la roue d’entrainement de l’alterno-démarreur et conformée pour coulisser au-dessus de ladite roue.
De manière avantageuse, la bague tubulaire est solidiare en permanence en rotation avec la roue d’entrainement de l’alterno-démarreur tout en étant mobile en coulissement au-dessus de ladite roue pour accoupler en rotation la roue d’entrainement du vilebrequin ou la roue d’entrainement du compresseur avec l’alterno-démarreur.
-la bague tubulaire comprend une couronne conique tournée vers la roue d’entrainement du compresseur d’air qui porte une couronne conique apte à coopérer avec la couronne conique de la bague
De manière avantageuse, la bague tubulaire comprend une couronne conique apte à coopérer avec une couronne conique en vis-à-vis portée par la roue d’entrainement du compresseur d’air pour assurer une liaison en rotation entre l’alterno-demarreur et le compresseur d’air.
-le dispositif comprend un moyen élastique apte à pousser la couronne conique de la roue d’entrainement du compresseur vers la bague tubulaire entre la position médiane et extrême de coulissement de ladite bague.
De manière avantageuse, le dispositif comprend un moyen élastique qui permet d’assurer un maintien en des deux couronnes coniques en appui l’une sur l’autre pendant le coulissement selon l’axe longitudinal X de la bague tubulaire
-l’axe de rotation solidaire en rotation de l’arbre du vilebrequin est dans une liste comprenant l’axe du vilebrequin, l’axe d’un arbre d’équilibrage du moteur, un axe d’un pignon libre.
De manière avantageuse, l’axe de rotation solidaire du vilebrequin est susceptible de fonctionner avec le moteur thermique en fonctionnement et peut être l’arbre du vilebrequin ou un arbre solidaire en rotation avec le vilebrequin et comportant une extrémité débouchant de la face d’accessoires comme par exemple un arbre d’équilibrage ou un pignon libre dit fou.
-les roues d’entrainement des trois éléments sont coaxiales.
De manière avantageuse, les roues d’entrainement des trois éléments qui sont l’alterno-démarreur, le compresseur d’air et le vilebrequin sont coaxiales pour minimiser l’encombrement du dispositif.
-la roue d’entrainement du compresseur est apte à coulisser selon son axe.
De manière avantageuse, la roue d’entrainement du compresseur est apte à coulisser selon son axe pour maintenir une liaison entre le compresseur d’air et l’alterno-démarreur entre deux positions de coulissement.
L’invention concerne également un procédé de fonctionnement que déroule l’unité de contrôle, comprenant des éléments de fonctionnement du moteur, notamment un alterno-démarreur qui présente un axe de rotation et une roue d’entrainement solidaire en rotation avec ledit axe, un compresseur d’air qui présente un axe d’entrainement et une roue d’entrainement solidaire en rotation avec ledit axe, un axe de rotation solidaire en rotation du vilebrequin avec une roue d’entrainement fixée à l’extrémité dudit axe, lesdits axes étant parallèles entre eux, un dispositif de liaison desdites roues d’entrainement apte à rendre solidaires en rotation lesdites roues d’entrainement, une unité de contrôle dudit dispositif qui déroule ledit procédé,
Caractérisé en ce que le procédé autorise une suralimentation d’air du moteur par le compresseur d’air entrainé par l’alterno-démarreur.
De manière avantageuse, lors de besoin de suralimentation d’air, le surplus d’air est apporté au moteur grâce au compresseur d’air entrainé en rotation par l’alterno-démarreur indépendamment du vilebrequin afin d’amener de l’air au moteur de façon analogue à un compresseur électrique ; le procédé commande le débrayage de la roue d’entrainement solidaire en rotation avec le vilebrequin pour permettre le fonctionnement du compresseur d’air dont la roue d’entrainement est entrainée par l’alterno-démarreur qui fonctionne alors en mode moteur.
Selon d’autres caractéristiques de l’invention :
-le procédé autorise le fonctionnement du moteur avec le débrayage compresseur d’air, notamment en phase de démarrage ou en phase d’accélération avec un besoin supplémentaire de puissance.
De manière avantageuse, lors des phases de démarrage ou de besoin de puissance supplémentaire, l’alterno-démarreur va suppléer le manque de puissance du moteur thermique et le procédé commande par exemple le débrayage du compresseur d’air avec la connexion de l’alterno-démarreur d’avec le moteur électrique seuls pour diminuer les dispersions de puissances fournies par l’alterno-démarreur et par le moteur thermique.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels :
Description détaillée des figures
Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires.
Un moteur thermique peut comprendre un turbocompresseur qui comprend un étage de compression pour comprimer de l’air d’admission couplé avec un étage de turbine apte à recueillir de l’énergie des gaz brulés à l’échappement. Ledit étage de turbine est apte à faire tourner un arbre qui relie la turbine à l’étage de compression.
Il est connu de disposer de moteur thermique associé avec un turbo-compresseur de faible puissance et auquel on associe un compresseur d’air supplémentaire apte à seconder par exemple le turbocompresseur du véhicule dans certains cas, notamment à bas régime et pendant les augmentations transitoires de charge. Ledit compresseur d’air est apte à alimenter en air le moteur thermique dépendamment ou indépendamment du vilebrequin et donc du régime dudit moteur. Le compresseur d’air peut comprendre un arbre d’entrainement pour être entrainé en rotation notamment pour une suralimentation d’air selon un mode transitoire.
Il est aussi connu de suppléer le moteur thermique avec un moteur d’origine électrique pour par exemple les phases de démarrage. Le moteur électrique peut être un alterno-démarreur qui possède un premier rôle en tant qu’alternateur pour recharger une batterie électrique pour le fonctionnement du moteur et un second rôle en tant que moteur pour augmenter la puissance de l’ensemble moteur thermique avec alterno-démarreur lors des phases de démarrage.
Le compresseur d’air, l’alterno-démarreur et le vilebrequin peuvent être couplés en rotation mais les différents modes de fonctionnement du moteur ne nécessitent pas d’avoir en permanence le couplage du vilebrequin avec l’alterno-démarreur et avec le compresseur d’air qui est susceptible d’augmenter la consommation du moteur.
Pour faciliter la compréhension, dans la suite de la description, le compresseur d’air est apte à alimenter en air le moteur thermique dépendamment ou indépendamment du vilebrequin et donc du régime du moteur.
La présente invention concerne un agencement d’une face accessoires d’un moteur thermique qui comprend des éléments de fonctionnement dudit moteur, dont un alterno-démarreur qui présente un axe de rotation et une roue d’entrainement solidaires en rotation, un compresseur d’air qui comprend un axe d’entrainement et une roue d’entrainement solidaires en rotation, une roue d’entrainement fixée solidaire à l’extrémité d’un axe solidaire en rotation d’un vilebrequin, lesdits axes étant parallèles entre eux, un dispositif de liaison desdites roues d’entrainement apte à rendre solidaires en rotation lesdites roues d’entrainement, une unité de contrôle dudit dispositif qui déroule un procédé de contrôle du couplage ou de liaison solidaire en rotation desdits éléments.
Selon les figures 1à 3 qui représentent schématiquement un mode de réalisation d’un dispositif de liaison selon l’invention avec les positions de couplage des trois éléments du moteur.
Un moteur thermique 10 comprend un vilebrequin 11 qui présente un arbre 12 dont une extrémité 13 débouche de la face accessoires 14 du moteur. Une roue menante 15 est fixée solidaire en rotation dudit arbre 12 de vilebrequin. La roue menante 15 engrène une roue d’entrainement 16 associée au vilebrequin dans un dispositif 50 de liaison en rotation. Pour faciliter la compréhension, la roue d’entrainement 16 associée au vilebrequin sera nommée roue d’entrainement 16 du vilebrequin.
Ladite roue d’entrainement 16 est prolongée axialement par un corps tubulaire 17 qui présente par exemple au-moins une cannelure s’étendant longitudinalement sur la paroi extérieure dudit corps tubulaire 17.
On peut également avoir un ensemble d’engrènement de roues ou poulies depuis l’arbre 12 du vilebrequin 11 jusqu’à un dispositif de liaison 50.
Un alterno-démarreur 30 est fixé contre le moteur thermique 10 et présente un arbre ou axe 31 de rotation parallèle à l’arbre 12 du vilebrequin, qui débouche de la face accessoires 14. A l’extrémité libre 32 de cet axe de rotation est fixée solidaire une roue d’entrainement 33. Ladite roue d’entrainement peut présenter au-moins une cannelure longitudinale sur sa paroi extérieure périphérique.
Le dispositif de liaison 50 comprend une bague tubulaire 51 présentant un corps tubulaire 52 entourant la roue d’entrainement 33 de l’alterno-démarreur 30.
La bague tubulaire 51 est solidaire en rotation de la roue d’entrainement 33 de l’alterno-démarreur. De manière préférentielle, ladite bague 51 entoure en permanence la roue d’entrainement 33 de l’alterno-démarreur et elle comporte au-moins une cannelure longitudinale creusée dans la paroi intérieure adaptée pour coopérer en rotation avec une cannelure longitudinale s’étendant sur la paroi extérieure périphérique de la roue d’entrainement de l’alterno-démarreur. La bague tubulaire 51 est conformée pour coulisser suivant son axe et entourant la paroi périphérique de la roue d’entrainement 33 de l’alterno-démarreur.
Ladite bague tubulaire 51 comprend une première extrémité longitudinale 53 destinée à entourer le corps tubulaire 17 de la roue d’entrainement 16 du vilebrequin. Par exemple, ladite première extrémité 53 peut comporter une rainure longitudinale creusée dans sa paroi intérieure qui est adaptée pour coopérer avec un bossage longitudinal s’étendant sur la paroi extérieure du corps tubulaire 17 de la roue d’entrainement 16 du vilebrequin. La bague tubulaire 51 est conformée pour coulisser suivant son axe et entourant la paroi périphérique du corps tubulaire 17 de la roue d’entrainement 16 du vilebrequin.
Ainsi grâce à la cannelure longitudinale du corps tubulaire de la roue d’entrainement 16 du vilebrequin engagée dans la rainure longitudinale de la première extrémité longitudinale 53 de la bague tubulaire 51, la roue d’entrainement 16 du vilebrequin et la bague tubulaire et par conséquent l’arbre de rotation de l’alterno-démarreur 30 sont solidaires en rotation.
La bague tubulaire 51 est conformée pour coulisser selon son axe longitudinal X en entourant les parois périphériques de la roue d’entrainement 33 de l’alterno-démarreur et du corps tubulaire 17 de la roue d’entrainement 16 du vilebrequin. Le coulissement de la bague tubulaire permet dans un sens de rendre solidaires en rotation le vilebrequin avec l’alterno-démarreur et dans le sens opposé de libérer la roue d’entrainement du vilebrequin de la roue d’entrainement de l’alterno-démarreur.
Ainsi comme représenté sur les figures 1 à 3, l’arbre de rotation 31 de l’alterno-démarreur 30 traverse la roue d’entrainement 16 du vilebrequin.
L’axe de la roue d’entrainement 16 du vilebrequin, ainsi que l’arbre 31 de rotation de l’alterno-démarreur 30 et sa roue d’entrainement 33 sont coaxiaux.
La bague tubulaire 51 comporte un dispositif de connexion solidaire à la seconde extrémité longitudinale 54 opposée à la première extrémité 53.
Ledit dispositif de connexion solidaire comprend de manière préférentielle une première couronne sensiblement conique 55 fixée dans le prolongement de la seconde extrémité longitudinale 54.
Afin de faciliter la compréhension, le mode de réalisation présenté propose des roues d’entrainement du vilebrequin, de l’alterno-démarreur et du compresseur coaxiales. Le dispositif peut cependant comprendre des roues intermédiaires du dispositif qui sont solidaires en rotation des roues d’entrainement du vilebrequin, de l’alterno-démarreur et du compresseur. Lesdites roues intermédiaires du dispositif sont nommées roues d’entrainement du vilebrequin, de l’alterno-démarreur et du compresseur comme représenté en . L’utilisation de roues intermédiaires permet d’agencer le dispositif de façon non centrale sur la face accessoires.
Un compresseur d’air 40 est agencé dans le prolongement axial de l’alterno-démarreur 30. Ledit compresseur comprend un axe de rotation 41 ou d’entrainement à l’extrémité libre 42 duquel, tournée vers l’alterno-démarreur 30, est fixée solidaire en rotation une roue d’entrainement 43 portant une seconde couronne de connexion solidaire 44. Ladite couronne de connexion 44 comprend par exemple un revêtement à haut coefficient de frottement. Ladite couronne de connexion solidaire est conformée pour coopérer avec la première couronne 55 de connexion de la bague tubulaire 51.
La bague tubulaire 51 est apte à coulisser selon son axe X dans les deux sens pour rejoindre trois positions longitudinales depuis une première position extrême P1 représentée sur la avec l’engagement de la roue d’entrainement 16 du vilebrequin dans la bague tubulaire 51 jusqu’à une troisième position extrême P3 à l’opposée à la première extrémité avec un appui de la bague tubulaire contre la couronne de connexion du compresseur d’air comme représenté dans les figures 1 et 3.
La longueur de la bague tubulaire est judicieusement choisie pour qu’à la première position P1 de la bague, on a une connexion solidaire en rotation entre la bague tubulaire et donc de l’arbre de rotation de l’alterno-démarreur avec la roue d’entrainement du vilebrequin et en même temps une séparation des couronnes de connexion solidaire de la bague et du compresseur d’air.
La longueur de la bague tubulaire est également choisie pour avoir un appui des deux couronnes de connexion l’une sur l’autre et en même temps un désengagement de la première extrémité 53 de la bague tubulaire 51 du corps tubulaire 17 de la roue d’entrainement 16 du vilebrequin.
Le coulissement de la bague tubulaire passe par une deuxième position de coulissement sensiblement médiane aux deux positions extrêmes et choisie pour avoir l’engagement en rotation de la bague tubulaire avec la roue d’entrainement 16 du vilebrequin, ainsi que l’appui des deux couronnes de connexion 55,44 l’une sur l’autre. La deuxième position de coulissement correspond à une liaison en rotation du vilebrequin avec l’alterno-démarreur et avec le compresseur d’air.
Le dispositif de liaison 50 comprend un moyen élastique qui est apte à assurer l’appui de la couronne de connexion 55 de la bague tubulaire 51 sur la couronne de connexion 44 de la roue d’entrainement 43 du compresseur d’air sur la course de ladite bague entre les positions médiane P2 et extrême P3.
Entre la deuxième position médiane P2 et la troisième position extrême P3 de coulissement, la couronne conique 55 de la bague tubulaire 51 reste en appui contre la couronne conique 44 portée par la roue d’entrainement 43 du compresseur d’air 40. Entre lesdites deux positions de coulissement, l’alterno-démarreur est lié en rotation avec l’axe du compresseur d’air ainsi que représenté dans les figures 2 et 3.
Selon un mode de réalisation, le moyen élastique exerce une force de rappel pour pousser la couronne de connexion 44 de la roue d’entrainement 43 du compresseur d’air vers la bague tubulaire 51 jusqu’à la position P2. Ledit moyen élastique peut être compressé suivant l’axe X par la bague tubulaire 51 en coulissement entre les positions médiane P2 et extrême P3.
Le moyen élastique est apte à assurer la connexion solidaire en rotation entre les deux couronnes coniques entre les deux positions médiane et extrême.
La longueur de la bague tubulaire 51 est également choisie pour avoir un appui des deux couronnes de connexion l’une sur l’autre, notamment en position P2 médiane, et en même temps un engagement de la roue d’entrainement 16 du vilebrequin dans la première extrémité 53 de la bague tubulaire 51.
Par exemple, la roue d’entrainement du compresseur d’air peut être mobile en coulissement selon son axe X dans les deux sens. La roue est solidaire de l’axe de rotation 41 du compresseur qui peut être extensible et rétractable pour accompagner le coulissement de ladite roue d’entrainement 43. Un élément élastique 45 exerce une force de rappel sur ladite roue d’entrainement 43 en direction de la bague tubulaire 51 pour assurer un contact en appui des deux couronnes de connexion l’une contre l’autre sur toute la longueur du coulissement de la deuxième position à la troisième position extrême de coulissement.
Selon le mode de réalisation présenté ci-dessus, le dispositif de liaison permet la liaison en rotation de l’alterno-démarreur avec le vilebrequin, ou avec le vilebrequin et le compresseur d’air, ou uniquement avec le compresseur d’air.
On a donc une liaison en rotation des trois éléments qui sont l’alterno-démarreur 30, le vilebrequin 11 et le compresseur 40, et un désaccouplement indépendant d’une seule des roues d’entrainement du vilebrequin 16 ou du compresseur 43.
Le coulissement axial de la bague tubulaire 51 solidaire de l’axe de rotation de l’alterno-démarreur 30 est effectué par exemple grâce à une fourchette commandée par un actionneur électromécanique non représentés.
L’actionneur est contrôlé par une unité de contrôle (non représentée) qui déroule un procédé de fonctionnement du moteur.
Ledit procédé de fonctionnement, en plus du couplage des trois éléments, autorise :
-en phase de démarrage et plus particulièrement, lors de besoin de puissance moteur, le débrayage du compresseur d’air pour alimenter le moteur. L’unité de contrôle commande un déplacement de la fourchette qui entraine la bague tubulaire 51 vers la première position P1 extrême de coulissement. La bague tubulaire est alors engagée dans la roue d’entrainement 16 du vilebrequin et les deux éléments sont solidaires en rotation. De plus, la bague tubulaire n’a plus de contact avec la roue d’entrainement 43 du compresseur d’air 40 qui dès lors revient au repos. L’alterno-démarreur 30 vient suppléer le moteur thermique 10 sans dispersion car il n’entraine pas le compresseur d’air.
- une suralimentation d’air du moteur par le compresseur d’air 40 entrainé par l’alterno-démarreur 30. Lors de besoin de suralimentation d’air lors d’un mode transitoire de suralimentation afin d’éviter le débouclage de richesse, le surplus d’air est apporté au moteur grâce au compresseur d’air 40 qui est entrainé en rotation par l’alterno-démarreur 30 indépendamment du vilebrequin 11 afin d’amener de l’air au moteur de façon analogue à un compresseur électrique ; le procédé commande le coulissement vers la troisième position P3 extrême de coulissement avec un désengagement entre la bague tubulaire 51 et le corps tubulaire 17 de la roue d’entrainement 16 du vilebrequin, solidaire en rotation avec le vilebrequin, et un appui de la couronne de connexion 55 de ladite bague contre la couronne de connexion 44 du compresseur d’air 40 pour permettre l’entrainement et le fonctionnement du compresseur d’air 40. Un surplus d’air est alors envoyé dans le moteur thermique.
L’objectif est atteint :
Le dispositif de liaison selon l’invention permet trois modes de fonctionnement du moteur correspondant à trois positions d’accouplement entre les trois éléments du moteur. Il permet notamment de réaliser les fonctions de démarreur, d’alternateur, d’augmentation de puissance électrique, de compresseur d’air en mutualisant des organes existants et en les combinant astucieusement.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cette prise, décrites ci-dessus à titre d'exemples, elle en embrasse au contraire toutes les variantes.
Par exemple, le dispositif de connexion solidaire peut comprendre un élément élastique solidaire de la couronne conique 44 portée par la roue d’entrainement 43 du compresseur d’air, ladite couronne conique pouvant alors coulisser selon l’axe longitudinal X entre les positions médiane P2 et extrême P3.
Le dispositif de couplage peut être disposé en bout et non au centre.
Les roues d’entrainement peuvent ne pas être coaxiales et être entrainées par des roues coaxiales intermédiaires du dispositif.
Claims (10)
- Agencement d’une face accessoires (14) d’un moteur thermique qui comprend un alterno-démarreur (30) qui présente un axe de rotation (31) et une roue d’entrainement (32) solidaire en rotation avec ledit axe de l’alterno-démarreur, un compresseur d’air (40) qui présente un axe d’entrainement (41) et une roue d’entrainement (43) solidaire en rotation avec ledit axe dudit compresseur, un axe de rotation solidaire en rotation d’un vilebrequin, un dispositif de liaison (50) desdites roues d’entrainement apte à rendre solidaires en rotation lesdites roues d’entrainement (33,16,43), une unité de contrôle dudit dispositif qui déroule un procédé de contrôle de fonctionnement desdits éléments,
Caractérisé en ce que ledit dispositif (50) est conformé pour autoriser un désaccouplement indépendant d’une seule des roues d’entrainement du vilebrequin (16) ou du compresseur (43). - Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de liaison (50) est central et apte à combiner différentes liaisons en rotation desdites roues d’entrainement (33,16,43) regroupées sur la face accessoires (14).
- Agencement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif comprend une bague tubulaire de liaison (51) mobile en coulissement selon son axe longitudinal (X) entre trois positions première (P1), médiane (P2) et extrême (P3) correspondant aux couplages possibles en rotation des trois roues d’entrainement du vilebrequin (16), de l’alterno-démarreur (33) et du compresseur d’air (44).
- Agencement selon la revendication 3, caractérisé en ce que la bague tubulaire (51) est solidaire en rotation en permanence de la roue d’entrainement (43) de l’alterno-démarreur et conformée pour coulisser au-dessus de ladite roue (43).
- Agencement selon l’une quelconque des revendications 3 à 4, caractérisé en ce que la bague tubulaire (51) comprend une couronne conique (55) tournée vers la roue d’entrainement (43) du compresseur d’air (40) qui porte une couronne conique (44) apte à coopérer avec la couronne conique de la bague.
- Agencement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif comprend un moyen élastique apte à pousser la couronne conique (55) vers la bague tubulaire (51) entre la position médiane (P2) et extrême (P3) de coulissement de ladite bague.
- Agencement selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l’axe de rotation solidaire en rotation du vilebrequin est dans une liste comprenant l’axe du vilebrequin (12), l’axe d’un arbre d’équilibrage du moteur, un axe d’un pignon libre.
- Agencement selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les roues d’entrainement du vilebrequin (16), de l’alterno-démarreur (33) et du compresseur d’air (43) sont coaxiales.
- Procédé de fonctionnement de moteur thermique comprenant un alterno-démarreur (30) qui présente un axe de rotation (31) et une roue d’entrainement (32) solidaire en rotation avec ledit axe, un compresseur d’air (40) qui présente un axe d’entrainement (41) et une roue d’entrainement (43) solidaire en rotation avec ledit axe, un axe de rotation solidaire en rotation d’un vilebrequin (11) avec une roue d’entrainement (16) fixée à l’extrémité dudit axe, lesdits axes étant parallèles entre eux, un dispositif de liaison desdites roues d’entrainement apte à rendre solidaires en rotation lesdites roues d’entrainement, selon les revendications 1 à 9,une unité de contrôle dudit dispositif qui déroule ledit procédé,
Caractérisé en ce que le procédé autorise une suralimentation d’air du moteur par le compresseur d’air (40) entrainé par l’alterno-démarreur (30) découplé du vilebrequin (11). - Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le procédé autorise le fonctionnement du moteur avec le débrayage compresseur d’air (40), notamment en phase de démarrage ou en phase d’accélération avec un besoin supplémentaire de puissance avec un couplage du vilebrequin (11) avec l’alterno-démarreur (30).
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2021
- 2021-12-10 FR FR2113283A patent/FR3130207B1/fr active Active
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