WO2013083885A1 - Dispositif de transmission, groupe motopropulseur, accumulateur d'energie, et vehicule ainsi equipe - Google Patents

Dispositif de transmission, groupe motopropulseur, accumulateur d'energie, et vehicule ainsi equipe Download PDF

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
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Definitions

  • the present invention relates to a continuously variable transmission device.
  • the present invention also relates to such a transmission device having a capacity for accumulation and energy restoration, in particular for a motor vehicle.
  • the present invention further relates to a powertrain for a vehicle.
  • the present invention further relates to a kinetic energy accumulator.
  • the continuously variable transmission devices offer a limited range of ratios between the rotary input member and the rotary output member.
  • continuously variable transmission devices of the prior art can only rotate the output member in one direction. It is necessary to engage a reversing mechanism to achieve, in the example of a vehicle, a reverse gear.
  • a motor drives two inputs of a planetary gear train, one via a fixed-ratio transmission, a freewheel and a clutch, the other via a hydraulic coupler and a variable speed drive. at belt.
  • the output of the planetary gear drives the wheels of the vehicle.
  • a brake blocks one of the elements of the planetary gear.
  • the power of a hybrid vehicle can be increased electrically by one of the dynamo-electric machines using energy contained in the accumulator. But again, the extra power is limited for the reasons already mentioned.
  • US 2004/01 24 021 A1 describes a transmission device in which a planetary gear is mounted between the heat engine, connected to the planet carrier, and the wheels connected to the ring gear of the planetary gear.
  • the planetary wheel of the train is driven by the combustion engine via a variable speed drive and is coupled to an electric motor.
  • FR-A-2 962 180 published January 6, 2012 describes a planetary gear transmission device in which a planet carrier is connected on the one hand to a flywheel, and on the other hand, via a of a variable speed drive, at the input of the transmission.
  • the satillite holder is equipped with inter-meshed pairs of satellites.
  • the flywheel is mounted on a vertical axis and levitated by an overpressure applied on its underside. This device provides a wide range of speed variation ratios. It allows neutral and reverse for certain transmission ratios in the drive. However, it is desirable to improve it further, in terms of performance and ease of installation in a vehicle.
  • the object of the present invention is to provide a continuously variable transmission device which offers a particularly wide range of speeds for the rotary output member.
  • the present invention also aims to provide a continuously variable transmission device having an excellent performance.
  • An object of the present invention is to provide a continuously variable transmission device which provides for the rotary output member a range of speeds comprising zero speed and preferably at least one speed in reverse when the rotating input member rotates in one and the same direction.
  • Another object of the present invention is to provide a relatively simple and economical energy storage transmission device.
  • Yet another object of the present invention is to provide an energy storage transmission device capable of a high energy regeneration power during braking and / or a large power boost during acceleration.
  • the present invention also aims at providing a powertrain for a vehicle, satisfying at least one of the above aims.
  • An object of the present invention is to provide a vehicle equipped with such a powertrain.
  • Another object of the present invention is to provide a transmission device and a powertrain easy to implement in a vehicle.
  • the invention also aims to provide an efficient and economical kinetic energy accumulator.
  • the invention proposes to offer solutions that satisfy at least one of these goals, or to propose solutions that satisfy several or all of these goals.
  • the device for continuously variable transmission and energy accumulation comprising:
  • a planetary gear comprising a ring connected to a rotary device input of the device, the rotary input member being disposed along a primary axis, a planetary gear connected to a rotary output member of the device, and a carrier satellites connected to a rotary control member, the sun gear being of a type comprising at least one pair of satellites which are in mutual meshing connection and which mesh one with the ring gear and the other with the sun gear;
  • a speed variator which adjusts a speed ratio between the rotary control member and the rotary input member and which extends between the primary axis and a secondary axis;
  • a kinetic energy accumulator comprising a flywheel connected to the rotary control member via a multiplier gear which multiplies the speed of rotation of the flywheel with respect to that of the control member,
  • the differential mechanism being arranged so that an increase in the speed of the rotary control member corresponds to a decrease in the speed of the rotary output member, for a given speed of the rotary input member, is characterized in that the planetary gear and the rotary output member are arranged along the secondary axis, and in that a transfer is provided between the rotary input member and the ring gear.
  • This range may have a greater amplitude, in terms of transmission ratios between the rotary input member and the rotary output member, than that which would be possible by installing the variator directly between the rotary input member and the rotary output member.
  • the beach is further enlarged with the planetary gear installed along the secondary axis.
  • the device is shorter along the primary axis, which is favorable for the installation of the device in the extension of the motor shaft.
  • the speed of the steering wheel varies in the opposite direction to that of the rotary output member.
  • the driven load eg a vehicle
  • the steering wheel accelerates and recovers the kinetic energy of the driven load.
  • the steering wheel slows down by restoring its kinetic energy to the driven load.
  • the drive transmits only a portion of the power. It can be less big, less heavy, less expensive. Its efficiency, in principle worse than that of a gear, affects only a portion of the power transmitted. The rest of the power goes through only a small number of gears. This allows the transmission device according to the invention to display an exceptional overall performance.
  • the differential mechanism is designed so that a particular speed ratio established by the variable speed drive corresponds to a zero speed of the rotary output member.
  • the rotational speed of the rotary output member vanishes and changes meaning for a certain speed ratio established by the variator.
  • variable speed drive is of a conventional type that does not reverse the operation of one of the rotary members that it connects to the other
  • the speed range of the output rotary member may comprise zero speed or even reverse speed without the need for an inverter mechanism or slip in the transmission device.
  • the drive is for example of the type with pulleys with variable effective diameter, known as CVT ("Continuously Variable Transmission").
  • the pulleys comprise, along the primary axis, a primary pulley having a movable cheek axially located on the transfer side and, along the secondary axis, a secondary pulley having a movable cheek axially located on the opposite side to the planetary gear.
  • This arrangement is particularly compact.
  • the device comprises a control shaft connecting the planet carrier to the variator, and the control shaft has a connection with the steering wheel, this connection being located between the planet carrier and the variator.
  • the axis of rotation of the steering wheel is perpendicular to the secondary axis.
  • the transfer is such that the rotary input member and the crown rotate in the same direction.
  • Energy storage transmission devices are of interest for the variable speed drive of a load having a significant inertial component.
  • the speed of the load can not vary instantly and from a practical point of view varies much less quickly than the speed of the rotary input member.
  • a variation device allows, by action on the drive, to vary at will the speed of the wheel according to the acceleration or deceleration desired for the load.
  • the steering wheel is accelerated.
  • it causes a deceleration of the steering wheel. In both cases, the speed of the rotary input member is established accordingly.
  • the steering wheel has a vertical axis of rotation.
  • the weight of the steering wheel is preferably at least partially supported by a pressure difference of a gas on two opposite sides of the steering wheel. In this way the bearings of the steering wheel are unloaded. This reduces friction and wear in these bearings, especially when the steering wheel rotates at high speed. It is thus possible to achieve an inexpensive steel steering wheel with excellent efficiency, in particular a very good shelf life of stored kinetic energy.
  • control means are provided for controlling the transmission ratio of the variable speed drive in the direction of increasing the speed of the rotary control member with respect to the speed of rotation of the rotary input member. when the speed of the rotary output member is to be reduced, and / or in the direction of a decrease in the speed of the rotary control member with respect to the speed of the rotary input member when the speed of the rotary output member must be increased.
  • the flywheel is preferably connected to the rotary control member via a clutch, the remaining rotary control member coupled to a driven element of the variator even when said clutch is open.
  • This clutch can have different functions: decoupling of the steering wheel when its rotation speed tends to exceed a maximum authorized speed, and / or when it is desirable to minimize the slowing of the steering wheel under the effect of friction, and / or when the vehicle has exceeded a certain cruising speed, and / or to start the engine without having at the same time to launch the steering wheel, and / or for an initial acceleration of the vehicle after such an engine start or more generally when the steering wheel is stopped or at a speed too low to be useful.
  • An input clutch is preferably provided upstream of the rotary input member, between the latter and the motor.
  • the input clutch can in particular be opened when the vehicle or other driven load must be slowed by energy accumulation in the steering wheel or accelerated by energy recovery from the steering wheel. This concerns in particular the slowing down of a certain speed until the load is stopped, and the acceleration from the stopping of the load to the total or almost total exhaustion of the useful energy of the steering wheel.
  • the power unit for a motor vehicle comprises a motor, in particular a heat engine and more particularly an internal combustion engine, and a transmission device according to the first aspect, including the rotary input member. can be coupled to a motor power shaft.
  • the powertrain comprises a control unit.
  • control unit comprises means for controlling, from a prolonged stop situation:
  • control unit comprises means for controlling, in response to a slowdown control of the output member, in particular the actuation of a brake:
  • control unit comprises means for controlling, in response to a command to restart the vehicle after a period of time at the end of which the steering wheel rotates at high speed:
  • the motor is decoupled from the input member during the stopping time and during the acceleration, and when the speed of the steering wheel passes below a predetermined threshold, the unit of piloting ensures:
  • the invention relates to a motor vehicle equipped with a transmission device according to the first aspect or a powertrain according to the second aspect.
  • the kinetic energy accumulator with flywheel in particular for implementation in a transmission device according to the first aspect, a power unit according to the second aspect or a vehicle according to the invention.
  • third aspect is characterized in that the flywheel is rotatably mounted about a vertical axis with an axial freedom of movement relative to a frame, in that the flywheel has two opposite faces each contributing to delimit the a respective one of two lower and upper pressure chambers, for a gas, in that the two chambers communicate by a gap formed between a peripheral face of the flywheel and an inner peripheral surface integral with the frame, in that the kinetic accumulator comprises generating means of movement of the gas from the lower chamber to the upper chamber through the gap, and in that the kinetic energy accumulator comprises at least one conformation integral with the frame and ensuring a rotation of the gas in the same direction as the wheel.
  • the gas used to support the steering wheel simultaneously present, in contact with the steering wheel, a rotational speed in the same direction as the steering wheel.
  • the at least one conformation comprises a spiral groove extending on said inner peripheral surface integral with the frame.
  • the conformation forms labyrinth sealing with the steering wheel.
  • the generating means comprise a connection of at least one of the chambers to a pressure source, preferably regulated.
  • the pressure source may be a heat engine intake manifold.
  • the pressure source is a compressor, which preferably operates in a circulator from the upper chamber to the lower chamber.
  • said peripheral face of the steering wheel and said inner peripheral surface are conical flared upwardly, so that the steering wheel stabilizes at an altitude corresponding to a certain spacing between its peripheral face and the inner peripheral surface.
  • the steering wheel is preferably in driving connection with the outside, in particular with the rotary control member, by means of a right-sized pinion fixed to the steering wheel.
  • the right-sided pinion allows the steering wheel a certain axial displacement, and allows in particular the steering wheel to be lifted by the difference in gas pressure between its lower and upper faces.
  • the steering wheel has a limited axial travel downwardly by an axial abutment bearing on a transmission member rotating slower than the steering wheel and in the same direction as the latter.
  • the working speed experienced by the axial stop is equal to the difference between the speed of the steering wheel and the speed of the transmission member, and not to the entire speed of the steering wheel.
  • the steering wheel is advantageously bell-shaped with a closed bottom placed in the upper position, between two axial stops.
  • FIG. 1 is a diagram of a powertrain according to the invention.
  • FIG. 2 is a half axial sectional view of an embodiment of the accumulator according to the invention.
  • FIG. 3 is a view of detail III of FIG. 2, on an enlarged scale.
  • FIG. 4 is a partial front view, unwound in a plane, the inner peripheral surface of the housing of the accumulator.
  • the powertrain shown in Figure 1 is intended to equip a motor vehicle. It comprises a heat engine 1 which produces mechanical power intended to drive the vehicle symbolized by the drive wheels 2.
  • An energy storage transmission device 3 is interposed between the heat engine 1 and the wheels 2.
  • the energy storage transmission device 3 comprises a speed variation device 4 which is essentially composed of a differential mechanism 6 and a speed variator 7.
  • the transmission device 3 further comprises a kinetic energy accumulator essentially comprising a flywheel 8 which is represented here symbolically.
  • the Differential mechanism 6 is a planetary gear, more particularly an epicyclic gear train.
  • the transmission device 3 comprises a rotary input member 9 which is selectively coupled, by means of an input clutch 27, with the power shaft of the heat engine 1 to rotate at the same speed as this shaft.
  • the drive wheels 2 are permanently coupled with a rotary output member 11 of the transmission device 3.
  • the transmission device 3 comprises a rotary control member 13 which is coupled in rotation with the flywheel 8.
  • a gear multiplier 12 ( Figure 2) is installed between the rotary control member 13 and the 8 to increase, for example multiply by 3 or 4, the speed of rotation of the steering wheel 8 relative to that of the rotary control member 13.
  • the three rotary members 9, 11, 13 of the transmission device 3 are interconnected with a variable speed ratio by the differential mechanism 6.
  • the differential mechanism 6 is of the type comprising a planet carrier 14 supporting in rotation at least one pair of satellites 65, 66 which mesh with each other.
  • the satellites 65 located radially outward mesh with an internally ring gear 17.
  • the satellites 66 located radially inward mesh with a sun gear 18 toothed externally.
  • the ring 17 and the sun gear 18 are coaxial, and the satellites 65, 66 are eccentric with respect thereto.
  • the ring gear 17 is coupled to the rotary input member 9.
  • the sun gear 18 is integral with the rotary output member 11.
  • the planet gate 14 is integral with the rotary control member 13.
  • the rotary output 11 and control 13 as well as the planetary gear 6 are coaxial along a secondary axis A2.
  • the input organ 9 extends along a primary axis Al parallel to the secondary axis A2.
  • the transfer 49 comprises a gear cascade 51.
  • the local transmission ratio created by the transfer 49 is generally chosen to be different from 1: 1. This local transmission ratio is indeed one of the setting parameters. and optimizing the assembly consisting in particular of the engine, the vehicle, the steering wheel, the variator and the planetary gear.
  • the direction of rotation of the sun gear 18 is reversed, the others rotating in the same direction as when the vehicle is in forward motion.
  • the variable speed drive 7 adjusts the speed ratio between the rotary input member 9 and the rotary control member 13. It is embodied in the form of a CVT ("Continuously Variable Transmission" drive, continuously variable transmission). comprising two pulleys 19, 21 which have parallel axes and rotate in the same direction. A transmission belt 22 (which may be in the form of a chain according to various techniques known in the field of CVT drives) rotates these two pulleys with a variable ratio. Each pulley is formed of two conical cheeks that can be brought together or removed from one of the other. For this, one 19a, 21a of the two cheeks of each pulley is capable of axial movement symbolized by the arrows 23.
  • CVT Continuous Variable Transmission
  • a transmission belt 22 (which may be in the form of a chain according to various techniques known in the field of CVT drives) rotates these two pulleys with a variable ratio.
  • Each pulley is formed of two conical cheeks that can be brought together or removed from one of the other. For
  • the belt 22 When the two cheeks forming a pulley are very close to each other, the belt 22 is repelled at a great distance from the axis of the pulley. Conversely, when the two cheeks are widely spaced from each other, the belt 22 bypasses the pulley near the axis.
  • the two movable flanges 19a, 21a are located on opposite sides of the belt 22.
  • the movable flap 21a of the driving element 21, as well as its actuating system 21b are located on the side of the input member 9 and the transfer 49.
  • the movable cheek 19a of the driven member 19, and its actuating system in axial translation 19b, are located on the opposite side to the planetary gear 6.
  • the control member 13 is formed as a control shaft 13 which connects the planet carrier 14 with the driven element 19 of the variator.
  • the steering wheel 8 is connected to this shaft through a connection 102 placed between the planet carrier 14 and the driven element 19 of the variator.
  • the flywheel 8 has an axis of rotation A3 perpendicular to the secondary axis A2 and to the primary axis Al.
  • the connection 102 is a pair of bevel gears (see also FIG. 2).
  • the inlet clutch 27, preferably in the form of an oil bath clutch, makes it possible to selectively separate the shaft of the heat engine 1 and the rotary input member 9 with respect to the other.
  • a clutch 24 may be provided between the rotary control member 13 and the speed multiplier 12 of the steering wheel 8.
  • a control unit 28 comprises a control output 29 for controlling the variator 7 and in particular the transmission ratio that it establishes between the rotary input member 9 and the rotary control member 13, a control line 32 for controlling the heat engine 1, a control line 36 for controlling the clutch 27, and a control line 31 for driving the clutch 24 if one is provided.
  • the control unit 28 receives information from various sensors, in particular various sensors 37 describing the operating state of the heat engine 1.
  • the control unit 28 also comprises sensors 38, 41 and 42 for the speed of rotation of the power shaft of the motor 1 and of two of the three rotary members of the transmission device (the rotational speed of the third rotary member being a consequence of that of the two others taking into account the relationship established between them by the mechanism differential), a sensor 43 of the position of the gas pedal 44 and a sensor 46 of the activation of the brake system 47 (shown symbolically) of the vehicle.
  • the high speeds of rotation of the wheels of the vehicle in the forward direction correspond to low speeds of rotation of the steering wheel.
  • a slowing down of the vehicle corresponds to an acceleration of the steering wheel.
  • the start-up process starts with the starting of the engine 1, typically by means of a starter (not shown).
  • the input clutch 27 can be opened.
  • the input clutch 27 can be closed, the drive 7 set so that the rotational speed of the output rotary member 11 is zero, and the clutch 24 ( Figure 2) of the flywheel 8 open.
  • control unit 28 controls the closing of the clutch 27 (if it is not already closed) and a progressive modification of the transmission ratio in the variator 7 so as to gradually decrease the speed of rotation of the planet carrier 14 relative to that of the ring gear 17. This increases the speed of rotation of the output member 11.
  • the control device 28 controls the closing of the clutch 24.
  • This vehicle speed corresponds to a relatively low speed of the steering wheel, for example a quarter of its maximum speed.
  • control unit 28 controls the opening of the clutch 27.
  • the variator 7 is then controlled by the control unit 28 to increase the speed of the steering wheel 8 more quickly than the demand for deceleration of the vehicle, detected by the sensor 46, is strong. It is of course possible that the brakes of the vehicle operate simultaneously, especially if the deceleration demand is greater than that can ensure the steering wheel.
  • the speed of rotation of the steering wheel 8 is maximum, for example 20,000 revolutions per minute.
  • the ring 17 also turns at a certain speed, as well as the input member 9.
  • control unit 28 If the immobilization of the vehicle is of short duration, the control unit 28 is informed because the driver does not turn off the ignition. The vehicle is restarted while the input clutch 27 remains open.
  • the control unit 28 controls the closing of the clutch 24 if it has been opened, and controls the variator 7 so as to decrease the speed of rotation of the steering wheel 8, all the more quickly than the pressure on the pedal accelerator 44, detected by the sensor 43, is strong.
  • the control unit 28 controls the motor 1 so that its speed of rotation corresponds to that of the input member 9, then commands closing of the input clutch 27.
  • the continuation of the acceleration is ensured by the engine 1, preferably after opening the clutch 24 of the steering wheel 8.
  • the steering wheel When the driver turns off the ignition after stopping the vehicle, the steering wheel turns at high speed. To prevent the loss of this energy, it can be provided a mechanical connection (not shown) for the steering wheel drives the alternator of the vehicle, so as to recharge the battery of the vehicle (not shown).
  • the variations of the speed of the steering wheel, controlled by the variator 7 can ensure the slowdowns and acceleration of the vehicle.
  • the engine 1 When the kinetic energy of the flywheel tends to run out, the engine 1 is temporarily used to provide additional mechanical energy to the assembly consisting of the vehicle and its steering wheel. The engine accelerates the vehicle, then the vehicle accelerates the steering wheel during the first slowdown that follows, as explained above with respect to the deceleration of the vehicle.
  • the variator 7 optimizes the transmission ratio between the engine 1 and the wheels 2 in the sense of optimizing efficiency, comfort and performance.
  • the clutch 24 is preferably open to improve the efficiency of the transmission device
  • a flywheel weighing about 25 kilograms and rotating at a maximum speed of 20,000 revolutions per minute can store about 330 kJ, which corresponds to a power of 33 kW for 10 seconds or 65 kW for 5 seconds.
  • This makes it possible to accelerate vigorously from 0 to 60 km / h a vehicle of usual weight.
  • An electric hybridization system that would offer such opportunities would be both much more expensive and much heavier.
  • the device according to the invention makes it possible to considerably increase the range of continuous variation of the transmission ratio, compared to that which would be possible with a CVT inverter used alone.
  • Figures 2 to 4 show a kinetic energy accumulator which is in principle usable for the concrete embodiment of the wheel 8 of Figure 1.
  • the accumulator comprises a generally cylindrical housing-shaped frame 72 having a vertical axis A3.
  • the flywheel 8 is rotatably mounted in the housing 72.
  • a lower chamber 73 is defined in the housing 72 between a bottom 74 of the housing and a lower face 76 of the flywheel 8.
  • An upper chamber 77 is defined in the housing 72 between the cover 78 of the housing and an upper end face 79 of the flywheel 8.
  • the two chambers 73, 77 are substantially sealed but communicate with each other as narrowly as possible by a gap 81, corresponding to the operating clearance, arranged between the peripheral side face 82 of the flywheel 8 and the corresponding inner side face 83 of the casing 72.
  • the faces 82 and 83 have coaxial shapes of revolution along the axis A3 of rotation of the flywheel.
  • a fitting 84 makes it possible to connect a pipe to the gas chamber 72 to supply gas to the lower chamber 73.
  • An outlet connection 86 allows gas to exit the upper chamber 77 towards the outside of the casing 72.
  • a difference pressure is maintained between the connectors 84, 86 so that the pressure in the lower chamber 73 is greater than the pressure in the upper chamber 77.
  • the lower end face 76 of the flywheel 8 experiences an upward pressing force which is greater than the downward pressing force experienced by the upper end face 79 of the flywheel 8.
  • the flywheel 8 is mounted with translational freedom along its axis 59. The difference between the upward and downward forces is such that it substantially balance the weight of the wheel 8. With this arrangement, despite the weight of the steering wheel, the steering wheel bearings provide a simple positioning under theoretically zero support forces, so av e extremely limited friction.
  • the gap 81 is as thin as possible to allow rotation of the flywheel without direct contact with the inner peripheral side face 83 of the housing. With this game as small as possible and a non-smooth conformation of the inner peripheral face 83 of the housing, the gap 81 ensures a maximum limitation of the flow rate of the flow between the chambers 73 and 77. This flow is compensated by a circulation, ensured for example by a compressor 116, from the upper connection 86 to the lower connection 84. As the gas circulates in a closed circuit, the nature of the gas can be chosen at will. We can choose air. We can also prefer a gas such as helium whose viscosity is very low.
  • the inner side face 83 of the tank and the peripheral face 82 of the flywheel 8 are slightly tapered flared upwards. Preferably, their cone angle is exactly the same, typically a few degrees.
  • the height position of the steering wheel is automatically regulated. As soon as the steering wheel exceeds the optimum height position, the gap 81, becoming larger, allows more flow from the lower chamber 73 to the upper chamber 77, the differential pressure decreases between the two chambers and therefore the steering wheel returns towards its nominal position under the effect of its own weight. This control works particularly well if the circulation device installed between the connections 86 and 84 decreases the pressure between the connections 86 and 84 when the flow rate increases.
  • the non-smooth configuration of the inner peripheral face 83 of the casing is a spirally helical groove 109 around the axis 59, which has the effect that an important part gas passing from one chamber to another along the gap 81 follows the turns of the groove 109 which rotates the gas at high speed about the axis A3.
  • the winding direction of the turns from bottom to top is the same as the direction of rotation of the steering wheel.
  • FIG. 3 shows a preferred embodiment for the inner peripheral face of the casing:
  • Axial height of the rib 111 3 mm
  • the peripheral face of the flywheel is preferably smooth.
  • FIG. 3 further shows that each rib 111 separating two turns of the groove 109 has, in axial section, an apex 113 in the form of an edge adjacent to its lower face, which is connected to the upper face of the rib by a fillet 114 .
  • the wheel 8 is bell-shaped whose bottom is placed in the upper position between two axial stops 91, 92 which define the vertical movement of the flywheel 8.
  • the axial abutment 91 upper relies under the cover 78 of the housing.
  • the lower axial abutment 92 is supported on the planet carrier 93 of the speed multiplier 12 in the form of an epicyclic gear train.
  • the speed multiplier 12 comprises a planetary wheel 94 integral with a central shaft 96 secured to the underside of the flywheel 8.
  • the planetary gear train is spur to allow axial sliding of the flywheel without the latter being subjected to an axial thrust in one direction or the other depending on the torque transmitted in the planetary gear.
  • the ring 97 of the planetary gear train is fixed to the bottom 74 of the housing.
  • the planet carrier 97 is integral with the driven member 98 of the clutch 24 in the form of an oil bath clutch.
  • the driving member 99 of the clutch 24 is integral with a transmission member 101 which is coupled by the conical gear 102 with the control member 13.
  • the flywheel 8 is rotatably supported, with possibility of axial sliding, in a sliding bearing 103 mounted in the cover 78 and a sliding bearing 104 mounted in the planet carrier 93.
  • the sliding bearing 104 only works at the difference between the speed of the steering wheel and that of the planet carrier. It is the same for the axial stop 92 placed under the steering wheel 8.
  • Clutches 24 and 27 are not essential. If they are both removed, it is possible to start the engine 1 by means of a dynamo-electric machine coupled to the control shaft 13 by placing the drive 7 in a setting where the speed of the shaft output 11 is zero.
  • the transmission device can be controlled differently from what has been described. In particular, it is not essential to uncouple the wheel 8 relative to the rotary control member 13 beyond a certain speed of circulation of the vehicle.
  • Operation at low speeds can occur with cumulative steering wheel and engine action.
  • the steering wheel such as 8 may have several grooves together forming a multiple pitch propeller, instead of a single groove.

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Abstract

Un train planétaire (6) est installé entre le moteur thermique (1) et les roues (2) d'un véhicule. L'organe rotatif de commande (13) du train planétaire (6) est raccordé d'une part à l'organe rotatif d'entrée (9) par un variateur de vitesse (7) et d'autre part à un accumulateur d'énergie cinétique (8). Le réglage du variateur de vitesse (7) est piloté pour charger et décharger l'accumulateur (8) lors du freinage et respectivement lors de l'accélération du véhicule. L'accumulateur (8) est raccordé au poprte-satellites (14) du train planétaire, et les roues (2) du véhicule sont raccordées à la roue planétaire (18) du train planétaire. Utilisation pour amplifier la plage de variation de rapport de transmission et pour récupérer de l'énergie de ralentissement et la restituer lors de l'accélération, et pour optimiser l'implantation dans un véhicule.

Description

« Dispositif de transmission, groupe motopropulseur, accumulateur d'énergie, et véhicule ainsi équipé »'
Description
La présente invention concerne un dispositif de transmission à variation continue.
La présente invention concerne également un tel dispositif de transmission ayant une capacité d'accumulation et de restitution d'énergie, en particulier pour un véhicule automobile. La présente invention concerne encore un groupe motopropulseur pour un véhicule.
La présente invention concerne encore un accumulateur d'énergie cinétique. Les dispositifs de transmission à variation continue offrent une gamme de rapports limitée entre l'organe rotatif d'entrée et l'organe rotatif de sortie.
En outre, ces dispositifs ont presque toujours un rendement dégradé, si on les compare par exemple au rendement d'une boîte de vitesses proposant un certain nombre de rapports préétablis.
Par ailleurs, les dispositifs de transmission à variation continue de l'art antérieur ne peuvent assurer la rotation de l'organe de sortie que dans un seul sens. Il faut enclencher un mécanisme d'inversion de marche pour réaliser, dans l'exemple d'un véhicule, un rapport de marche arrière.
Suivant le US-A-4 836 049, un moteur entraîne deux entrées d'un train planétaire, l'une via une transmission à rapport fixe, une roue libre et un embrayage, l'autre via un coupleur hydraulique et un variateur de vitesse à courroie. La sortie du train planétaire entraîne les roues du véhicule. Pour la marche arrière, un frein bloque l'un des éléments du train planétaire.
Il existe des véhicules hybrides dans lesquels l'arbre d'un moteur thermique est relié aux roues du véhicule par une transmission comprenant une voie mécanique et une voie électrodynamique et électrochimique équipée de deux machines dynamo-électriques et d'un accumulateur d'énergie électrique. Cette solution résout d'une certaine manière la problématique ci- dessus, mais elle est particulièrement complexe et coûteuse. Les véhicules hybrides actuels récupèrent une partie de l'énergie de freinage du véhicule. Mais la fraction récupérée est limitée par la puissance des machines dynamo-électriques et la puissance maximum de charge de l'accumulateur.
Pendant la durée relativement brève d'une accélération, la puissance d'un véhicule hybride peut être accrue électriquement, par l'une des machines dynamo-électriques utilisant de l'énergie contenue dans l'accumulateur. Mais là encore, le surcroît de puissance est limité pour les raisons déjà évoquées.
En outre, le rendement des véhicules hybrides actuels est pénalisé par les nombreuses transformations d'énergie qui s'opèrent dans la voie électrique, et par le poids des composants additionnels nécessaires.
Le US 2004/01 24 021 Al décrit un dispositif de transmission dans lequel un train planétaire est monté entre le moteur thermique, relié au porte- satellites, et les roues reliées à la couronne du train planétaire. La roue planétaire du train est entraînée par le moteur thermique via un variateur de vitesse, et elle est couplée à un moteur électrique.
On connaît par ailleurs l'accumulation d'énergie sous forme cinétique dans un volant d'inertie. Cette solution se heurte actuellement à un certain nombre de problèmes. Pour stocker une grande quantité d'énergie, un volant d'inertie a nécessairement un poids relativement élevé, qui entraîne des frottements dans les paliers supportant le volant. Certains volants actuels ne sont donc pas capables de conserver longtemps une énergie cinétique significative. D'autres volants actuels utilisent des matériaux récents comme le carbone pour être plus légers et robustes et pouvoir tourner à des vitesses très élevées, et/ou dans des paliers sans frottements comme des paliers magnétiques. Le coût prohibitif de ces techniques en a, jusqu'à présent, restreint la diffusion.
Il a existé des véhicules comportant un système d'hybridation avec accumulation d'énergie cinétique dans un volant. On a en particulier connu des autobus dans lesquels, à chaque arrêt, l'énergie cinétique du véhicule est accumulée dans un volant, et ce volant restituait l'énergie pour la remise en mouvement du véhicule.
Le FR-A-2 962 180 publié le 6 janvier 2012 décrit un dispositif de transmission à train planétaire dans lequel un porte-satellites est relié d'une part à un volant d'inertie, et d'autre part, par l'intermédiaire d'un variateur de vitesse, à l'entrée de la transmission. Le porte-satillites est équipé de paires de satellites inter-engrenés. Le volant d'inertie est monté selon un axe vertical et maintenu en lévitation par une surpression appliquée sur sa face inférieure. Ce dispositif fournit une large gamme de rapports de variation de vitesse. Il permet de réaliser un point mort et une marche arrière pour certains rapports de transmission dans le variateur. Il est cependant souhaitable de l'améliorer encore, en termes de performances et de facilité d'implantation dans un véhicule.
La présente invention a pour but de proposer un dispositif de transmission à variation continue qui offre pour l'organe rotatif de sortie une gamme de vitesses particulièrement étendue. La présente invention a également pour but de proposer un dispositif de transmission à variation continue ayant un excellent rendement.
Un but de la présente invention est de proposer un dispositif de transmission à variation continue qui offre pour l'organe rotatif de sortie une gamme de vitesses comprenant la vitesse nulle et de préférence au moins une vitesse en marche arrière lorsque l'organe rotatif d'entrée tourne dans un seul et même sens.
Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de transmission à accumulation d'énergie relativement simple et économique.
Encore un but de la présente invention est de proposer un dispositif de transmission à accumulation d'énergie capable d'une grande puissance de récupération d'énergie au freinage et/ou d'un grand renfort de puissance à l'accélération.
La présente invention vise également à proposer un groupe motopropulseur pour véhicule, satisfaisant à l'un au moins des buts ci-dessus. Un but de la présente invention est encore de proposer un véhicule équipé d'un tel groupe motopropulseur.
Un autre but de la présente invention est de réaliser un dispositif de transmission et un groupe motopropulseur faciles à implanter dans un véhicule.
L'invention a également pour but de proposer un accumulateur d'énergie cinétique efficace et économique. L'invention se propose d'offrir des solutions qui satisfont chacune l'un au moins de ces buts, ou encore de proposer des solutions satisfaisant plusieurs de ces buts, ou la totalité d'entre eux.
Suivant un premier aspect de l'invention, le dispositif de transmission à variation continue et accumulation d'énergie, comprenant :
— un train planétaire comprenant une couronne reliée à un organe rotatif d'entrée du dispositif, l'organe rotatif d'entrée étant disposé suivant un axe primaire, une roue planétaire reliée à un organe rotatif de sortie du dispositif, et un porte- satellites relié à un organe rotatif de commande, le train planétaire étant d'un type comprenant au moins une paire de satellites qui sont en liaison d'engrènement mutuel et qui engrènent l'un avec la couronne et l'autre avec la roue planétaire ;
— un variateur de vitesse qui règle un rapport de vitesse entre l'organe rotatif de commande et l'organe rotatif d'entrée et qui s'étend entre l'axe primaire et un axe secondaire ; et
-- un accumulateur d'énergie cinétique comprenant un volant d'inertie relié à l'organe rotatif de commande par l'intermédiaire d'un engrenage multiplicateur qui multiplie la vitesse de rotation du volant par rapport à celle de l'organe de commande,
le mécanisme différentiel étant agencé pour qu'une augmentation de la vitesse de l'organe rotatif de commande corresponde à une diminution de la vitesse de l'organe rotatif de sortie, pour une vitesse donnée de l'organe rotatif d'entrée, est caractérisé en ce que le train planétaire et l'organe rotatif de sortie sont disposés suivant l'axe secondaire, et en ce qu'un transfert est prévu entre l'organe rotatif d'entrée et la couronne. Par un réglage du variateur de vitesse dans une gamme de rapports prédéfinie qui est fonction du variateur utilisé, la vitesse de l'organe rotatif de sortie varie dans une plage déterminée pour chaque vitesse de l'organe rotatif d'entrée. Cette plage peut avoir une amplitude plus grande, en termes de rapports de transmission entre l'organe rotatif d'entrée et l'organe rotatif de sortie, que celle qui serait possible en installant le variateur directement entre l'organe rotatif d'entrée et l'organe rotatif de sortie. La plage est encore agrandie avec le train planétaire installé selon l'axe secondaire. En outre le dispositif est plus court le long de l'axe primaire, ce qui est favorable pour l'installation du dispositif dans le prolongement de l'arbre du moteur.
La vitesse du volant varie en sens inverse de celle de l'organe rotatif de sortie. Ainsi, quand la charge entraînée (par exemple un véhicule) ralentit, le volant accélère et récupère l'énergie cinétique de la charge entraînée. Quand le véhicule accélère, le volant ralentit en restituant son énergie cinétique à la charge entraînée.
En outre, grâce à l'invention, le variateur ne transmet qu'une partie de la puissance. Il peut donc être moins gros, moins lourd, moins coûteux. Son rendement, en principe moins bon que celui d'un engrenage, n'affecte qu'une partie de la puissance transmise. Le reste de la puissance ne passe que par un petit nombre d'engrenages. Cela permet au dispositif de transmission selon l'invention d'afficher un rendement global exceptionnel.
De préférence, le mécanisme différentiel est conçu pour qu'un rapport de vitesse particulier établi par le variateur de vitesse corresponde à une vitesse nulle de l'organe rotatif de sortie. Suivant une autre disposition préférée, combinable avec la précédente, alors que l'organe rotatif d'entrée et l'organe rotatif de commande tournent dans un même sens respectif, la vitesse de rotation de l'organe rotatif de sortie s'annule et change de sens pour un certain rapport de vitesse établi par le variateur.
Même si, comme cela est préféré, le variateur de vitesse est d'un type classique qui ne permet pas d'inverser la marche de l'un des organes rotatifs qu'il relie par rapport à l'autre, la plage de vitesses de l'organe rotatif de sortie peut comprendre la vitesse nulle ou même une vitesse inversée sans qu'il y ait besoin d'un mécanisme inverseur ou d'un glissement dans le dispositif de transmission.
Le variateur est par exemple du type avec poulies à diamètre effectif variable, connu sous le nom de CVT (« Continuously Variable Transmission »).
De préférence, les poulies comprennent, selon l'axe primaire, une poulie primaire ayant une joue mobile axialement située du côté du transfert et, selon l'axe secondaire, une poulie secondaire ayant une joue mobile axialement située du côté opposé au train planétaire. Cette disposition est particulièrement compacte.
Avantageusement le dispositif comprend un arbre de commande raccordant le porte-satellites au variateur, et l'arbre de commande comporte un raccordement avec le volant, ce raccordement étant situé entre le porte- satellites et le variateur.
De préférence l'axe de rotation du volant est perpendiculaire à l'axe secondaire.
Avantageusement, le transfert est tel que l'organe rotatif d'entrée et la couronne tournent dans le même sens.
Les dispositifs de transmission à accumulation d'énergie présentent de l'intérêt pour l'entraînement à vitesse variable d'une charge ayant une composante inertielle significative. Dans un tel cas, la vitesse de la charge ne peut pas varier de façon instantanée et d'un point de vue pratique varie beaucoup moins vite que la vitesse de l'organe rotatif d'entrée.
Ainsi, à un instant donné on peut considérer la vitesse de la charge comme imposée. Il a été trouvé selon l'invention qu'un dispositif de variation selon le premier aspect permet, par action sur le variateur, de faire varier à volonté la vitesse du volant en fonction de l'accélération ou de la décélération voulue pour la charge. Pour décélérer la charge, ou renforcer sa décélération, on provoque une accélération du volant. Pour accélérer la charge, ou renforcer son accélération, on provoque une décélération du volant. Dans les deux cas, la vitesse de l'organe rotatif d'entrée s'établit en conséquence.
D'une part un tel dispositif est, dans son principe, purement mécanique. Il n'est donc pas soumis à des rendements de transformation d'énergie. D'autre part, la puissance d'un volant d'inertie, que ce soit à l'accélération ou au ralentissement, peut être très élevée et ne dépend en définitive que de la résistance mécanique des composants qui la transmettent. Le rapport de transmission réalisé par le transfert entre la couronne et un élément menant du variateur est en général différent de 1 : 1. Ce rapport de transmission constitue l'un des paramètres d'optimisation du dispositif en fonction du moteur utilisé et de la charge à entraîner.
Dans un mode de réalisation préféré, le volant a un axe de rotation vertical.
Le poids du volant est, de préférence, au moins partiellement supporté par une différence de pression d'un gaz sur deux faces opposées du volant. De cette manière on décharge les paliers du volant. Ceci réduit les frottements et l'usure dans ces paliers, notamment lorsque le volant tourne à grande vitesse. On peut ainsi réaliser un volant en acier peu coûteux et offrant un excellent rendement, en particulier une très bonne durée de conservation de l'énergie cinétique emmagasinée.
Avantageusement, des moyens de pilotage sont prévus pour piloter le rapport de transmission du variateur de vitesse dans le sens d'une augmentation de la vitesse de l'organe rotatif de commande par rapport à la vitesse de rotation de l'organe rotatif d'entrée lorsque la vitesse de l'organe rotatif de sortie doit être réduite, et/ou dans le sens d'une diminution de la vitesse de l'organe rotatif de commande par rapport à la vitesse de l'organe rotatif d'entrée lorsque la vitesse de l'organe rotatif de sortie doit être augmentée.
Le volant est de préférence relié à l'organe rotatif de commande par l'intermédiaire d'un embrayage, l'organe rotatif de commande restant accouplé à un élément mené du variateur même lorsque ledit embrayage est ouvert. Cet embrayage peut avoir différentes fonctions : découplage du volant lorsque sa vitesse de rotation tend à dépasser une vitesse maximum autorisée, et/ou lorsqu'il est souhaitable de minimiser le ralentissement du volant sous l'effet des frottements, et/ou lorsque le véhicule a dépassé une certaine vitesse de croisière, et/ou pour démarrer le moteur sans avoir en même temps à lancer le volant, et/ou pour une accélération initiale du véhicule après un tel démarrage du moteur ou plus généralement lorsque le volant est à l'arrêt ou à une vitesse trop faible pour être utile.
Un embrayage d'entrée est de préférence prévu en amont de l'organe rotatif d'entrée, entre ce dernier et le moteur. L'embrayage d'entrée peut notamment être ouvert lorsque le véhicule ou autre charge entraînée doit être ralentie par accumulation d'énergie dans le volant ou accélérée par restitution d'énergie à partir du volant. Ceci concerne notamment le ralentissement depuis une certaine vitesse jusqu'à l'arrêt de la charge, et l'accélération depuis l'arrêt de la charge jusqu'à épuisement total ou quasi- total de l'énergie utile du volant.
Suivant un second aspect de l'invention, le groupe motopropulseur pour véhicule automobile comprend un moteur, notamment un moteur thermique et plus particulièrement un moteur à combustion interne, et un dispositif de transmission selon le premier aspect, dont l'organe rotatif d'entrée peut être couplé à un arbre de puissance du moteur.
De préférence, le groupe motopropulseur comprend une unité de pilotage.
Dans une première version, l'unité de pilotage comprend des moyens pour commander, à partir d'une situation d'arrêt prolongé :
— démarrage du moteur alors que le volant est découplé de l'organe rotatif de commande;
-- mise en mouvement de l'organe rotatif de sortie au moyen du moteur, et
— couplage du volant avec l'organe rotatif de commande lorsque l'organe de sortie (11) est à une certaine vitesse prédéterminée.
Dans une deuxième version, combinable avec la première, l'unité de pilotage comprend des moyens pour commander, en réponse à une commande de ralentissement de l'organe de sortie, en particulier l'actionnement d'un frein :
— découplage entre le moteur et l'organe rotatif d'entrée ; et — pilotage du variateur pour appliquer à la vitesse de l'organe de commande par rapport à celle de l'organe d'entrée une croissance d'autant plus rapide que le ralentissement demandé est fort. Dans une troisième version, combinable avec la première et/ou la deuxième, l'unité de pilotage comprend des moyens pour commander, en réponse à une commande de remise en mouvement du véhicule après un temps d'arrêt à l'issue duquel le volant tourne à vitesse élevée :
— pilotage du variateur pour appliquer à la vitesse de l'organe rotatif de commande par rapport à celle de l'organe rotatif d'entrée une décroissance d'autant plus rapide que l'accélération demandée est forte.
De préférence, dans cette troisième version, le moteur est découplé de l'organe d'entrée pendant le temps d'arrêt et pendant l'accélération, et lorsque la vitesse du volant passe en dessous d'un seuil prédéterminé, l'unité de pilotage assure :
— pilotage du moteur pour le mettre à une vitesse conforme à celle de l'organe d'entrée et accouplement du moteur avec l'organe rotatif d'entrée. Suivant un troisième aspect, l'invention concerne un véhicule automobile équipé d'un dispositif de transmission selon le premier aspect ou d'un groupe motopropulseur selon le deuxième aspect.
Suivant un quatrième aspect de l'invention, l'accumulateur d'énergie cinétique à volant d'inertie, en particulier pour mise en oeuvre dans un dispositif de transmission selon le premier aspect, un groupe motopropulseur selon le deuxième aspect ou un véhicule selon le troisième aspect, est caractérisé en ce que le volant d'inertie est monté en rotation autour d'un axe vertical avec une liberté de mouvement axial par rapport à un bâti, en ce que le volant possède deux faces opposées contribuant chacune à délimiter l'une respective de deux chambres de pression inférieure et respectivement supérieure, pour un gaz, en ce que les deux chambres communiquent par un interstice formé entre une face périphérique du volant et une surface périphérique intérieure solidaire du bâti, en ce que l'accumulateur cinétique comprend des moyens générateurs de mouvement du gaz de la chambre inférieure vers la chambre supérieure à travers l'interstice, et en ce que l'accumulateur d'énergie cinétique comporte au moins une conformation solidaire su bâti et assurant une mise en rotation du gaz dans le même sens que le volant.
Ainsi, le gaz qui sert à supporter le volant présente simultanément, en contact avec le volant, une vitesse de rotation dans le même sens que le volant. Ceci réduit considérablement le freinage aérodynamique du volant. De préférence, l'au moins une conformation comprend une gorge spiralée s'étendant sur ladite surface périphérique intérieure solidaire du bâti.
Avantageusement, la conformation forme labyrinthe d'étanchéité avec le volant.
Dans une version préférée, les moyens générateurs comprennent un raccordement de l'une au moins des chambres à une source de pression, de préférence régulée. La source de pression peut être une tubulure d'admission de moteur thermique.
Dans une autre version, la source de pression est un compresseur, qui de préférence fonctionne en circulateur de la chambre supérieure vers la chambre inférieure. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, ladite face périphérique du volant et ladite surface périphérique intérieure sont coniques évasées vers le haut, de sorte que le volant se stabilise à une altitude correspondant à un certain écartement entre sa face périphérique et la surface périphérique intérieure.
Le volant est de préférence en liaison d'entraînement avec l'extérieur, en particulier avec l'organe rotatif de commande, au moyen d'un pignon à taille droite solidaire du volant. Le pignon à taille droite permet au volant un certain débattement axial, et permet en particulier au volant d'être soulevé par la différence de pression du gaz entre ses faces inférieure et supérieure. De préférence, le volant a un débattement axial limité vers le bas par une butée axiale s'appuyant sur un organe de transmission tournant moins vite que le volant et dans le même sens que celui-ci. Ainsi, la vitesse de travail subie par la butée axiale n'est égale qu'à la différence entre la vitesse du volant et la vitesse de l'organe de transmission, et non pas à la totalité de la vitesse du volant.
Dans une réalisation concrète, le volant est avantageusement en forme de cloche avec un fond fermé placé en position haute, entre deux butées axiales.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description ci-après, relative à des exemples non limitatifs.
Aux dessins annexés :
— la figure 1 est un schéma d'un groupe motopropulseur selon l'invention ;
— la figure 2 est une demie vue en coupe axiale d'un mode de réalisation de l'accumulateur selon l'invention ;
— la figure 3 est une vue du détail III de la figure 2, à échelle agrandie ; et
— la figure 4 est une vue partielle de face, déroulée dans un plan, de la surface périphérique interne du carter de l'accumulateur.
Le groupe motopropulseur représenté à la figure 1 est destiné à équiper un véhicule automobile. Il comprend un moteur thermique 1 qui produit de la puissance mécanique destinée à entraîner le véhicule symbolisé par les roues motrices 2.
Un dispositif de transmission à accumulation d'énergie 3 est interposé entre le moteur thermique 1 et les roues 2. Le dispositif de transmission à accumulation d'énergie 3 comprend un dispositif de variation de vitesse 4 qui est essentiellement composé d'un mécanisme différentiel 6 et d'un variateur de vitesse 7. Le dispositif de transmission 3 comprend en outre un accumulateur d'énergie cinétique comprenant essentiellement un volant d'inertie 8 qui est ici représenté symboliquement. Dans l'exemple, le mécanisme différentiel 6 est un train planétaire, plus particulièrement un train épicycloïdal.
Le dispositif de transmission 3 comprend un organe rotatif d'entrée 9 qui est sélectivement accouplé, au moyen d'un embrayage d'entrée 27, avec l'arbre de puissance du moteur thermique 1 pour tourner à la même vitesse que cet arbre. Les roues motrices 2 sont accouplées de façon permanente avec un organe rotatif de sortie 11 du dispositif de transmission 3.
En outre, le dispositif de transmission 3 comprend un organe rotatif de commande 13 qui est couplé en rotation avec le volant d'inertie 8. Un engrenage multiplicateur de vitesse 12 (Figure 2) est installé entre l'organe rotatif de commande 13 et le volant 8 pour augmenter, par exemple multiplier par 3 ou 4, la vitesse de rotation du volant 8 par rapport à celle de l'organe rotatif de commande 13.
Les trois organes rotatifs 9, 11, 13 du dispositif de transmission 3 sont reliés entre eux avec un rapport de vitesse variable par le mécanisme différentiel 6.
Le mécanisme différentiel 6 est du type comprenant un porte-satellites 14 supportant en rotation au moins une paire de satellites 65, 66 qui engrènent entre eux. En outre, les satellites 65 situés radialement à l'extérieur engrènent avec une couronne dentée intérieurement 17. D'autre part les satellites 66 situés radialement à l'intérieur engrènent avec une roue planétaire 18 dentée extérieurement.
La couronne 17 et la roue planétaire 18 sont coaxiales, et les satellites 65, 66 sont excentrés par rapport à elles. La couronne 17 est couplée à l'organe rotatif d'entrée 9. La roue planétaire 18 est solidaire de l'organe rotatif de sortie 11. Le porte satellites 14 est solidaire de l'organe rotatif de commande 13.
Les organes rotatifs de sortie 11 et de commande 13, ainsi que le train planétaire 6 sont coaxiaux suivant un axe secondaire A2. L'organe d'entrée 9 s'étend suivant un axe primaire Al parallèle à l'axe secondaire A2. Il y a entre l'organe rotatif d'entrée 9 et la couronne 17 un transfert 49 tel que l'organe rotatif d'entrée 9 et la couronne 17 tournent dans le même sens. Dans l'exemple représenté le transfert 49 comprend une cascade de pignons 51. Le rapport de transmission local créé par le transfert 49 est choisi en général différent de 1 : 1. Ce rapport de transmission local constitue en effet l'un des paramètres de mise au point et d'optimisation de l'ensemble constitué notamment par le moteur, le véhicule, le volant, le variateur et le train planétaire.
Sans que cela implique impérativement les particularités qui viennent d'être décrites, les trois éléments 14, 17, 18 du train planétaire, couplés respectivement à l'organe d'entrée 9, à l'organe de commande 13 et à l'organe de sortie 11, tournent dans le même sens lorsque le véhicule fonctionne en marche avant. En marche arrière, obtenue par une zone de la gamme de rapports possibles dans le variateur 7, seul le sens de rotation de la roue planétaire 18 est inversé, les autres tournant dans le même sens que lorsque le véhicule est en marche avant. II y a un couplage permanent entre la couronne 17 entraînée par l'organe d'entrée 9, et l'élément menant 21 du variateur 7, avec entre eux le rapport de transmission local créé par le dispositif de couplage 49.
Il y a un couplage permanent entre l'élément mené 19 du variateur 7 et le porte-satellites 14 associé à l'organe de commande 13.
Le variateur de vitesse 7 règle le rapport de vitesse entre l'organe rotatif d'entrée 9 et l'organe rotatif de commande 13. Il est réalisé sous la forme d'un variateur CVT (« Continuously Variable Transmission », transmission continûment variable) comprenant deux poulies 19 , 21 qui ont des axes parallèles et tournent dans le même sens. Une courroie de transmission 22 (qui peut être réalisé sous la forme d'une chaîne suivant diverses techniques connues dans le domaine des variateurs CVT) réalise un couplage en rotation de ces deux poulies avec un rapport variable. Chaque poulie est formée de deux joues coniques que l'on peut rapprocher ou écarter l'une de l'autre. Pour cela, l'une 19a, 21a des deux joues de chaque poulie est capable d'un mouvement axial symbolisé par les flèches 23. Lorsque les deux joues composant une poulie sont très rapprochées l'une de l'autre, la courroie 22 est repoussée à une grande distance de l'axe de la poulie. Inversement, lorsque les deux joues sont très écartées l'une de l'autre, la courroie 22 contourne la poulie près de l'axe. En faisant varier le diamètre effectif de l'une des poulies dans un sens et le diamètre effectif de l'autre poulie dans le sens opposé, on modifie le rapport de transmission entre les deux poulies.
De façon classique, les deux joues mobiles 19a, 21a sont situées sur des côtés opposés de la courroie 22. Dans le mode de réalisation préféré représenté, la joue mobile 21a de l'élément menant 21, ainsi que son système d'actionnement 21b, sont situés du côté de l'organe d'entrée 9 et du transfert 49. La joue mobile 19a de l'élément mené 19, ainsi que son système d'actionnement en translation axiale 19b, sont situées du côté opposé au train planétaire 6.
L'organe de commande 13 est réalisé sous la forme d'un arbre de commande 13 qui relie le porte-satellites 14 avec l'élément mené 19 du variateur. Le volant 8 est raccordé à cet arbre grâce à un raccordement 102 placé entre le porte-satellites 14 et l'élément mené 19 du variateur.
Le volant 8 a un axe de rotation A3 perpendiculaire à l'axe secondaire A2 et à l'axe primaire Al. Le raccordement 102 est un couple de pignons coniques (voir aussi figure 2).
L'embrayage d'entrée 27, réalisé de préférence sous la forme d'un embrayage à bain d'huile, permet de sélectivement désolidariser l'arbre du moteur thermique 1 et l'organe rotatif d'entrée 9 l'un par rapport à l'autre.
Comme illustré à la figure 2, un embrayage 24 peut être prévu entre l'organe rotatif de commande 13 et le multiplicateur de vitesse 12 du volant 8. Une unité de pilotage 28 comprend une sortie de commande 29 pour piloter le variateur 7 et en particulier le rapport de transmission qu'il établit entre l'organe rotatif d'entrée 9 et l'organe rotatif de commande 13, une ligne de commande 32 pour piloter le moteur thermique 1, une ligne de commande 36 pour piloter l'embrayage 27, et une ligne de commande 31 pour piloter l'embrayage 24 s'il en est prévu un.
L'unité de pilotage 28 reçoit des informations de la part de divers capteurs, en particulier divers capteurs 37 décrivant l'état de fonctionnement du moteur thermique 1. L'unité de pilotage 28 comprend encore des capteurs 38, 41 et 42 pour la vitesse de rotation de l'arbre de puissance du moteur 1 et de deux des trois organes rotatifs du dispositif de transmission (la vitesse de rotation du troisième organe rotatif étant une conséquence de celle des deux autres compte tenu de la relation établie entre eux par le mécanisme différentiel), un capteur 43 de la position de la pédale de gaz 44 et un capteur 46 de l'activation du système de freinage 47 (représenté symboliquement) du véhicule.
On va maintenant décrire le fonctionnement du groupe motopropulseur de la figure 1.
On va d'abord expliquer le fonctionnement du train planétaire 6 à paires de satellites montés en cascade entre la couronne et la roue planétaire. Si le porte-satellites 14 était arrêté pendant que la couronne 17 tourne (situation non réalisable en pratique car interdite par le variateur 7 utilisé ici), la roue planétaire 18 tournerait dans le même sens que la couronne 17 et plus vite que la couronne, par exemple trois fois plus vite si le diamètre de la couronne est trois fois plus grand que celui de la roue planétaire. À partir de cette situation, si la vitesse de la couronne reste constante et que le porte-satellites se met à tourner de plus en plus vite dans le même sens que la couronne, la vitesse de la roue planétaire diminue jusqu'à ce que, à un certain stade, les trois vitesses soient égales. Si la vitesse du porte-satellites 14 augmente encore, la vitesse de la roue planétaire 18 devient inférieure à celle de la couronne 17. A un certain stade, la roue planétaire s'immobilise puis change de sens de rotation. Les roues 2 du véhicule changent donc de sens de rotation, ce qui réalise une marche arrirère.
Ainsi, en utilisant le variateur pour faire varier le rapport de vitesse entre la couronne et le porte satellites, on peut faire varier en continu le rapport de transmission entre l'arbre du moteur 1 et les roues 2 du véhicule, depuis un rapport de marche arrière, en passant par un point mort, et jusqu'à un rapport de marche avant très surmultiplié.
Les grandes vitesses de rotation des roues du véhicule en marche avant correspondent à de faibles vitesses de rotation du volant. Pour une même vitesse de rotation de la couronne, un ralentissement du véhicule correspond à une accélération du volant.
En partant maintenant d'une situation où l'ensemble est à l'arrêt depuis un temps relativement long, par exemple si le véhicule est en stationnement, le processus de mise en route commence par le démarrage du moteur 1, typiquement au moyen d'un démarreur (non représenté). À ce stade, l'embrayage d'entrée 27 peut être ouvert. En variante, l'embrayage d'entrée 27 peut être fermé, le variateur 7 réglé pour que la vitesse de rotation de l'organe rotatif de sortie 11 soit nulle, et l'embrayage 24 (figure 2) du volant 8 ouvert.
Pour mettre en mouvement le véhicule, l'unité de pilotage 28 commande la fermeture de l'embrayage 27 (s'il n'est pas déjà fermé) et une modification progressive du rapport de transmission dans le variateur 7 de façon à faire progressivement diminuer la vitesse de rotation du porte-satellites 14 par rapport à celle de la couronne 17. Ceci fait augmenter la vitesse de rotation de l'organe de sortie 11.
Tant que la vitesse de rotation de l'organe de sortie 11 augmente, il n'est pas nécessaire de fermer l'embrayage 24. Le volant 8 reste donc à l'arrêt. Si le conducteur demande une décélération du véhicule au moyen du dispositif de freinage 47, et que la vitesse du véhicule devient ainsi inférieure à une valeur prédéterminée, par exemple 70 km par heure, le dispositif de pilotage 28 commande la fermeture de l'embrayage 24. Cette vitesse du véhicule correspond à une relativement faible vitesse du volant, par exemple le quart de sa vitesse maximale.
En même temps, l'unité de pilotage 28 commande l'ouverture de l'embrayage 27. Le variateur 7 est ensuite commandé par l'unité de pilotage 28 pour faire croître la vitesse du volant 8 d'autant plus rapidement que la demande de décélération du véhicule, détectée par le capteur 46, est forte. Il est bien sûr possible que les freins du véhicule fonctionnent en même temps, notamment si la demande de décélération est supérieure à celle que peut assurer le volant.
Quand le véhicule s'immobilise, la vitesse de rotation du volant 8 est maximale, par exemple 20 000 tours par minute. La couronne 17 tourne elle aussi à une certaine vitesse, de même que l'organe d'entrée 9. Toutefois, il est possible d'ouvrir l'embrayage 24 pour que le volant 8 reste seul à tourner et conserve ainsi plus efficacement son énergie cinétique.
Si l'immobilisation du véhicule est de courte durée, l'unité de pilotage 28 en est informée car le conducteur ne coupe pas le contact. La remise en mouvement du véhicule s'effectue alors que l'embrayage d'entrée 27 reste ouvert. L'unité de pilotage 28 commande la fermeture de l'embrayage 24 s'il a été ouvert, et commande le variateur 7 de façon à faire diminuer la vitesse de rotation du volant 8, d'autant plus rapidement que la pression sur la pédale d'accélérateur 44, détectée par le capteur 43, est forte.
Lorsque la vitesse de rotation du volant 8 atteint un seuil bas, par exemple 5000 tours par minute, l'unité de pilotage 28 commande le moteur 1 pour que sa vitesse de rotation corresponde à celle de l'organe d'entrée 9, puis commande la fermeture de l'embrayage d'entrée 27. La suite de l'accélération est assurée par le moteur 1, de préférence après ouverture de l'embrayage 24 du volant 8.
Lorsque le conducteur coupe le contact après un arrêt du véhicule, le volant tourne à grande vitesse. Pour éviter la déperdition de cette énergie, il peut être prévu une liaison mécanique (non représentée) pour que le volant entraîne l'alternateur du véhicule, de façon à recharger la batterie d'accumulateurs du véhicule (non représentée). Lorsque le véhicule fonctionne à vitesse relativement faible et variable, par exemple en ville, les variations de la vitesse du volant, commandées par le variateur 7, peuvent assurer les ralentissements et les accélérations du véhicule. Lorsque l'énergie cinétique du volant tend à s'épuiser, le moteur 1 est temporairement utilisé pour fournir un supplément d'énergie mécanique à l'ensemble constitué par le véhicule et son volant. Le moteur accélère le véhicule, puis le véhicule accélère le volant à l'occasion du premier ralentissement qui suit, de la manière expliquée plus haut relativement à la décélération du véhicule. Lorsque le véhicule fonctionne à vitesse relativement élevée, par exemple sur route ou autoroute, le variateur 7 optimise le rapport de transmission entre le moteur 1 et les roues 2 dans le sens d'une optimisation de l'efficacité, du confort et des performances. L'embrayage 24 est de préférence ouvert pour améliorer le rendement du dispositif de transmission
À titre d'exemple, un volant pesant environ 25 kilos et tournant à une vitesse maximale de 20 000 tours par minute peut emmagasiner environ 330 kJ, ce qui correspond à une puissance de 33 kW pendant 10 secondes ou de 65 kW pendant 5 secondes. Ceci permet aisément d'accélérer vigoureusement de 0 à 60 km/h un véhicule de poids usuel. Un système d'hybridation électrique qui offrirait de telles possibilités serait à la fois beaucoup plus coûteux est beaucoup plus lourd. En outre, le dispositif selon l'invention permet d'agrandir considérablement la plage de variation continue du rapport de transmission, par rapport à celle qui serait possible avec un variateur CVT utilisé seul.. Les figures 2 à 4 représentent un accumulateur d'énergie cinétique qui est dans son principe utilisable pour la réalisation concrète du volant 8 de la figure 1.
L'accumulateur comprend un bâti 72 en forme de carter généralement cylindrique ayant un axe vertical A3. Le volant 8 est monté rotatif dans le carter 72. Une chambre inférieure 73 est délimitée dans le carter 72 entre un fond 74 du carter et une face inférieure 76 du volant 8. Une chambre supérieure 77 est délimitée dans la carter 72 entre le couvercle 78 du carter et une face d'extrémité supérieure 79 du volant 8. Les deux chambres 73, 77 sont sensiblement étanches mais communiquent l'une avec l'autre de manière aussi restreinte que possible par un interstice 81, correspondant au jeu de fonctionnement, ménagé entre la face latérale périphérique 82 du volant 8 et la face latérale intérieure correspondante 83 du carter 72. Les faces 82 et 83 ont des formes de révolution coaxiales suivant l'axe A3 de rotation du volant. Un raccord 84 permet de brancher sur le carter 72 un tuyau pour alimenter en gaz la chambre inférieure 73. Un raccord de sortie 86 permet à du gaz de sortir de la chambre supérieure 77 vers l'extérieur du carter 72. En fonctionnement, une différence de pression est maintenue entre les raccords 84, 86 pour que la pression dans la chambre inférieure 73 soit plus grande que la pression dans la chambre supérieure 77. Ainsi, la face d'extrémité inférieure 76 du volant 8 subit une force pressante ascendante qui est plus grande que la force pressante descendante subie par la face d'extrémité supérieure 79 du volant 8. Le volant 8 est monté avec une liberté de translation le long de son axe 59. La différence entre les forces ascendante et descendante est telle qu'elle équilibre sensiblement le poids du volant 8. Grâce à cette disposition, malgré le poids du volant, les paliers du volant assurent un simple positionnement sous des forces d'appui théoriquement nulles, donc avec des frottements extrêmement limités.
L'interstice 81 est aussi mince que possible pour permettre la rotation du volant sans contact direct avec la face latérale périphérique intérieure 83 du carter. Grâce à ce jeu aussi faible que possible et à une conformation non lisse de la face périphérique intérieure 83 du carter, l'interstice 81 assure une limitation maximum du débit de l'écoulement entre les chambres 73 et 77. Cet écoulement est compensé par une circulation, assurée par exemple par un compresseur 116, allant du raccord supérieur 86 au raccord inférieur 84. Comme le gaz circule en circuit fermé, la nature du gaz peut être choisie à volonté. On peut choisir de l'air. On peut également préférer un gaz comme l'hélium dont la viscosité est très faible.
Suivant une particularité du mode de réalisation représenté, la face latérale intérieure 83 de la cuve et la face périphérique 82 du volant 8 sont légèrement coniques évasées vers le haut. De préférence, leur angle de cône est exactement le même, typiquement de quelques degrés. Ainsi, la position en hauteur du volant est automatiquement régulée. Dès que le volant dépasse la position en hauteur optimale, l'interstice 81, devenant plus grand, permet davantage d'écoulement de la chambre inférieure 73 à la chambre supérieure 77, la pression différentielle diminue entre les deux chambres et par conséquent le volant revient vers sa position nominale sous l'effet de son propre poids. Cette régulation marche particulièrement bien si le dispositif de circulation installé entre les raccords 86 et 84 fait diminuer la pression entre les raccords 86 et 84 lorsque le débit augmente.
Suivant une autre particularité très avantageuse de l'accumulateur d'énergie cinétique, la configuration non lisse de la face périphérique intérieure 83 du carter est une gorge 109 spiralée en hélice autour de l'axe 59, qui a pour effet qu'une partie importante du gaz passant d'une chambre à l'autre le long de l'interstice 81 suit les spires de la gorge 109 ce qui fait tourner le gaz à grande vitesse autour de l'axe A3. Le sens d'enroulement des spires du bas vers le haut est le même que le sens de rotation du volant. Ainsi le gaz exerce sur le volant un effet d'entraînement aérodynamique ou en tout cas, selon la vitesse de rotation du volant, un effet de réduction de la résistance aérodynamique subie par le volant. Il a été trouvé que pour un volant de 25 kg en acier une gorge d'environ 3 mm de hauteur et 4 mm de profondeur permettait au gaz de s'écouler à une vitesse linéaire du même ordre de grandeur que la vitesse linéaire de la périphérie du volant. Ainsi le gaz exerce en plus de la lévitation du volant une action d'entretien de la rotation du volant 8. La figure 3 montre un mode de réalisation préféré pour la face périphérique intérieure du carter:
— hauteur axiale de la nervure 111 : 3 mm
~ hauteur axiale de la gorge 109 entre nervures successives : 3 mm
— profondeur radiale de la gorge 109 : 4 mm
— inclinaison C de la face périphérique du volant et de la face intérieure 83 du carter par rapport à l'axe A3 de rotation du volant: 5° La face périphérique du volant est de préférence lisse.
La figure 3 montre en outre que chaque nervure 111 séparant deux spires de la gorge 109 présente en coupe axiale, un sommet 113 en forme d'arête adjacente à sa face inférieure, qui se raccorde à la face supérieure de la nervure par un congé 114.
Dans l'exemple représenté à la figure 2, le volant 8 est en forme de cloche dont le fond est placé en position supérieure entre deux butées axiales 91, 92 qui délimitent le débattement vertical du volant 8. La butée axiale 91 supérieure s'appuie sous le couvercle 78 du carter. La butée axiale inférieure 92 s'appuie sur le porte-satellites 93 du multiplicateur de vitesse 12 réalisé sous la forme d'un train épicycloïdal.
On va maintenant décrire le multiplicateur de vitesse 12. Il comprend une roue planétaire 94 solidaire d'un arbre central 96 solidaire de la face inférieure du volant 8. Le train planétaire est à denture droite permettant le coulissement axial du volant sans que ce dernier subisse une poussée axiale dans un sens ou dans l'autre en fonction du couple transmis dans le train planétaire.
La couronne 97 du train épicycloïdal est fixée au fond 74 du carter. Le porte- satellites 97 est solidaire de l'organe mené 98 de l'embrayage 24 réalisé sous la forme d'un embrayage à bain d'huile. L'organe menant 99 de l'embrayage 24 est solidaire d'un organe de transmission 101 qui est accouplé par l'engrenage conique 102 avec l'organe de commande 13. Le volant 8 est supporté en rotation, avec possibilité de coulissement axial, dans un palier lisse 103 monté dans le couvercle 78 et un palier lisse 104 monté dans le porte-satellites 93. Le palier lisse 104 ne travaille qu'à la différence entre la vitesse du volant et celle du porte-satellites. Il en va de même de la butée axiale 92 placée sous le volant 8.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés.
Les embrayages 24 et 27 ne sont pas indispensables. S'ils sont tous les deux supprimés, il est possible de lancer le moteur thermique 1 au moyen d'une machine dynamo-électrique couplée à l'arbre de commande 13 en plaçant le variateur 7 dans un réglage où la vitesse de l'arbre de sortie 11 est nulle.
Le dispositif de transmission peut être piloté de manière différente de ce qui a été décrit. En particulier, il n'est pas indispensable de découpler le volant 8 relativement à l'organe rotatif de commande 13 au-delà d'une certaine vitesse de circulation du véhicule.
Le fonctionnement aux basses vitesses peut avoir lieu avec une action cumulée du volant et du moteur.
Le volant tel que 8 peut comporter plusieurs gorges formant ensemble une hélice à pas multiple, au lieu d'une seule gorge.
La présente description n'est nullement limitée aux combinaisons de particularités spécifiquement exposées mais s'étend au contraire à toute combinaison techniquement pertinente des particularités décrites.

Claims

Revendications
1- Dispositif de transmission à variation continue et accumulation d'énergie, comprenant :
— un train planétaire (6) comprenant une couronne (17) reliée à un organe rotatif d'entrée (9) du dispositif, l'organe rotatif d'entrée étant disposé suivant un axe primaire (Al), une roue planétaire (18) reliée à un organe rotatif de sortie (11) du dispositif et un porte-satellites (14) relié à un organe rotatif de commande (13), le train planétaire (9) étant d'un type comprenant au moins une paire de satellites (65, 66) qui sont en liaison d'engrènement mutuel et qui engrènent l'un avec la couronne (17) et l'autre avec la roue planétaire (18) ;
-- un variateur de vitesse (7) qui règle un rapport de vitesse entre l'organe rotatif de commande (13) et l'organe rotatif d'entrée (9) et qui s'étend entre l'axe primaire (Al) et un axe secondaire (A2) ; et
— un volant d'inertie (8) relié à l'organe rotatif de commande (13) par l'intermédiaire d'un engrenage multiplicateur (12) qui multiplie la vitesse de rotation du volant par rapport à celle de l'organe de commande (13), le mécanisme différentiel (6) étant agencé pour qu'une augmentation de la vitesse de l'organe rotatif de commande (13) corresponde à une diminution de la vitesse de l'organe rotatif de sortie (11), pour une vitesse donnée de l'organe rotatif d'entrée (9), caractérisé en ce que le train planétaire (6) et l'organe rotatif de sortie (11) sont disposés suivant l'axe secondaire (A2).
2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le variateur (7) est du type avec courroie (22) montée sur des poulies (19, 21) à diamètre effectif variable.
3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les poulies comprennent, selon l'axe primaire ( Al), une pour les primaires (21) ayant une joue mobile axialement (21a) située du côté de l'organe d'entrée (9) et, selon l'axe secondaire (A2), une poulie secondaire (19) ayant une joue mobile axialement (19a) située du côté opposé au train planétaire (6). 4 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un arbre de commande (13) raccordant le porte satellites (14) au variateur (7), et l'arbre de commande comporte un raccordement (102) avec le volant (8), ce raccordement étant situé entre le porte satellites et le variateur.
5 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'axe de rotation (A3) du volant (8) est perpendiculaire à l'axe secondaire (A2).
6- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le train planétaire (6) est conçu pour qu'un rapport de vitesse particulier établi par le variateur de vitesse (7) corresponde à une vitesse nulle de l'organe rotatif de sortie (11).
7- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que, l'organe rotatif d'entrée (9) et l'organe rotatif de commande (13) tournant dans un même sens respectif, la vitesse de rotation de l'organe rotatif de sortie (11) s'annule et change de sens pour un certain rapport de vitesse établi par le variateur (7).
8 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est prévu une liaison d'entraînement dans le même sens de mouvement entre l'organe d'entrée (9) et le couronne (17) disposée selon l'axe secondaire (A2).
9 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (28) pour piloter le rapport de transmission du variateur de vitesse (7) dans le sens d'une augmentation de la vitesse de l'organe rotatif de commande (13) par rapport à la vitesse de rotation de l'organe rotatif d'entrée (9) lorsque la vitesse de l'organe rotatif de sortie (11) doit être réduite, et/ou dans le sens d'une diminution de la vitesse de l'organe rotatif de commande (13) par rapport à la vitesse de l'organe rotatif d'entrée (9) lorsque la vitesse de l'organe rotatif de sortie (11) doit être augmentée.
10 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le volant (8) est relié à l'organe rotatif de commande (13) par l'intermédiaire d'un embrayage (24), l'organe rotatif de commande (13) restant accouplé à un élément mené (19) du variateur (7) même lorsque ledit embrayage (24) est ouvert.
11 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il y a un embrayage d'entrée (27) en amont de l'organe rotatif d'entrée (9), entre ce dernier et le moteur ( 1).
12 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le volant a un axe de rotation vertical (A3) .
13 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le poids du volant (8) est au moins partiellement supporté par une différence de pression d'un gaz sur deux faces opposées (76, 79) du volant. 14 - Accumulateur d'énergie cinétique comprenant un volant d'inertie (8), en particulier pour un dispositif de transmission selon la revendication 13, caractérisé en ce que le volant d'inertie (8) est monté en rotation autour d'un axe vertical (59) avec une liberté de mouvement axial par rapport à un bâti (72), en ce que le volant possède deux faces opposées (76, 79) contribuant chacune à délimiter l'une respective de deux chambres de pression (73, 77), inférieure et respectivement supérieure, pour un gaz, en ce que les deux chambres communiquent par un interstice (81) formé entre une face périphérique (82) du volant (8) et une surface correspondante (83) solidaire du bâti (72) , en ce que l'accumulateur cinétique comprend des moyens générateurs de mouvement du gaz de la chambre inférieure vers la chambre supérieure à travers l'interstice, et en ce qu'une surface (83) liée au bâti et en contact avec le gaz comporte des conformations ( 109) de mise en rotation du gaz dans le même sens que le volant. 15 - Accumulateur selon la revendication 14, caractérisé en ce que les conformations comprennent une gorge spiralée s'étendant sur ladite surface correspondante (83) solidaire du bâti (72). 16 - Accumulateur selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que la conformation forme labyrinthe d'étanchéité avec une face du volant.
17 - Accumulateur selon l'une des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que les moyens générateurs comprennent un raccordement (84, 86) de l'une au moins des chambres (73, 77) à une source de pression, de préférence régulée.
18 - Accumulateur selon la revendication 17, caractérisé en ce que la source de pression est une tubulure d'admission de moteur thermique.
19 - Accumulateur selon la revendication 17, caractérisé en ce que la source de pression est un compresseur ( 116).
20 - Accumulateur selon la revendication 19, caractérisé en ce que le compresseur (116) fonctionne en circulateur de la chambre supérieure (77) vers la chambre inférieure (73).
21 - Accumulateur selon l'une des revendications 14 à 20, caractérisé en ce que ladite face périphérique du volant (8) et ladite surface correspondante (83) sont coniques évasées vers le haut, de sorte que le volant (58) se stabilise à une altitude correspondant à un certain écartement entre sa face périphérique (82) et la surface correspondante (83) .
22 - Accumulateur selon l'une des revendications 14 à 21, caractérisé en ce que le volant est en liaison d'entraînement avec l'extérieur au moyen d'un pignon à taille droite (94) solidaire du volant.
23 - Accumulateur selon l'une des revendications 14 à 22, caractérisé en ce que le volant à un débattement axial limité vers le bas par une butée axiale (92) s'appuyant au moins indirectement sur un organe (93) tournant moins vite que le volant et dans le même sens que celui-ci.
24 - Accumulateur selon la revendication 23, caractérisé en ce que le volant est en relation d'entraînement rotatif avec l'extérieur par l'intermédiaire de l'organe de transmission et d'un multiplicateur de vitesse (12) interposé entre l'organe de transmission (93 b) et le volant pour augmenter la vitesse du volant par rapport à celle de l'organe de transmission. 25 - Accumulateur selon l'une des revendications 14 à 24, caractérisé en ce que le volant est en forme de cloche avec un fond fermé placé en position haute, entre deux butées axiales (91, 92).
26 - Groupe motopropulseur pour véhicule automobile, comprenant un moteur (1) et un dispositif de transmission selon l'une des revendications 1 à 13, en particulier un dispositif de transmission selon la revendication 13 dont l'accumulateur d'énergie cinétique est conforme à l'une des revendications 14 à 25, l'organe rotatif d'entrée (9) du dispositif de transmission pouvant être couplé à un arbre de puissance du moteur (1).
27 - Groupe motopropulseur selon la revendication 26, caractérisé en ce que le moteur est un moteur thermique, en particulier à combustion interne.
28 - Groupe motopropulseur selon la revendication 26 ou 27, caractérisé en ce qu'il comprend une unité de pilotage (28) comprenant des moyens pour commander, à partir d'une situation d'arrêt prolongé :
— démarrage du moteur (1) alors que le volant (8) est découplé de l'organe rotatif de commande (13);
-- mise en mouvement de l'organe rotatif de sortie (11) au moyen du moteur (1), et
— couplage du volant (8) avec l'organe rotatif de commande (13) lorsque l'organe rotatif de sortie (11) a atteint une certaine vitesse prédéterminée.
29 - Groupe motopropulseur selon la revendication 26 ou 27, caractérisé en ce qu'il comprend une unité de pilotage (28) comprenant des moyens pour commander, en réponse à une commande de ralentissement de l'organe rotatif de sortie, en particulier l'actionnement d'un frein :
-- découplage entre le moteur et l'organe rotatif d'entrée (9); et -- pilotage du variateur (7) pour appliquer à la vitesse de l'organe rotatif de commande (13) par rapport à celle de l'organe rotatif d'entrée (9) une croissance d'autant plus rapide que le ralentissement demandé est fort. 30 - Groupe motopropulseur selon la revendication 26 ou 27, caractérisé en ce qu'il comprend une unité de pilotage (28) comprenant des moyens pour commander, en réponse à une commande de remise en mouvement de l'organe rotatif de sortie après un temps d'arrêt limité de l'organe rotatif de sortie, à l'issue duquel le volant tourne à vitesse élevée :
— pilotage du variateur pour appliquer à la vitesse de l'organe rotatif de commande par rapport à celle de l'organe rotatif d'entrée une décroissance d'autant plus rapide que l'accélération demandée est forte.
31 - Groupe motopropulseur selon la revendication 30, caractérisé en ce que le moteur est découplé de l'organe d'entrée pendant le temps d'arrêt et pendant l'accélération, et lorsque la vitesse du volant passe en dessous d'un seuil prédéterminé, l'unité de pilotage assure :
-- pilotage du moteur (1) pour le mettre à une vitesse conforme à celle de l'organe rotatif d'entrée (9) et accouplement du moteur (1) avec l'organe rotatif d'entrée (9).
32 - Véhicule automobile équipé d'un groupe motopropulseur selon l'une des revendications 26 à 31 ou d'un dispositif de transmission selon l'une des revendications 1 à 13, en particulier un dispositif de transmission selon la revendication 13 dont l'accumulateur d'énergie cinétique est conforme à l'une des revendications 14 à 25.
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