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On connaît déjà des transmissions à plusieurs vitesses où le changeaient de vitesse s'opère, pendant la marche, uniquement, par l'enclenchement et le déclenchement d'embrayages de change- ment de vitesse à prise de serrage. Dans ce cas, on peut omettre l'embrayage commandé ou de déconnexion (embrayage principal), généralement prévu en amont de la transmission et qui devait jusqu'à présent être actionné lors d'un changement de vitesse.
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Les embrayages de changement de vitesse sont calculés de telle façon qu'ils puissent assurer seuls la synchronisation requise lors d'un changement de vitesse,éventuellement aussi dans le cas où ils sont sollicités par le couple total à transmettre, non démultiplié.
Or, de telles transmissions présentent cet inconvénient que, pour éviter des passages des vitesses brutaux, et donc des chocs de commande indésirables, communiques au véhicules, ces embrayages de changement de vitesse doivent présenter des di- mensions moins importantes que celles qui seraient favorables ,du point de vue de la longévité des embrayages. Il en résulte une grande usure de ces derniers. Par conséquent, on est obligé de les vérifier et- de les renouveler fréquemment, ce qui est le plus souvent fastidieux, vu que les embrayages de transmission sont généralement disposés à l'intérieur de l'enceinte de la transmission.
En outre, la poussière due à l'abrasion souille l'huile de la transmission, ce qui a pour corrolaire de réduire la longévité des pignons et des paliers de celle-ci.;
Par contre, lorsque, pour diminuer l'usure, on donne aux embrayages de changement de vitesse à prise de serrage des dimensions relativement importantes, on constate que la synchroni- sation entre la masse en mouvement du moteur, d'une part et la masse du véhicule, d'autre part, s'opère, lors du changement de vitesse, d'une manière rapide et saccadée.
Les forces d'inertie importantes qui entrent en jeu à cette occasion, et qui peuvent représenter un multiple du couple maximum du moteur, ont des répercussions très défavorables sur les qualités de marche du véhicule (à-coups de changement de vitesse) et mettent à con- tribution d'une façon intolérable tous les éléments de la trans- mission.
L'invention concerne de tels systèmes de transmission de puissance, notamment pour véhicules, qui comportent une trans- 'missions pouvant être manoeuvrée, même pendant la marche, uni-
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quement par des embrayages de changement de vi.tesses à prise' de serrage, tandis qu'un embrayage à glissement, constamment en- clenché est en outre prévu entre le moteur de propulsion et la transmission.
Pour éviter les inconvénients nommés plus haut, et conformément à l'invention, il est préconisé de calculer l'em- brayage à glissement d'appoint, de façon qu'il puisse transmettre un couple maximum plus petit que le moment de frottement, rap- porté à l'arbre de l'embrayage à glissement et qui se manifeste dans chaque embrayage de changement de vitesse lors du passage des vitesses, ainsi que de disposer l'embrayage à glissement d'appoint en dehors de l'enceinte qui contient les engrenages de transmission, les embrayages de changement de vitesse, les circuits de fluide, etc.
La construction du système de propulsion selon l'inven- tion. offre cet avantage que les embrayagesde changement de vitesse à.prise de serrage, prévus dans l'enceinte de la trans- mission ne doivent fournir qu'une faible partie du travail de synchronisation et sont chargé uniquement de synchroniser, d'une part, les éléments de transmission d'énergie situés entre chacun de ces embrayages de changement de vitesse et l'embrayage à glissement d'appoint (éléments qui, comme on le sait ne compor- tent que des masses réduites) et, d'autre part, la masse du véhicule.
Par conséquent, les embrayages de changement de vi- tesse peuvent, sans inconvénient, présenter de fortes dimensions et comporter une caractéristique de fonctionnement dure, de sorte que ces derniers embrayages, de même que l'ensemble de la trans- mission, exigent moins d'entretien et acquièrent une plus grande longévité.
La majeure partie du travail de synchronisation incombe désormais à l'embrayage à glissement d'appoint, à caractéristique plus molle que celle des embrayages de changement de vitesse étant donné que l'embrayage à glissement effectue la synchronisa- tion entre les masses principales du système de propulsion, à savoir, entre la masse en mouvement du moteur et la masse du
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véhicule, L'usure accrue de ce dernier embrayage peut être acceptée sans inconvénient, vu que sa poussière d'abrasion ne parvient pas dans l'enceinte de la transmission et ne risque donc pas de compromettre la longévité de celle-ci. Zn outre, et vu que l'embrayage à glissement d'appoint est disposé en dehors de l'enceinte proprement dite de la transmission, on obtient une meilleure évacuation de la chaleur et une plus grande accessibilité.
Cet embrayage est de préférence du type mécanique à friction et comporte des garnitures de friction aisément remplaçables, de sorte que celles-ci peuvent être rapidement vérifiées et renouvelées.
Il est vrai que l'on connaît déjà un système de pro- pulsion pour véhicules qui comporte une transmission commandée uniquement par l'enclenchement et le déclenchement d'embrayages de changements de vitesse à prise de serrage, ainsi qu'un accouplement hydraulique prévu en amont de cette transmission.
Toutefois, dans cecas, l'accouplement hydraulique vise prin- cipalement à améliorer les conditions de démarrage et à empê- cher la transmission des vibrations; par contre, il n'élimina pas les chocs de passage de vitesses. Par conséquent, la majeure partie du travail de synchronisation doit être effec- tuée par les embrayages de changement de vitesse. Or, la pré- sente invention vise précisément à éviter une telle situation.
Afin de rendre les passages des vitesses aussi doux que possible et de réduire au minimum les forces d'inertie dans le système de transmission d'énergie, pendant la durée du pas- sage des vitesses, il est avantageux de calculer l'embrayage à glissement d'appoint defaçon qu'il puisse transmettre un couple maximum qui ne soit que légèrement supérieur au couple moteur maximum à transmettre.
Par conséquent, l'embrayage à glissement d'appoint doit seulement être calculé de façon à pouvoir transmettre en toute sécurité tout juste le couple moteur maximum, Ainsi, dans les applications pratiques couran-
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tes, cet embrayage serait avantageusement calculé de façon à pouvoir transmettre un couple maximum représentant 1, 2 à 1,3 fois la valeur maximum du couple moteur à transmettre.
Selon une autre caractéristiques de l'invention, on prévoit un accouplement' élastique en aval ou en amont de l'em- brayage à glissement d'appoint. Cet accouplement complète avan- tageusement l'action de l'embrayage à glissement d'appoint, par le fait qu'il améliore l'amortissement des vibrations et, d'au- tre part, fait en sorte qu'un désalignement entre les arbres n'entraîne aucun préjudice. Pour réduire l'encombrement, l'ac- couplement élastique peut être disposé radialement à l'intérieur ou à l'extérieur de l'embrayage à glissement d'appoint..Il est d'autre part avantageux de disposer l'embrayage à glissement d'appoint à proximité immédiate du volant du moteur de propul- sion, car dans ce cas le volant peut constituer un élément de cet embrayage.
'autres détails de l'invention seront exposés ci-après en se reportant aux trois exemples d'exécution représentés dans les dessins annexés, dans lesquels :
La fig.l est un schéma d'un système de propulsion pour véhicules à moteur, comportant une transmission à trains d'en- grenages commandée par prise de serrage et un embrayage à friction-glissement, prévu en amont de cette transmission.
La fig. 2 est une représentation schématique d'un deu- xième exemple d'un système de propulsion pour véhicules, compor- tant une transmission convertisseur-différentiel commandée par un frein à bande, ainsi qu'un embrayage à friction-glissement, prévu en amont de la transmission.
Les figs. 3 à 5 montrent les diagrammes relatifs à la fig.2 où l'on a porté les vitesses de rotation et les couples transmis, en fonction de la vitesse de marche ou du temps.
La fig.6 montre des détails plus particuliers d'un em- brayage de friction-glissement d'appoint, avec accouplement
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élastique prévu en aval.
Le système propulseur selon la fig.1, prévu pour un vehiculeà moteur, comporte un moteur à combustion interne 1 qui entraîne -par l'entremise de l'embrayage à glissement 2 (dési- gné plus haut comme "embrayage à friction d'appoint"), constitué par un accouplement à friction et constamment enclenché - le variateur de vitesse 8 à deux rapports et l'arbre à cardan 4 du différentiel 5 à pignons coniques. Les couronnes de ce différen- tiel transmettent le couple de la manière classique, par l'entre- mise d'arbres de différentiel 6 aux roues motrices 13 de l'es- sieu du véhicule. Le variateur 3 comporte deux embrayages à disques 7 et 8 qui servent au changement de vitesse et qui s'en- clenchent alternativement.
L'état enclenché de l'embrayage à dis- ques 7 correspond à l'engageaient de la petite vitesse, le flux d'énergie étant transmis par la paire d'engrenages 9, l'arbre intermédiaire 1C, la paire d'engrenages 11 et l'embrayage 7- L'état d'enclenchement de l'embrayage à disques 2 correspond à l'engagement de la vitesse supérieure, avec prise directe.
L'embrayage à friction d'appoint 2 est disposé en dehors de l'enceinte de la transmission 3, de sorte que la poussière d'abrasion qui se forme dans l'embrayage ne risque pas de souiller cette enceinte. En outre,, et selon l'invention, le ressort 12 de l'embrayage à friction d'appoint 2 et les au- tres particularités de ce dernier ont été choisis de telle ma- nière que le couple maximum pouvant être transmis par cet em- brayage soit inférieur aux moments de frottement qui se mani- festent dans les embrayages de changement de vitesse 7 et 8 lors du passage des vitesses, moments rapportés à l'arbre de cet embrayage à friction. D'autres détails du fonctionnement ressortiront de la description ci-après, relative au second exemple .
L'exemple selon la fig. 2 montre également un système propulseur pour véhicules, comportant un moteur à combustion interne 101 qui entrain,3, par l'entremise de l'embrayage à
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glissement 102, de la transmission 103, de l'arbre à cardan 104 et de l'engrenage différentiel 105 à pignons coniques, les
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arbres de diflé1'E'!ltiel l16 de l'essieu, arrière du véhicule.
A la différence de la fig.l, la transmission est constituée ici par une combinaison c csnves t S5 ur-dif f él2ntiel. Elle comporte un engrenage différentiel à pignons coniQes ,130, diviseur de puissance, un disque de frein 181 avec. une bande de frein 108, un convertisseur hydraulique 132 avec aubage de pompe 133, aubage de turbine 134 et aubage redresseur ou directeur 185,
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ainsi qu'une roue libre ou accou?lement, uni-directionnel 136.
Le frein defriction à bande les raprésente un embrayage de transmission à prise de serrage et est déclenché (inopérant) dans la gemme de vitesses inférieure. A ce moment, la trans- mission fonctionne avec' divisioh de la puissance, une partie de la puissance du moteur étant tranmise à l'arbre mené 104 par voie hydraulique, au moyen de l'arbre creux 137, de la roue primaire ou pompe 133, de la roue, secondaire ou turbine 134 et de la roue libre 136, tandis que l'autre partie de la puis- 'sance est transL..ise à l'arbre mené 104 par voie mécanique, au moyen de l'arbre 138.
Pour passer à la gamme de vitesses supé- rivure, on enclenche le frein à bande 108. Ceci a pour effet d'arrêter l'arbre creux 173 et le pignon solaire de droite du différentiel 130 de même que la pompe 133, La turbine 134
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5' aX'l'te é.salement, etcmt donné la roue libre 136, le c onvertis- seur étant ainsi mis hors jeu. Désormais, la totalité de la
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puissance du raoteur est transmise à l'arbre de cardan lC4 par voie mûrement mécanique, au mOY0n du différentiel 130 (qui fr.Jn ti')nL'1 déf,orrc.ais' avec un autra rapport de transmission) et 1';1<>1<e 138.
L' e'lbJ:'1:3.::r&(e à glissement d'appoint 1C2 a été représenté dallE la fi,¯,.L cornue un embrayage à friction monodisque et, ici e:h,¯:rt, et ivuj Jars selon l'invention, a été calculé de telle 1' ;z on qu'il C"I,I"'±lce déjà . glisser a oui- un couple inférieur au
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moment de glissement, rapporté à l'arbre de cet embrayage, 'du frein à bande 108. En outre, le couple maximum pouvant être transmis par l'embrayage à glissement d'appoint 102 n'est que de 30 à 20% environ supérieur au couple moteur maximum à trans- mettre. Il s'ensuit qu'ciégalement l'embrayage à glissement fournit la majeure partie du Lravail de synchronisation, tandis que le frein à bande 108 glisse toujours d'une quantité minime et subit une faible usure.
En outre,'l'embrayage à glissement
102 est placé dans un élément de carter distinct 139. La cloison
140 empêche la poussière d' abrasion, produite -dans l'embrayage à glissement, de souiller l'intérieur de la transmission 103.
Pour étendre la gamme de fonctionnement du système de propulsion, on peut adjoindre en aval de la combinaison conver- tisseur-différentiel un changement de vitesse mécanique ,dise on- tinu 141, indiqué en pointillé, qui comporte des rapports com- mandés par des systèmes à prise de serrage, par exemple un changement de vitesse planétaire commandé à l'aide de freins à bande.
Le fonctionnement déterminé par la construction de cette transmission, établie selon l'invention, sera exposée ci-après, en regard des diagrammes et des figs.3 à 5.
Le diagramme en dents de scie-se Ion la fig. 3 représente' l'allure de la vitesse de rotation du moteur nkot en fonction de la vitesse de marche V. La gamme de vitesses inférieure permet de faire passer la vitesse de marche de V = 0 (véhicule arrêté) à une valeur égale à u,5 de la vîtes;:maximum. Simultané ment, la vitesse de rotation du moteur nmot s'élève sensiblement jusqu'à la valeur maximum 1, en suivant la ligne 114.
Pour élever davantage la vitesse, il convient de passer à l'échelon supérieur lorsque V = 0,5 à la suite de quoi la Vitesse du moteul doit être abuisrée de sa valeur presque maximum 1 à une valeur qui en représente environ la moitié, suivant la ligne verticale 115, étant donné le rapport de transmisson desormais modifié;/'
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La décélération rapide que ceci impose aux organes en mouvement '
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du. moteur ( v o 1 1;irt , vilebrequin, etc) donne naissance à des forces massiques (d'inertie) considérables dans le système de
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transmission de puissanre.
Le tracé 116-11-:L1¯8 de la montre, en fonction du temps t, l'allure des couples transmis à l'arbre menant 103' de la transmission par le système propulseur de la fig. 2, cela pendant l'intervalle qui débute peu avant le passage de l'échelon inférieur à l'échelon supérieur, et qui se termine après ce passade.
Ona suppose ici que le couple moteur maximum
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1"1.ot.rnax était transmis avant le passage des vitesses (ligne 11) . riu moment 1!1 on a justement serré le frein à bande 1t8 (embrayée de changement de vitesse) pour l'échelon de vitesse mécanique supérieur. Les forces d'inertie dues au ralentissement
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du i::
Ot2hx' auuleltwt désormais le couple transmis au-delà de la valeur 1,*%,Ot,.,,,,X, toutefois, étant donné la fagon dont l'embrayage à glisbeaieiit d'appoint l02 a été calculé conformément à l'inven- tion, le couple transmis global se limite à environ 1,3 fois
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la vsléûr maximum du couple moteur (voir ligie 117)), vu que l'embrayage à glissement patine lorsque cette valeur est dépas- sée.
Le processus de synchronisation entre là masse du moteur et celle du véhicule s'achève au moment T, après quoi le couple transmis descend jusqu'à la valeur du couple moteur (ligne 118).
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a-e traje llw-l2G, dessiné.en' traits interrompus dans la fig.4 montre c. titre de comparaison l'évolution du couple
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dans uri système propulseur ne comportont pais l'embrayage à glissement d'appoint etabli selon l'invention. Ici, et vu la caractalistique dure du. frein à bande agissant comme embrayage
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de ch.,l,"ar:erW de v:
Ltos,e, le couple transmis par l'arbre menant de la ti,éàlis,..ission &Lijiiente jusqu'aux valeurs élevées, selon la li.,m. 11:.' Il est vrai que. la synchronisation est dans ce cas achevée à un moment plus avancédans une mesure correspondante., à savoir déjà au moment T3. Tputefois, tous les éléments de
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transmission de puissance) tels que arbres, engrenages, joints de cardan, paliers, etc., sont sollicités de façon saccadée par les couples de pointe, se'ion la ligne 119. Par contre, l'objet de l'invention offre l'avantage d'imposer des contraintes beaucoup moindre aux éléments de transmission de puissance, de sorte que ceux-ci peuvent présenter des dimensions moins impor- tantes et avoir une plus grande longévité.
Le fait que, dans la commande selon l'invention, la durée du passage des vitesses a été prolongée du [Moment Tl jusqu'au moment T2 n'exerce aucune influence préjudiciable sur la marche dans la pratique.
Pour fournir des données complètes, on a également repré- senté dans la fig.5 l'évolution des vitesses de rotation pen- dant le passage des vitesses, également en fonction du temps.
Ici, le trace indique l'évolution de la vitesse de rotation du moteur du système de propulsion selon la fig.2, tandis . ue le trace 121-127-128-123 indique sensiblement l'évolution de la vitessede rotation de l'arbre menant 103' de la transmission et que le trace 134-125-126 indique les vitesses de rotation correspondantes de l'arbre mané 104 de la transmission.
Comme on le voit, la vitesse de rotation du moteur est descendue, pendant le processus de synchronisation allant du moment Tl au n'ornent T2 , de sa valeur initiale nmotjusqu'à la moitié de cette valeur, soit, n'mot par contre, la vitesse de rotation de l'arbre mane 104 de la transmission n'est descendu? que d'une faible quantité, soit, de la valeur initiale n à la valeur n'g' étant donné que la masse du véhicule à accélérer est notablement supérieure à la masse du moteur qui doit être ralentie.
ici également, la marche d'un système de propulsion ne comportant pas l'embrayage à glissement selon l'invention est représentée par les courbes en traits interrompus soit, 122'-123' pour la vitesse de rotation du moteur et la vitesse de rotation de l'arbre menant de la transmission et 125' -136' pour la vitesse de rotation de l'arbre mené de la trans-
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mission.. Il s'ensuit que le moteur et l'arbre mené de la trans- mission atteignent dejà au moment T3 la vitesse de rotation correspondant au rapport existant dans l'échelon mécanique.
La fig. 6 montre d''une fagon plus détaillée l'embrayage à friction-glissement auquel on a'en outre adjoint ici un accouplement élastique d'aval. Sur le vilebrequin 250 du moteur de propulsion est bridé le volant 251, qui constitue d'autre part un é lément de l'embrayage à glissement d'appoint. Le disque 253, fixé au volant à l'aide de vis 252, forme une butée pour les ressorts d'embrayage 254. Ceux-ci pressent le disque d'em- brayage 256, muni de garnitures de friction 257, contre le volant du moteur, par l'entremise du plateau de pression 255 et assurent ainsi la prise frictionnelle requise,.
En ajustant les vis 252, on peut régler ou modifier la largeur de l'intervalle 258, la tension préalable de ressorts d'embrayage 254 et* par consé- quent, la valeur du couple maximum pouvant être transmis par l'em- brayage à glissement.
Le disque d'embrayage 256 de l'ernbrayage à glissement est réuni rigidement à la couronne extérieure 259 d'un accouple- ment élastique, lequel ,comporte en outre les éléments d'accou- plement élastiques 260 et la .couronne d'accouplement intérieure 261. Cette dernière couronne est calée sur l'arbre cannelé 262 de la transmission d'aval, commandée par prise de serrage, Le carter 264 de cette transmission est vissé au carter 266 du mo- teur par l'intermeédiaire d'une bride 265. L'orifice 268, obturé par un couvercle 267, permet de modifier rapidement et aisément le reglage des vis 252 et donc le couple maximum pouvant être transmis par l'embrayage à glissement.
L'invention n'est pas limitée aux exemples d'exécution representes, mais est applicable à tous les systèmes de propul- sions dont les transmissions peuvent être amenées par l'entre- mise d'embrayages et de freins, etc., à prise de serrage; à passer d'un échelon de vitesse ou de fonctionnement à un autre
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et où des à-coups et des surcharges se manifestent en raison des forces d'inertie développées lors de la synchronisation.
En outre, l'embrayage à glissement d'appoint peut être d'un type quelconque, par exemple du type à disques multiples, fonctionnant soit a sec soit dans un bain d'huile.
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R jj V La' l'y 1 l: r1 T I J 1m7.
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1.- Système de propulsion, notamment pour véhicules, comportant une transmission qui peut être manoeuvrée, même pendant la marche, uniquement par des embrayages de changement de vitesse à prise de serrage, ainsi qu'un embrayage à glisse- ment d'appoint enclenché en permanence, et prévu entre le moteur de propulsion et la transmission, caractérisé en ce qué l'em- brayage à glissement (2,102) est calculé de manière à pouvoir transmettre un couple maximum qui est inférieur au moment de frottement rapporté à l'arbre de cet embrayage et se manifes- tant dans chaque embrayage de changement de vitesse (7,8, 108) lors du passage des vitesses, et en ce que l'embrayage à glisse- ment d'appoint est disposé en dehors de l'enceinte (3;
103) 'qui contient les engrenages de transmission, les embrayages de changement de vitesse les circuits de fluide, etc.