WO2015162373A1 - Système d'amortissement de type oscillateur pendulaire - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
- F16F15/14—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers
- F16F15/1407—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers the rotation being limited with respect to the driving means
- F16F15/145—Masses mounted with play with respect to driving means thus enabling free movement over a limited range
Definitions
- the invention relates to the field of vibration damping oscillator type systems intended to equip motor vehicle transmissions.
- State of the art
- An internal combustion engine exhibits acyclisms due to successive explosions in the cylinders of the engine, the frequency of the acyclisms varying in particular as a function of the number of cylinders in operation and the speed of rotation of the engine.
- a damping system has the function of filtering the vibrations generated by the acyclisms upstream of the gearbox. Otherwise, vibrations entering the gearbox would cause in operation shocks, noises or noise particularly undesirable.
- pendulum-type damping systems also known as pendulum oscillators or pendulums, fitted to motor vehicle transmissions are known.
- a vibration damping system of the pendular type is described in particular in the document FR2981714.
- This system comprises pendulum weights mounted movably on a support pivoting about an axis.
- Each pendulum weight is mounted on the support by means of a guiding device.
- the pendulum weights are tuned according to the number of cylinders of the engine so as to filter the vibrations generated by the acyclisms of the engine.
- a first set of pendulum weights is thus tuned to filter the vibrations generated by the acyclisms of the engine when it operates with a given first number of cylinders while a second set of pendulum weights is tuned to filter the vibrations generated by the motor acyclisms when operating with a given second cylinder number.
- One aspect of the invention starts from the idea of solving the disadvantages of the prior art by proposing a vibration damping system combining two sets of differently tuned pendulum weights which is particularly effective.
- the invention provides a vibration damping system intended to be integrated in a motor vehicle chain of explosion-proof motor vehicle with a stiffness K, comprising: - a support member adapted to be driven in rotation around an axis
- a first set of counterweights mounted movably on the support member, the first set of pendulum weights being tuned to a tuning order n, the first set of pendulum weights having a first order of order of resonance lower than the tuning order n and a second order of resonance greater than the tuning order n;
- the second set of pendulum weights being tuned to a tuning order m, the tuning order m being greater than the tuning order n, the second set of pendulum weights having a first order of resonance less than the tuning order m and a second order of resonance greater than the tuning order m;
- combustion engine ranging from 600 to revolutions per minute and for
- the second resonance order of the first set of pendulum weights is distinct from the tuning order m of the second set of pendulum weights.
- the damping system according to the invention thus makes it possible to have two sets of pendulum weights tuned differently on the same support in order to filter the vibrations according to two distinct orders without the amplifications of the sets of counterweight weights disturbing each other, greatly improving the filtration efficiency of the system.
- this system makes it possible to avoid the concordance of a second resonance order of a first set of pendulum weights with the order of antiresonance of a second set of pendulum weights.
- the moment of inertia I of the support makes it possible to influence the tuning and resonance orders of the first and second sets of pendulum weights without affecting the performance of the vibration damping system.
- the moment of inertia of the support is shaped so that the second resonance order of the first set of pendulum weights is distinct from the tuning order m of the second set of pendulum weights.
- the masses and / or masses of pendulum inertia masses are not then shaped so that the second order of resonance of the first set of pendulum weights is distinct from the tuning order m of the second set of pendulum weights, the performances of the vibration damping system thus remaining unchanged.
- such a damping system may have one or more of the following characteristics: the moment of inertia I of the support is designed so that for any value of engine speed in a range of engine speed ranging from 600 to revolutions per minute and for a given stiffness K of n
- the first resonance order of the second set of weights is distinct from the tuning order n of the first set of pendulum weights
- the moment of inertia I of the support is designed so that, for engine speed values ranging from 600 to revolutions per minute and for a given stiffness K of the transmission chain, the first resonance order of the second set of pendular weights varies in a range of variation which is between the tuning order n and the tuning order m, and preferably centered between the tuning order n and the tuning order m;
- the moment of inertia I of the support is designed so that, for engine speed values ranging from 600 to revolutions per minute and for a given stiffness K of the transmission chain, the second resonance order of the first set of counterweights varies in a range of variation which is between the tuning order m and an order 3n, and preferably centered between the tuning order m and the order 3n;
- the moment of inertia I of the support is designed so that for any value of engine speed in a range of engine speed ranging from 600 to revolutions per minute and for a stiffness K given of the chain n
- the first resonance order of the second set of flyweights is greater than the order of tuning n;
- the moment of inertia I of the support is shaped so that for any value of engine speed in a range of engine speed ranging from 600 to revolutions per minute and for a stiffness K given of the chain m
- the second resonance order of the first set of pendulum weights is greater than the order of tuning m; the moment of inertia I of the support is shaped so that for any value of engine speed in a range of engine speed from
- the second resonance order of the first set of pendulum weights is distinct from x * n, where x is an integer;
- the moment of inertia I of the support is shaped so that for any value of engine speed in a range of engine speed from
- the second resonance order of the second set of flyweights is distinct from y * m, y being an integer and m corresponding to the numerical value of the tuning order m;
- the moment of inertia I of the support is shaped so that for any value of engine speed in a range of engine speed ranging from 600 to revolutions per minute and for a stiffness K given of the chain m
- the filtration ratio of the second set of flyweights to the order of tuning m of the first set of pendulum weights is less than 1;
- the invention also relates to a transmission assembly comprising a transmission chain connected to an internal combustion engine having a given stiffness K, the transmission chain comprising a damping system as described above, in which the combustion engine is a cylinder deactivation engine having a first mode of operation in which 2 * n cylinders are active and a second mode of operation in which 2 * m cylinders are active.
- the combustion engine is a cylinder deactivation engine having a first mode of operation in which 2 * n cylinders are active and a second mode of operation in which 2 * m cylinders are active.
- One aspect of the invention is based on the idea of ensuring that a pendulum game does not amplify vibrations at the level of the tuning order of the other pendulum game.
- One aspect of the invention starts from the idea of defining the moment of inertia of the support in order to avoid the mutual disturbance of the sets of pendulum weights.
- FIG. 1 is a front view of a damping system in which two sets of pendulum weights of the damping system tuned to distinct orders are shown;
- FIGS. 2, 3 and 4 are graphs representing, for a given engine speed, the filtration ratio as a function of the order of the excitations for a damping system respectively comprising the first set of counterweights, the second set of flyweights. pendulum, and all sets of pendulum weights;
- FIGS. 5, 6 and 7 are graphs representing the filtration ratio as a function of the order of the excitations for a damping system equipped with the sets of counter-rotating weights of FIG. 1 and comprising supports respectively presenting a moment of inertia 0.1 kg. m 2 , of 0.03kg. m 2 and 0.01 kg. m 2 ;
- FIG. 8 is a graph showing the tuning order and the resonance orders of a set of pendulum weights as a function of the number of revolutions per minute of the engine.
- the terms “external” and “internal” as well as the “axial” and “radial” orientations will be used to designate, according to the definitions given in the description, elements of the damping system.
- the "radial” orientation is directed orthogonally to the axis (X) of rotation of the damping system determining the "axial” orientation and from the inside towards the outside away from said axis
- the "circumferential" orientation is directed orthogonally to the axis of the damping system and orthogonal to the radial direction.
- the terms “external” and “internal” are used to define the relative position of one element relative to another, with reference to the axis of rotation of the damping system, an element close to the axis is thus qualified. internally as opposed to an outer member located radially peripherally.
- the pendulum oscillator type damping system is intended to be arranged in the transmission chain of a motor vehicle, between the internal combustion engine and the gearbox. It can in particular be integrated with a flywheel, a double damping flywheel, a coupling clutch of a hydraulic coupling device or a clutch friction.
- FIG. 1 represents a damping system comprising two sets of pendulum weights tuned to separate orders.
- a torsion damper has an input member adapted to be rotated by a driving shaft, such as the crankshaft of the combustion engine, an output member to be rotatably connected to a driven shaft, such as the shaft.
- gearbox input shaft and circumferentially acting elastic members arranged to transmit torque and dampen rotational acyclisms between the input member and the output member.
- the damping system comprises a support member 1 adapted to be rotated along an axis X.
- the support member 1 is intended to form a phasing washer for a torsion damper having two groups. of elastic members in series, as in the document WO2012150401, for example.
- a phasing washer is rotatably mounted relative to the input element and the output element and allows the transmission of torque between the two groups of elastic members in series.
- the support member 1 comprises radial tabs 2 intended to be interposed circumferentially between the two groups of elastic members to ensure the transmission of torque between these two groups of elastic members in series.
- the support member 1 is intended to form a web for a double damping flywheel.
- a sail is attached to the secondary mass of the double damping flywheel and has support lugs cooperating with the ends of the springs of the double damping flywheel.
- the support member 1 comprises a ring 3 providing support for pendulum weights 4 and an inner hub 5 intended to ensure the centering of the support member 1 relative to the axis X.
- the hub 5 carries the radial tabs 2 , three in the embodiment shown, which as mentioned above are able to transmit a torque between two groups of elastic members.
- the support member 1 has zones 6 arranged to receive elastic members.
- the damping system comprises a plurality of pendulum weights 4 circumferentially distributed on the support member 1.
- the pendulum weights 4 are able to oscillate with respect to the support member 1 in a plane orthogonal to the axis of rotation X, in response to the irregularities of rotation. Since the pendulum oscillator is of two-wire type, the oscillations of each pendulum weight 4 are guided, relative to the support member 1, by two guiding devices 7.
- Each guiding device 7 comprises a co-operating rolling body.
- the rolling tracks are arranged in such a way that the oscillation frequency of the pendulum weights 4 is proportional to the speed of rotation of the driving shaft according to a multiple taking a value close to the rank of the harmonic of the vibrations. wants to amortize.
- the tuning order of a pendulum is such that (1) n mp ⁇ jRjL where n mp is the tuning order of the pendulum, L is the radius of the circular arc traveled by the center of mass of the pendulum in relation to the support and R is the distance separating the axis of rotation X from the center of the arc of circle traversed by the center of mass of the counterweight relative to the support.
- pendulum weights are tuned to order n to dampen the main vibrations of the motor shaft when the engine operates with 2n cylinders in activity. Note, however, that it is possible to slightly over-tuned or under-tuned the pendulum weights. It is thus considered that in order to filter the vibrations generated by a motor operating with 2n cylinders, the tuning of the pendulum weights can vary by more or less 10% around the order n.
- the rank of the harmonic of the most important vibrations depends on the number of cylinders active in the engine. However, for a given number of cylinders operating in the engine, vibrations of lesser importance are also generated at other orders.
- spark engines operate with a varying number of active cylinders.
- An engine with eight cylinders can for example operate in a normal mode with its eight cylinders in operation and, in an economic mode, operate only four cylinders in operation.
- Such an economic mode corresponds for example to stabilized speed situations.
- a damping system connected to an engine that can operate with 2n cylinders operating in an operating mode and 2m cylinder operating in another mode of operation therefore comprises two sets of pendulum weights installed on the support 1.
- a first set of pendulum weights 8 installed on the support 1 is tuned to dampen vibrations of the order n.
- a second set of pendular weights 9 installed on the support 1 is granted for damping vibrations to the order m, the order n and the order m being distinct.
- the first set of pendulum weights 8 damps the excitations of order n of the engine.
- the second set of pendulum weights 9 damps the excitations of order m of the engine.
- Each set of pendulum weights 4 tuned to dampen the vibrations at a given order also generates amplifications of vibrations according to other orders. More particularly, each set of pendulum weights 4 granted to an order n generates a first amplification peak at an order less than n and a second amplification peak at an order greater than n.
- a vibration amplification peak, called the resonance order of a set of pendulum weights, satisfies the following equation:
- n R is the resonance order of the pendular weights set 4
- ⁇ is the average speed of rotation of the system on one turn
- I is the moment of inertia of the support 1
- m p the mass of the set of pendulum weights 4
- K the stiffness of the transmission assembly in which the damping system is integrated.
- FIGS. 2 to 4 are graphs representing, for a stiffness K of the transmission chain and a given engine speed, the filtration ratio as a function of the order of the excitations for a damping system comprising the first set of counterweights. , the second set of pendulum weights, and all sets of pendular weights whose moment of inertia of the support is chosen so that the sets of pendulum weights 8 and 9 do not disturb each other.
- FIG. 2 represents a resonance-antiresonance-resonance curve at a given engine speed for a first set of pendulum weights 8 tuned around the order 2.
- This curve represents the filtration ratio of the first set of pendulum weights 8 as a function of the order of excitation of the motor.
- a first set of pendulum weights 8 has a first vibration amplification peak, called first resonance order 10, at order 1.
- This first set of pendulum weights 8 has a second peak of amplification of the vibrations, called the second resonance order 11, at the order 5.
- the first resonance order 10 and the second resonance order 11 are located on either side of the antiresonance peak 12, corresponding to Tuning order 2 of the first set of pendulum weights 8.
- FIG. 3 represents the resonance-antiresonance-resonance curve at the same engine speed as the engine speed of FIG. 3 and in the same transmission chain as FIG. 3 for a second set of pendulous weights 9 tuned around the order 4
- This curve represents the filtration ratio of the second set of pendular weights 9 as a function of the motor excitation order.
- the second set of pendulum weights 9 has a first vibration amplification peak, called the first resonance order 13, at the 3-order.
- This second set of pendulum weights has a second amplification peak. vibrations, called second resonance order 14, to the order 7.
- the first resonance order 13 and the second resonance order 14 are located on either side of the antiresonance peak 15 corresponding to the tuning order of the second set of pendulum weights 9.
- the second-order vibrations are damped by the first set of pendulum weights 8 granted around the order 2.
- these second-order vibrations are also filtered. by the second set of pendular weights 9 tuned around the order 4.
- the filtration exerted by the second set of pendulum weights can result in a vibration damping or on the contrary by an amplification of vibration.
- the resonance-antiresonance-resonance order curves of the pendulum weight sets 8 and 9 add up.
- FIG. 4 represents the resonance-antiresonance-resonance curve at a motor speed identical to that of FIGS. 2 and 3 and in the same transmission chain as FIGS. 2 and 3 for a support on which are simultaneously installed a first and a second set of pendulum weights 8 and 9 respectively around the order 2 and around the order 4 and whose resonance-antiresonance-resonance curves respectively correspond to those of FIG. 2 and FIG. 3.
- a first and a second set of pendulum weights 8 and 9 respectively around the order 2 and around the order 4 and whose resonance-antiresonance-resonance curves respectively correspond to those of FIG. 2 and FIG. 3.
- Such sets of pendulum weights 8 and 9 generate a first resonance peak 16 close to the order 1, a first antiresonance peak 17 close to the order 2, a second resonance peak 18 close to the order 3, a second antiresonance peak 19 close to the order 4, a third resonance peak 20 close to the order 5 and a fourth resonance peak 21 close to the order 7.
- FIGS. 5 to 7 are graphs representing the filtration ratio as a function of the order of excitations for a damping system equipped with the sets of counter-rotating weights of FIG. 1 and comprising supports respectively having a moment of inertia of 0.1 kg. m 2 , 0.03 kg. m 2 and 0.01 kg. m 2 .
- FIGS. 5 to 7 are graphs representing the filtration ratio as a function of the order of excitations for a damping system equipped with the sets of counter-rotating weights of FIG. 1 and comprising supports respectively having a moment of inertia of 0.1 kg. m 2 , 0.03 kg. m 2 and 0.01 kg. m 2 .
- FIGS. 5 to 7 are graphs representing the filtration ratio as a function of the order of excitations for a damping system equipped with the sets of counter-rotating weights of FIG. 1 and comprising supports respectively having a moment of inertia of 0.1 kg. m 2 , 0.03 kg
- the pendulum weights of the first set of pendulum weights 8 are characterized by a mass m p 1 of 1 kg, a distance R1 between the axis of rotation X and the center of the arc of circle traversed by the center of mass of the counterweight relative to the support of 0.125m and a radius L1 of the arc traversed by the center of mass of the 0.023m pendulum.
- Such pendulum weights of the first set of pendulum weights 8 are thus tuned to the order 2.105892, as it is possible to verify using the equation (1) indicated above. This order of tuning is adapted to dampen the excitations of order 2 In these FIGS.
- the pendulum weights of the second set of pendulum weights 9 are characterized by a mass m p 2 of 0.5kg, a distance R2 between the axis of rotation X and the center of the arc traversed by the center of mass of the pendulum counterweight relative to the support of 0.125m and a radius L2 of the arc traversed by the center of mass of the pendulum by compared to the support of 0.0065m.
- Such pendulum weights of the second set of pendulum weights 9 are thus tuned to the order 4.26975, as can be verified using the equation (1) indicated above.
- This tuning order is adapted to dampen the excitations of order 4 and is thus close to the order 4. It is possible to over-tune or sub-grant a set of pendulums with respect to the desired order, for example to take into account the wear of the damping system.
- the sets of pendulum flyweights are integrated in a transmission chain having a gripping stiffness of 5000 Nm / rd and the engine rotates at a speed of 1000 revolutions per minute.
- the first set of pendulum weights 8 When the support has a moment of inertia of 0.1 kg. m 2 , the first set of pendulum weights 8 generates resonance peaks for orders 1 .74 and 2.58 and the second set of pendulum weights 9 generates resonance peaks at orders of 2.04 and 4.48 as illustrated in FIG. configuration is problematic since the damping provided by the first set of pendulum weights 8 is strongly disturbed by the amplification produced by the second set of pendulum weights. Such a damping system is of almost no interest in the context of an engine operating with 4 cylinders in operation, that is to say, the vibrations to the second order harmonics are the most important.
- the first set of pendulum weights 8 When the support has a moment of inertia of 0.03 kg. m 2 , the first set of pendulum weights 8 generates resonance peaks for orders 1.92 and 4.27 and the second set of pendulum weights 9 generates resonance peaks at orders 3.12 and 5.33 as shown in FIG
- the damping provided by the first set of pendulum weights 8 are not or only slightly disturbed by the amplifications generated by the second set of pendulum weights 9.
- the amplification generated by the the first set of pendulum weights 8 is even greater than the damping provided by the second set of pendulum weights 9.
- the moment of inertia I of the support is advantageously chosen so that the filtration ratios of a set of pendulum weights is less than 1 at the level of the tuning order of the other set of counterweights installed on the same support.
- the damping system fulfills its role of damping the vibrations at the same time.
- order 2 and order 4 which is not the case with supports having a moment of inertia of 0.1 or 0.03 kg. m 2 .
- the resonance orders vary according to the engine speed.
- the moment of inertia of the support is chosen so that disturbances are minimal over the largest range of possible engine speeds.
- a set of tuned flyweights with order 3 generates a first resonance order varying from 2.9 to 1.5 for an engine speed ranging from 800 rpm to 4800 rpm.
- this set of pendulum weights granted to the order 3 generates a second order of resonance ranging from 12 to 4.75 for an engine speed ranging from 800 rpm to 4800 rpm.
- n cylinders associated with a stiffness transmission chain K comprising a support on which is installed a first set of pendulum weights granted to the order n
- x being an integer such as 2 for example.
- the moment of inertia of the support is chosen so that:
- the first resonance peak of the pendulum feeder set granted to xn is distinct from n and preferably greater than n.
- the range of variation of this first resonance peak of the pendulum set given to the order xn is centered between n and xn;
- the second resonance peak of the pendulum weight set granted around the order n is distinct from xn and preferably greater than xn.
- the range of variation of this second resonance peak of the n-order pendulum set is symmetrical to the range of variation of the first resonance peak of the set of weights given to the order xn with respect to xn .
- the filtration ratio of the set of weights granted around the order n is less than 1 at the level of the tuning order of the flyweight game granted around the order xn.
- the first resonance peak of the pendulum set given around the order m is distinct from n and preferably greater than n.
- the range of variation of this first resonance peak of the pendular weights set granted to the order m is centered between n and m;
- the second resonance peak of the pendulum weight set granted around the order n is distinct from m and preferably greater than m.
- the range of variation of this second resonance peak of the n-order pendulum set is symmetrical to the range of variation of the first resonance peak of the set of weights given to the order m by report to mr.
- the filtration ratio of the set of weights granted around the order n is less than 1 at the level of the tuning order of the flyweight match around the order m.
- the moment of inertia of the support is chosen so that the second resonance peak of a set of pendulum weights tuned to an order n does not generate a resonance peak at a multiple order of n, by example in the order 2n, 3n, 4n or / n, / ' being an integer.
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Abstract
Système d'amortissement de type oscillateur pendulaire Système d'amortissement des vibrations destiné à être intégré dans une chaîne de transmission de véhicule automobile à moteur à explosion, comportant : - un organe de support (1) apte à être entraîné en rotation autour d'un axe X avec un moment d'inertie I; et - un premier jeu de masselottes pendulaires (8) accordé à un ordre d'accordage n; - un second jeu de masselottes pendulaires (9) accordé à un ordre d'accordage m; - le moment d'inertie 1 du support (1) étant conformé pour que, pour toute valeur de régime moteur comprise dans une plage de régime moteur du moteur à explosion allant de 800 à 5000tours par minutes, un second ordre de résonance m du premier jeu de masselottes pendulaires (8) soit distinct de l'ordre d'accordage m du second jeu de masselottes pendulaires (9).
Description
Système d'amortissement de type oscillateur pendulaire
L'invention se rapporte au domaine des systèmes d'amortissement des vibrations de type oscillateur pendulaire destinés à équiper les transmissions de véhicule automobile. Etat de la technique
Un moteur à explosion présente des acyclismes du fait des explosions se succédant dans les cylindres du moteur, la fréquence des acyclismes variant notamment en fonction du nombre de cylindres en fonctionnement et de la vitesse de rotation du moteur. Un système d'amortissement a pour fonction de filtrer les vibrations engendrées par les acyclismes en amont de la boite de vitesses. A défaut, des vibrations pénétrant dans la boîte de vitesses y provoqueraient en fonctionnement des chocs, bruits ou nuisances sonores particulièrement indésirables.
On connaît, dans l'état de la technique, des systèmes d'amortissement de type pendulaire, également appelés oscillateurs pendulaires ou pendules, équipant des transmissions de véhicule automobile.
Un système d'amortissement des vibrations de type pendulaire est notamment décrit dans le document FR2981714. Ce système comporte des masselottes pendulaires montées de façon mobile sur un support pivotant autour d'un axe. Chaque masselotte pendulaire est montée sur le support par l'intermédiaire d'un dispositif de guidage. Les masselottes pendulaires sont accordées en fonction du nombre de cylindres du moteur de manière à filtrer les vibrations engendrées par les acyclismes du moteur.
Dans le cadre de moteur à explosion pouvant fonctionner avec un nombre de cylindre variables, il est possible d'installer deux jeux de masselottes pendulaires accordés différemment. Un premier jeu de masselottes pendulaires est ainsi accordé pour filtrer les vibrations engendrées par les acyclismes du moteur lorsqu'il fonctionne avec un premier nombre de cylindre donné alors qu'un second jeu de masselottes pendulaires est accordé pour filtrer les vibrations engendrées par les
acyclismes du moteur lorsqu'il fonctionne avec un second nombre de cylindre donné.
Il a été constaté que, pour certains régimes moteurs, les jeux de masselottes pendulaires venaient à se perturber mutuellement, de telle sorte que leur efficacité de filtration était amoindrie. Ainsi, la combinaison de deux jeux de masselottes pendulaires accordés différemment n'est pas satisfaisante.
En outre, le document US2014/0102398 décrit un dispositif dont les masses et/ou les masses d'inerties des masselottes pendulaires sont adaptées pour que les jeux de masselottes pendulaires ne se perturbent pas mutuellement mais cela dégrade aussi les performances du système d'amortissement des vibrations.
Objet de l'invention
Un aspect de l'invention part de l'idée de résoudre les inconvénients de l'art antérieur en proposant un système d'amortissement des vibrations associant deux jeux de masselottes pendulaires accordés différemment qui soit particulièrement efficace.
Selon un mode de réalisation, l'invention fournit un système d'amortissement des vibrations destiné à être intégré dans une chaîne de transmission de véhicule automobile à moteur à explosion présentant une raideur K, comportant : - un organe de support apte à être entraîné en rotation autour d'un axe
X avec un moment d'inertie I ; et
un premier jeu de masselottes pendulaires montées mobiles sur l'organe de support, le premier jeu de masselottes pendulaires étant accordé à un ordre d'accordage n, le premier jeu de masselottes pendulaires ayant un premier ordre de résonance d'ordre inférieur à l'ordre d'accordage n et un second ordre de résonance supérieur à l'ordre d'accordage n ;
un second jeu de masselottes pendulaires montées mobiles sur l'organe de support, le second jeu de masselottes pendulaires étant accordé à un ordre d'accordage m, l'ordre d'accordage m étant
supérieur à l'ordre d'accordage n, le second jeu de masselottes pendulaires ayant un premier ordre de résonance inférieur à l'ordre d'accordage m et un second ordre de résonance supérieur à l'ordre d'accordage m ;
le moment d'inertie I du support étant conformé pour que, pour toute valeur de régime moteur comprise dans une plage de régime moteur du
5000
moteur à explosion allant de 600 à tours par minutes et pou
m
raideur K donnée de la chaîne de transmission, le second ordre de résonance du premier jeu de masselottes pendulaires soit distinct de l'ordre d'accordage m du second jeu de masselottes pendulaires.
Le système d'amortissement selon l'invention permet ainsi de disposer deux jeux de masselottes pendulaires accordés différemment sur le même support afin de filtrer les vibrations selon deux ordres distincts sans que les amplifications des jeux de masselottes pendulaires ne se perturbent mutuellement, améliorant grandement l'efficacité de filtration du système. En particulier, ce système permet d'éviter la concordance d'un second ordre de résonance d'un premier jeu de masselottes pendulaires avec l'ordre d'antirésonance d'un second jeu de masselottes pendulaires.
Le moment d'inertie I du support permet d'influer sur les ordres d'accordage et de résonance des premier et deuxième jeux de masselottes pendulaires sans toutefois agir sur les performances du système d'amortissement des vibrations.
Avantageusement, seul le moment d'inertie du support est conformé pour que le second ordre de résonance du premier jeu de masselottes pendulaires soit distinct de l'ordre d'accordage m du second jeu de masselottes pendulaires. Les masses et/ou les masses d'inerties masselottes pendulaires ne sont alors pas conformées pour que le second ordre de résonance du premier jeu de masselottes pendulaires soit distinct de l'ordre d'accordage m du second jeu de masselottes pendulaires, les performances du système d'amortissement des vibrations restant ainsi inchangées.
Selon d'autres modes de réalisation avantageux, un tel système d'amortissement peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : le moment d'inertie I du support est conformé pour que, pour toute valeur de régime moteur comprise dans une plage de régime moteur allant de 600 à tours par minutes et pour une raideur K donnée de n
la chaîne de transmission, le premier ordre de résonance du second jeu de masselottes soit distinct de l'ordre d'accordage n du premier jeu de masselottes pendulaires ;
le moment d'inertie I du support est conformé pour que, pour des valeurs de régime moteur allant de 600 à tours par minutes et pour une raideur K donnée de la chaîne de transmission, le premier ordre de résonance du second jeu de masselottes pendulaires varie dans une plage de variation qui est comprise entre l'ordre d'accordage n et l'ordre d'accordage m, et de préférence centrée entre l'ordre d'accordage n et l'ordre d'accordage m ;
le moment d'inertie I du support est conformé pour que, pour des valeurs de régime moteur variant de 600 à tours par minutes et pour une raideur K donnée de la chaîne de transmission, le second ordre de résonance du premier jeu de masselottes pendulaires varie dans une plage de variation qui est comprise entre l'ordre d'accordage m et un ordre 3n,et de préférence centrée entre l'ordre d'accordage m et l'ordre 3n ;
le moment d'inertie I du support est conformé pour que, pour toute valeur de régime moteur dans une plage de régime moteur allant de 600 à tours par minutes et pour une raideur K donnée de la chaîne n
de transmission, le premier ordre de résonance du second jeu de masselottes soit supérieur à l'ordre d'accordage n ;
le moment d'inertie I du support est conformé pour que, pour toute valeur de régime moteur dans une plage de régime moteur allant de 600 à tours par minutes et pour une raideur K donnée de la chaîne m
de transmission, le second ordre de résonance du premier jeu de masselottes pendulaires soit supérieur à l'ordre d'accordage m ;
le moment d'inertie I du support est conformé pour que, pour toute valeur de régime moteur dans une plage de régime moteur allant de
600 à tours par minutes et pour une raideur K donnée de la chaîne n
de transmission, le second ordre de résonance du premier jeu de masselottes pendulaires soit distinct de x*n, x étant un entier ;
le moment d'inertie I du support est conformé pour que, pour toute valeur de régime moteur dans une plage de régime moteur allant de
600 à tours par minutes et pour une raideur K donnée de la chaîne m
de transmission, le second ordre de résonance du second jeu de masselottes soit distinct de y*m, y étant un entier et m correspondant à la valeur numérique de l'ordre d'accordage m ;
le moment d'inertie I du support est conformé pour que, pour toute valeur de régime moteur dans une plage de régime moteur allant de 600 à tours par minutes et pour une raideur K donnée de la chaîne m
de transmission, le rapport de filtration du second jeu de masselottes à l'ordre d'accordage m du premier jeu de masselottes pendulaires soit inférieur à 1 ;
L'invention porte également sur un ensemble de transmission comportant une chaîne de transmission reliée à un moteur à explosion présentant une raideur K donnée, la chaîne de transmission comportant un système d'amortissement tel que décrit ci-dessus, dans lequel le moteur à explosion est un moteur à désactivation de cylindres présentant un premier mode de fonctionnement dans lequel 2*n cylindres sont en activité et un seconde mode de fonctionnement dans lequel 2*m cylindres sont en activité. Un aspect de l'invention part de l'idée de s'assurer qu'un jeu de pendule n'amplifie pas les vibrations au niveau de l'ordre d'accordage de l'autre jeu de pendule. Un aspect de l'invention part de l'idée de définir le moment d'inertie du support afin d'éviter la perturbation mutuelle des jeux de masselottes pendulaires.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description
suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux figures annexées.
Sur ces figures :
La figure 1 est une vue de face d'un système d'amortissement dans lequel deux jeux de masselottes pendulaires du système d'amortissement accordées à des ordres distincts sont représentés ;
Les figures 2, 3 et 4 sont des graphiques représentant, pour un régime moteur donné, le rapport de filtration en fonction de l'ordre des excitations pour un système d'amortissement comportant respectivement le premier jeu de masselottes pendulaires, le second jeu de masselottes pendulaires, et l'ensemble des jeux de masselottes pendulaires ;
Les figures 5, 6 et 7 sont des graphiques représentant le rapport de filtration en fonction de l'ordre des excitations pour un système d'amortissement équipé des jeux de masselottes pendulaires de la figure 1 et comportant des supports présentant respectivement un moment d'inertie de 0.1 kg. m2, de 0.03kg. m2 et de 0.01 kg. m2 ;
La figure 8 est un graphique représentant l'ordre d'accordage et les ordres de résonance d'un jeu de masselottes pendulaires en fonction du nombre de tours par minute du moteur. Dans la description et les revendications, on utilisera, les termes "externe" et "interne" ainsi que les orientations "axiale" et "radiale" pour désigner, selon les définitions données dans la description, des éléments du système d'amortissement. Par convention, l'orientation "radiale" est dirigée orthogonalement à l'axe (X) de rotation du système d'amortissement déterminant l'orientation "axiale" et, de l'intérieur vers l'extérieur en s'éloignant dudit axe, l'orientation "circonférentielle" est dirigée orthogonalement à l'axe du système d'amortissement et orthogonalement à la direction radiale. Les termes "externe" et "interne" sont utilisés pour définir la position relative d'un élément par rapport à un autre, par référence à l'axe de rotation du système d'amortissement, un élément proche de l'axe est ainsi qualifié d'interne par opposition à un élément externe situé radialement en périphérie.
Le système d'amortissement de type oscillateur pendulaire est destiné à être disposé dans la chaîne de transmission d'un véhicule automobile, entre le moteur à explosion et la boîte de vitesse. Il peut notamment être intégré à un volant moteur, un double volant amortisseur, un embrayage de pontage d'un dispositif d'accouplement hydraulique ou une friction d'embrayage.
La figure 1 représente un système d'amortissement comportant deux jeux de masselottes pendulaires accordées à des ordres distincts.
Un tel système d'amortissement de type oscillateur pendulaire est notamment susceptible d'être intégré à un amortisseur de torsion à organes élastiques, non représenté. Un amortisseur de torsion comporte un élément d'entrée destiné à être entraîné en rotation par un arbre menant, tel que le vilebrequin du moteur à combustion, un élément de sortie destiné à être lié en rotation à un arbre mené, tel que l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses et des organes élastiques à action circonférentielle agencés pour transmettre le couple et amortir les acyclismes de rotation entre l'élément d'entrée et l'élément de sortie.
Dans un mode de réalisation, le système d'amortissement comporte un organe de support 1 apte à être entraîné en rotation selon un axe X. L'organe de support 1 est destiné à former une rondelle de phasage pour un amortisseur de torsion présentant deux groupes d'organes élastiques en série, comme dans le document WO2012150401 , par exemple. Une telle rondelle de phasage est montée libre en rotation par rapport à l'élément d'entrée et l'élément de sortie et permet la transmission du couple entre les deux groupes d'organes élastiques en série. Pour ce faire, l'organe de support 1 comporte des pattes radiales 2 destinées à être interposées circonférentiellement entre les deux groupes d'organes élastiques afin d'assurer la transmission du couple entre ces deux groupes d'organes élastiques en série.
Dans un autre mode de réalisation non représenté, l'organe de support 1 est destiné à former un voile pour un double volant amortisseur. Un tel voile est fixé à la masse secondaire du double volant amortisseur et comporte des pattes d'appui coopérant avec les extrémités des ressorts du double volant amortisseur.
L'organe de support 1 comporte un anneau 3 assurant le support de masselottes pendulaires 4 et un moyeu interne 5 destiné à assurer le centrage de l'organe de support 1 par rapport à l'axe X. Le moyeu 5 porte les pattes radiales 2, trois dans le mode de réalisation représenté, qui comme nous l'avons mentionné précédemment sont aptes à transmettre un couple entre deux groupes d'organes élastiques. L'organe de support 1 présente des zones 6 agencées pour recevoir des organes élastiques. Chacune desdites zones 6 de réception des organes élastiques s'étend radialement entre l'anneau 3 et le moyeu interne 5 et circonférentiellement entre deux pattes radiales 2 adjacentes. Le système d'amortissement comporte une pluralité de masselottes pendulaires 4, circonferentiellement réparties sur l'organe de support 1 . Les masselottes pendulaires 4 sont aptes à osciller par rapport à l'organe de support 1 dans un plan orthogonal à l'axe de rotation X, en réaction aux irrégularités de rotation. L'oscillateur pendulaire étant de type bifilaire, les oscillations de chaque masselottes pendulaires 4 sont guidées, par rapport à l'organe de support 1 , par deux dispositifs de guidage 7. Chaque dispositif de guidage 7 comporte un corps roulant coopérant d'une part avec une piste de roulement interne de la masselotte pendulaire 4 et, d'autre part, une piste de roulement externe portée par l'organe de support 1 . Les pistes de roulement sont agencées de telle sorte que la fréquence d'oscillation des masselottes pendulaires 4 soit proportionnelle à la vitesse de rotation de l'arbre moteur selon un multiple prenant une valeur proche du rang de l'harmonique des vibrations que l'on souhaite amortir.
Une méthode permettant de déterminer la géométrie des pistes de roulement afin d'accorder une masselotte pendulaire est notamment décrite dans le document « Tautochronic bifilar pendulum torsion absorbers for reciprocating engines », Journal of Sound and Vibration (1992) 159(2) 251 -277 (« Amortisseurs de torsion à pendule bifilaire tautochrone pour moteur alternatif », Journal du son et des vibrations). De manière générale, l'ordre d'accordage d'une masselotte pendulaire est tel que
(1 ) nmp ^ jRjL dans laquelle nmp est l'ordre d'accordage de la masselotte pendulaire, L est le rayon de l'arc de cercle parcouru par le centre de masse de la masselotte pendulaire par rapport au support et R est la distance séparant l'axe de rotation X du centre de l'arc de cercle parcouru par le centre de masse de la masselotte pendulaire par rapport au support.
De manière générale, un moteur fonctionnant avec 2n cylindres en activité génère principalement des harmoniques d'ordre n. Dès lors, des masselottes pendulaires sont accordées à l'ordre n afin d'amortir les principales vibrations de l'arbre moteur lorsque le moteur fonctionne avec 2n cylindres en activité. On notera toutefois qu'il est possible de légèrement sur-accordé ou sous-accordé les masselottes pendulaires. On considère ainsi que pour filtrer les vibrations engendrées par un moteur fonctionnant avec 2n cylindres, l'accordage des masselottes pendulaires peut varier de plus ou moins 10% autour de l'ordre n. Le rang de l'harmonique des vibrations les plus importantes dépend du nombre de cylindres en activité dans le moteur. Cependant, pour un nombre donné de cylindres en activité dans le moteur, des vibrations d'importance moindre sont également générées à d'autres ordres. En outre, certains moteurs à explosion fonctionnent avec un nombre variable de cylindre en activité. Un moteur comportant huit cylindres peut par exemple fonctionner dans un mode normal avec ses huit cylindres en activité et, dans un mode économique, ne fonctionner qu'avec quatre cylindres en activité. Un tel mode économique correspond par exemple à des situations de vitesse stabilisée. Ainsi, pour un même moteur à explosion, il devient nécessaire d'amortir les vibrations selon des ordres distincts selon le nombre de cylindres du moteur en activité.
Un système d'amortissement relié à un moteur pouvant fonctionner avec 2n cylindres en activité dans un mode de fonctionnement et 2m cylindre en activité dans un autre mode de fonctionnement comporte donc deux jeux de masselottes pendulaires installées sur le support 1 . Un premier jeu de masselottes pendulaires 8 installé sur le support 1 est accordé pour amortir les vibrations à l'ordre n. Un second jeu de masselottes pendulaires 9 installés sur le support 1 est accordé pour
amortir les vibrations à l'ordre m, l'ordre n et l'ordre m étant distincts. Lorsque le moteur fonctionne avec 2n cylindres en activité, le premier jeu de masselottes pendulaires 8 amortit les excitations d'ordre n du moteur. Lorsque le moteur à explosion fonctionne avec 2m cylindres en activité, le second jeu de masselottes pendulaires 9 amortit les excitations d'ordre m du moteur.
Chaque jeu de masselottes pendulaires 4 accordé pour amortir les vibrations à un ordre donné génère également des amplifications de vibrations selon d'autres ordres. Plus particulièrement, chaque jeu de masselottes pendulaires 4 accordé à un ordre n génère un premier pic d'amplification à un ordre inférieur à n et un second pic d'amplification à un ordre supérieure à n. Un pic d'amplification des vibrations, appelé ordre de résonance d'un jeu de masselottes pendulaires, répond à l'équation suivante :
(RICl2 + KL + mpR(R + LfQ.2) ± ^(RICl2 + KL + mpR(R + LfQ.2)2 - AILRKQ.2
(2)
2IL
Dans cette équation, nR est l'ordre de résonance du jeu de masselottes pendulaires 4, Ω est la vitesse moyenne de rotation du système sur un tour, I est le moment d'inertie du support 1 , mp la masse du jeu de masselottes pendulaires 4 et K la raideur de l'ensemble de transmission dans lequel est intégré le système d'amortissement. Il est nécessaire d'adapter les valeurs résolvant à l'équation (2) définissant les ordres de résonance de chaque jeu de masselottes pendulaires afin que les ordres de résonances de chacun desdits jeux de masselottes pendulaires ne perturbent pas les amortissements de l'autre jeu de masselottes pendulaires. Or les valeurs de R et de L de chaque jeu de masselottes pendulaires sont définies pour amortir les vibrations aux ordres sélectionnés et ne peuvent donc pas être modifiées. En outre, il est préférable de définir la masse mp des jeux de masselottes pendulaires au maximum toléré par le système afin d'obtenir les meilleurs amortissements possibles. De même, il est possible de faire varier la raideur K de la chaîne de transmission afin d'adapter les ordres de résonance des jeux de masselottes pendulaires. Cependant, cette solution présente des conséquences sur l'ensemble de la chaîne de transmission. En conséquence, c'est avantageusement le moment d'inertie I du support qui est déterminé de manière à s'assurer que les
ordres de résonances d'un jeu de masselottes pendulaires, pour des ordres d'antirésonance des jeux de masselottes pendulaires donnés, ne coïncident pas avec l'ordre d'antirésonance de l'autre jeu de masselottes pendulaires.
Les figures 2 à 4 sont des graphiques représentant, pour une raideur K de la chaîne de transmission et un régime moteur donnés, le rapport de filtration en fonction de l'ordre des excitations pour un système d'amortissement comportant le premier jeu de masselottes pendulaires, le second jeu de masselottes pendulaires, et l'ensemble des jeux de masselottes pendulaires dont le moment d'inertie du support est choisi de manière à ce que les jeux de masselottes pendulaires 8 et 9 ne se perturbent pas mutuellement.
La figure 2 représente une courbe de résonance-antirésonance-résonance à un régime moteur donné pour un premier jeu de masselottes pendulaires 8 accordé autour de l'ordre 2. Cette courbe représente le rapport de filtration du premier jeu de masselottes pendulaires 8 en fonction de l'ordre d'excitation du moteur. Comme illustré sur cette figure 2, un tel premier jeu de masselottes pendulaires 8 présente un premier pic d'amplification des vibrations, appelé premier ordre de résonance 10, à l'ordre 1. Ce premier jeu de masselottes pendulaires 8 présente un second pic d'amplification des vibrations, appelé second ordre de résonance 1 1 , à l'ordre 5. Le premier ordre de résonance 10 et le second ordre de résonance 1 1 sont situés de part et d'autre du pic d'antirésonance 12, correspondant à l'ordre 2 d'accordage du premier jeu de masselottes pendulaires 8.
La figure 3 représente la courbe de résonance-antirésonance-résonance au même régime moteur que le régime moteur de la figure 3 et dans la même chaîne de transmission que la figure 3 pour un second jeu de masselottes pendulaires 9 accordées autour de l'ordre 4. Cette courbe représente le rapport de filtration du second jeu de masselottes pendulaires 9 en fonction de l'ordre d'excitation du moteur. Comme illustré sur cette figure 3, le second jeu de masselottes pendulaires 9 présente un premier pic d'amplification des vibrations, appelé premier ordre de résonance 13, à l'ordre 3. Ce second jeu de masselottes pendulaires présente un second pic d'amplification des vibrations, appelé second ordre de résonance 14, à l'ordre 7. Le premier ordre de résonance 13 et le second
ordre de résonance 14 sont situés de part et d'autre du pic d'antirésonance 15 correspondant à l'ordre d'accordage du second jeu de masselottes pendulaires 9.
Dans un système comportant un moteur à explosion fonctionnant avec 4 cylindres en activité, les vibrations d'ordre 2 sont amorties par le premier jeu de masselottes pendulaires 8 accordé autour de l'ordre 2. Cependant, ces vibrations d'ordre 2 sont également filtrées par le second jeu de masselottes pendulaires 9 accordées autour de l'ordre 4. Or la filtration exercée par le second jeu de masselottes pendulaires peut se traduire par un amortissement des vibrations ou au contraire par une amplification des vibrations. Typiquement, les courbes d'ordre de résonance-antirésonance-résonance des jeux de masselottes pendulaires 8 et 9 s'additionnent.
La figure 4 représente la courbe de résonance-antirésonance-résonance à un régime moteur identique à celui des figures 2 et 3 et dans la même chaîne de transmission que les figures 2 et 3 pour un support sur lequel sont installés simultanément un premier et un second jeu de masselottes pendulaires 8 et 9 accordés respectivement autour de l'ordre 2 et autour de l'ordre 4 et dont les courbes résonance-antirésonance-résonance correspondent respectivement à celles de la figure 2 et de la figure 3. Sur la figure 4, de tels jeux de masselottes pendulaires 8 et 9 génèrent un premier pic de résonance 16 proche de l'ordre 1 , un premier pic d'antirésonance 17 proche de l'ordre 2, un second pic de résonance 18 proche de l'ordre 3, un second pic d'antirésonance 19 proche de l'ordre 4, un troisième pic de résonance 20 proche de l'ordre 5 et un quatrième pic de résonance 21 proche de l'ordre 7. Comme représenté sur cette figure 4, la capacité d'amortissement de chaque jeu de masselottes pendulaires autour d'un ordre d'accordage n'est pas perturbée par l'autre jeu de masselottes pendulaires installé sur le même support.
Les figures 5 à 7 sont des graphiques représentant le rapport de filtration en fonction de l'ordre des excitations pour un système d'amortissement équipé des jeux de masselottes pendulaires de la figure 1 et comportant des supports présentant respectivement un moment d'inertie de 0.1 kg. m2, de 0.03 kg. m2 et de 0.01 kg. m2.
Dans les figures 5 à 7, les masselottes pendulaires du premier jeu de masselottes pendulaires 8 sont caractérisées par une masse mp1 de 1 kg, une distance R1 entre l'axe de rotation X et le centre de l'arc de cercle parcouru par le centre de masse de la masselotte pendulaire par rapport au support de 0.125m et un rayon L1 de l'arc de cercle parcouru par le centre de masse de la masselotte pendulaire de 0.023m. De telles masselottes pendulaires du premier jeu de masselottes pendulaires 8 sont ainsi accordées à l'ordre 2.105892, comme il est possible de le vérifier à l'aide de l'équation (1 ) indiquée précédemment. Cet ordre d'accordage est adapté pour amortir les excitations d'ordre 2 Dans ces figures 5 à 7, les masselottes pendulaires du second jeu de masselottes pendulaires 9 sont caractérisées une masse mp2 de 0.5kg, une distance R2 entre l'axe de rotation X et le centre de l'arc de cercle parcouru par le centre de masse de la masselotte pendulaire par rapport au support de 0.125m et un rayon L2 de l'arc de cercle parcouru par le centre de masse de la masselotte pendulaire par rapport au support de 0.0065m. De telles masselottes pendulaires du second jeu de masselottes pendulaires 9 sont ainsi accordées à l'ordre 4.26975, comme il est possible de le vérifier à l'aide de l'équation (1 ) indiquée précédemment.
Cet ordre d'accordage est adapté pour amortir les excitations d'ordre 4 et est donc proche de l'ordre 4. Il est possible de sur-accorder ou de sous accorder un jeu de pendules par rapport à l'ordre désiré par exemple afin de prendre en compte l'usure du système d'amortissement.
Dans les figures 5 à 7, les jeux de masselottes pendulaires sont intégrés dans une chaîne de transmission présentant une raideur d'accrochage de 5000Nm/rd et le moteur tourne à un régime de 1000 tours par minutes.
Lorsque le support présente un moment d'inertie de 0.1 kg. m2, le premier jeu de masselottes pendulaires 8 génère des pics de résonance pour les ordres 1 .74 et 2.58 et le second jeu de masselottes pendulaires 9 génère des pics de résonance à des ordres de 2.04 et 4.48 comme illustré en figure 5. Cette configuration est problématique puisque l'amortissement assuré par le premier jeu de masselottes pendulaires 8 est fortement perturbé par
l'amplification produite par le second jeu de masselottes pendulaires. Un tel système d'amortissement est d'intérêt quasi nul dans le cadre d'un moteur fonctionnant avec 4 cylindres en activité, c'est-à-dire dont les vibrations aux harmoniques d'ordre 2 sont les plus importantes. Lorsque le support a un moment d'inertie de 0.03 kg. m2, le premier jeu de masselottes pendulaires 8 génère des pics de résonance pour les ordres 1.92 et 4.27 et le second jeu de masselottes pendulaires 9 génère des pics de résonance à des ordres 3.12 et 5.33 comme illustré en figure 6.
Avec un support présentant un moment d'inertie de 0.03 kg. m2, les amortissements assurés par le premier jeu de masselottes pendulaires 8 ne sont pas ou peu perturbés par les amplifications générées par le second jeu de masselottes pendulaires 9. Cependant, à l'inverse de la situation représentée en figure 5, l'amortissement assuré par le second jeu de masselottes pendulaires 9 autour de l'ordre 4 est fortement perturbé par l'amplification générée par le premier jeu de masselottes pendulaires 8. Comme illustré en figure 6, à l'ordre 4, l'amplification générée par le premier jeu de masselottes pendulaires 8 est même supérieure à l'amortissement assuré par le second jeu de masselottes pendulaires 9. Ainsi, dans le cadre d'un moteur fonctionnant avec 8 cylindres en activité et dont les vibrations aux harmoniques d'ordre 4 sont donc les plus importantes, un système d'amortissement tel que représenté en figure 6 non seulement ne remplit pas son rôle d'amortissement des vibrations mais au contraire amplifie les vibrations dans le système. Ceci est bien sûr totalement inacceptable.
Ainsi, afin de ne pas modifier l'ordre d'accordage des jeux de masselottes pendulaires 8 et 9 tout en s'assurant que lesdits jeux de masselottes pendulaires 8 et 9 ne se perturbent pas, le moment d'inertie I du support est avantageusement choisi de manière à ce que les rapports de filtration d'un jeu de masselottes pendulaires soit inférieur à 1 au niveau de l'ordre d'accordage de l'autre jeu de masselottes pendulaires installés sur le même support.
Comme représenté en figure 7, avec un support présentant un moment d'inertie de 0.01 kg. m2, on obtient des ordres de résonance-antirésonance- résonance qui génèrent des pics de résonance du premier jeu de masselottes pendulaires 8 pour les ordres 1 .95 et 7.29 et du second jeu de masselottes
pendulaires 9 pour des ordres 3.57 et 8.08. Ainsi, avec un moment d'inertie du support de 0.01 kg. m2, le premier jeu de masselottes pendulaires 8 n'est donc pas perturbé par le second jeu de masselottes pendulaires 9 et inversement.
Dans un système présentant les caractéristiques représentées en figure 7, avec un régime moteur de 1000 tours par minutes, quel que soit le nombre de cylindres en activité dans le moteur, le système d'amortissement remplit son rôle d'amortissement des vibrations à la fois à l'ordre 2 et à l'ordre 4, ce qui n'est pas le cas avec des support présentant un moment d'inertie de 0.1 ou de 0.03 kg. m2.
En regard de l'équation 2, on notera qu'il est également possible de conserver l'ordre d'accordage des masselottes pendulaires en modifiant la raideur du système ou encore de la masse du pendule.
Les ordres de résonance varient en fonction du régime moteur. Avantageusement, le moment d'inertie du support est choisi de manière à ce que les perturbations soient minimales sur la plus grande plage de régimes moteurs possibles. Comme cela est représenté sur la figure 8, un jeu de masselottes pendulaires accordé à l'ordre 3 génère un premier ordre de résonance variant de 2.9 à 1 .5 pour un régime moteur variant de 800 tours par minutes à 4800 tours par minutes. De même, ce jeu de masselottes pendulaires accordé à l'ordre 3 génère un second ordre de résonance variant de 12 à 4.75 pour un régime moteur variant de 800 tours par minutes à 4800 tours par minutes.
Selon un mode de réalisation, dans le cadre d'un moteur à n cylindres associé à une chaîne de transmission de raideur K comportant un support sur lequel est installé un premier jeu de masselottes pendulaires accordé à l'ordre n, il est envisagé d'équiper le support d'un second jeu de masselottes pendulaires accordé à l'ordre x.n, x étant un entier tel que 2 par exemple. Chaque jeu de masselotte pendulaire permet ainsi d'amortir les vibrations du moteur à des ordres différents.
Dans ce cas, le moment d'inertie du support est choisi de manière à ce que :
Pour un régime moteur variant de 800 à—^- tours par minutes du moteur, le premier pic de résonance du jeu de masselottes pendulaires accordé à xn
soit distinct de n et de préférence supérieur à n. Par exemple, la plage de variation de ce premier pic de résonance du jeu de masselottes pendulaires accordé à l'ordre xn est centrée entre n et xn ;
Pour un régime moteur variant de 800 à tours par minute du moteur, le second pic de résonance du jeu de masselottes pendulaires accordé autour de l'ordre n soit distinct de xn et de préférence supérieur à xn. Par exemple, la plage de variation de ce second pic de résonance du jeu de masselottes pendulaires accordé à l'ordre n est symétrique à la plage de variation du premier pic de résonance du jeu de masselottes accordé à l'ordre xn par rapport à xn. Idéalement, le rapport de filtration du jeu de masselottes accordé autour de l'ordre n est inférieur à 1 au niveau de l'ordre d'accordage jeu de masselotte accordé autour de l'ordre xn.
En outre, dans le cadre d'un moteur pouvant fonctionner avec un nombre de cylindres en activité variable, par exemple avec n ou m cylindre en activité m étant supérieur à n, l'importance des vibrations générées par les excitations du moteur n'est pas la même selon que le moteur fonctionne avec m cylindres en activité ou seulement n. Ainsi, lorsqu'un tel moteur est associé à une chaîne de transmission comportant un support sur lequel est installé un jeu de masselottes pendulaires accordé autour de l'ordre n et un jeu de masselottes pendulaires accordé autour de l'ordre m supérieur à n, le moment d'inertie du support est choisi de manière à ce que :
Pour un régime moteur variant de 800 à tours par minutes du moteur, le premier pic de résonance du jeu de masselottes pendulaires accordé autour de l'ordre m soit distinct de n et de préférence supérieur à n. Par exemple, la plage de variation de ce premier pic de résonance du jeu de masselottes pendulaires accordé à l'ordre m est centrée entre n et m ;
Pour un régime moteur variant de 800 à tours par minute du moteur, le second pic de résonance du jeu de masselottes pendulaires accordé autour de l'ordre n soit distinct de m et de préférence supérieur à m. Par exemple, la plage de variation de ce second pic de résonance du jeu de masselottes pendulaires accordé à l'ordre n est symétrique à la plage de variation du premier pic de résonance du jeu de masselottes accordé à l'ordre m par
rapport à m. Idéalement, le rapport de filtration du jeu de masselottes accordé autour de l'ordre n est inférieur à 1 au niveau de l'ordre d'accordage jeu de masselotte accordé autour de l'ordre m.
De manière générale, le moment d'inertie du support est choisie de manière à ce que le second pic de résonance d'un jeu de masselottes pendulaires accordées à un ordre n ne génère pas de pic de résonance à un ordre multiple de n, par exemple à l'ordre 2n, 3n, 4n ou /n, /' étant un entier.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
L'usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. L'usage de l'article indéfini « un » ou « une » pour un élément ou une étape n'exclut pas, sauf mention contraire, la présence d'une pluralité de tels éléments ou étapes.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.
Claims
1. Système d'amortissement des vibrations destiné à être intégré dans une chaîne de transmission de véhicule automobile à moteur à explosion présentant une raideur K, comportant :
un organe de support apte à être entraîné en rotation autour d'un axe X avec un moment d'inertie I ; et
un premier jeu de masselottes pendulaires montées mobiles sur l'organe de support, le premier jeu de masselottes pendulaires étant accordé à un ordre d'accordage n, le premier jeu de masselottes pendulaires ayant un premier ordre de résonance d'ordre inférieur à l'ordre d'accordage n et un second ordre de résonance supérieur à l'ordre d'accordage n ;
un second jeu de masselottes pendulaires montées mobiles sur l'organe de support, le second jeu de masselottes pendulaires étant accordé à un ordre d'accordage m , l'ordre d'accordage m étant supérieur à l'ordre d'accordage n, le second jeu de masselottes pendulaires ayant un premier ordre de résonance inférieur à l'ordre d'accordage m et un second ordre de résonance supérieur à l'ordre d'accordage m ;
le moment d'inertie I du support étant conformé pour que, pour toute valeur de régime moteur comprise dans une plage de régime moteur du moteur à explosion allant de 600 à tours par minutes et pour une raideur K donnée de
m
la chaîne de transmission, le second ordre de résonance du premier jeu de masselottes pendulaires soit distinct de l'ordre d'accordage m du second jeu de masselottes pendulaires.
2. Système d'amortissement selon la revendication 1 , dans lequel le moment d'inertie I du support est conformé pour que, pour toute valeur de régime moteur comprise dans une plage de régime moteur allant de 600 à tours par minutes et pour une raideur K donnée de la chaîne de transmission, le premier ordre de résonance du second jeu de masselottes soit distinct de l'ordre d'accordage n du premier jeu de masselottes pendulaires.
3. Système d'amortissement selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel le moment d'inertie I du support est conformé pour que, pour des valeurs de régime moteur allant de 600 à tours par minutes et pour une raideur K donnée
de la chaîne de transmission, le premier ordre de résonance du second jeu de masselottes pendulaires varie dans une plage de variation qui est centrée entre l'ordre d'accordage n et l'ordre d'accordage m.
4. Système d'amortissement selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le moment d'inertie I du support est conformé pour que, pour des valeurs de régime moteur variant de 600 à tours par minutes et pour une raideur K donnée de la chaîne de transmission, le second ordre de résonance du premier jeu de masselottes pendulaires varie dans une plage de variation qui est centré entre l'ordre d'accordage m et un ordre 3n.
5. Système d'amortissement selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le moment d'inertie I du support est conformé pour que, pour toute valeur de régime moteur dans une plage de régime moteur allant de 600 à tours par minutes et pour une raideur K donnée de la chaîne de transmission, le premier ordre de résonance du second jeu de masselottes soit supérieur à l'ordre d'accordage n.
6. Système d'amortissement selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel, pour toute valeur de régime moteur dans une plage de régime moteur allant de 600 à tours par minutes et pour une raideur K donnée de la chaîne de
m
transmission, le moment d'inertie I du support est conformé pour que le second ordre de résonance du premier jeu de masselottes pendulaires soit supérieur à l'ordre d'accordage m.
7. Système d'amortissement selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel, pour toute valeur de régime moteur dans une plage de régime moteur allant de 600 à tours par minutes et pour une raideur K donnée de la chaîne de n
transmission, le moment d'inertie I du support est conformé pour que le second ordre de résonance du premier jeu de masselottes pendulaires soit distinct de x*n, x étant un entier.
8. Système d'amortissement selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel, le moment d'inertie I du support est conformé pour que, pour toute valeur de régime moteur dans une plage de régime moteur allant de 600 à tours par minutes et pour une raideur K donnée de la chaîne de transmission, le second ordre de résonance du second jeu de masselottes soit distinct de y*m, y étant un entier et m correspondant à la valeur numérique de l'ordre d'accordage m.
9. Système d'amortissement selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel, le moment d'inertie I du support est conformé pour que, pour toute valeur de régime moteur dans une plage de régime moteur allant de 600 à tours par minutes et pour une raideur K donnée de la chaîne de transmission, le rapport de filtration du second jeu de masselottes à l'ordre d'accordage m du premier jeu de masselottes pendulaires soit inférieur à 1 .
10. Ensemble de transmission comportant une chaîne de transmission reliée à un moteur à explosion, la chaîne de transmission ayant une raideur K, la chaîne de transmission comportant un système d'amortissement selon l'une des revendications 1 à 9.
11. Ensemble de transmission selon la revendication 10, dans lequel le moteur à explosion est un moteur à désactivation de cylindres présentant un premier mode de fonctionnement dans lequel 2*n cylindres sont en activité et un seconde mode de fonctionnement dans lequel 2*m cylindres sont en activité.
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