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La présente invention est relative à des transmissions de puissance à vitesse variable et concerne en particulier des transmissions de ce genre servant à entraîner des véhicules, dont la force motrice est empruntée à des moteurs à combustion interne, à des moteurs électriques ou à des dispositifs analogues, dont les vitesses peuvent avantageusement être maintenues relati- vement constantes, en comparaison de la vitesse du véhicule, qui peut varier de la vitesse zéro ou ralenti jusqu'à des vitesses de croisière très élevées, ce qui exige que la vitesse de rotation de l'arbre de commande du véhicule, auquel l'élément entraîné ou élément de sortie de la transmission est con- necté, soit sensiblement aussi élevée que la vitesse de l'élément d'entrée de la transmission,
lorsque ce dernier est entraîné à la vitesse atteinte quand le moteur fonctionne à sa vitesse maximum désirable.
Plus particulièrement, l'invention est relative à des transmissions du type multiplicateur ou convertisseur de couple hydrodynamique, dans le- quel un fluide de travail hydraulique est amené à circuler dans un circuit fermé comportant des aubes de pompe ou faisant partie de l'élément d'entraî- nement ou d'entrée pour créer la circulation, ainsi que des aubes de réacti- on et de turbine par lesquelles le fluide est mis en circulation, ces der- nières aubes étant portées par un élément de turbine constituant l'élément entraîné ou élément de sortie du convertisseur.
Jusqu'à présent, on a mis au point de nombreux types différents de transmissions de puissance hydrodynamiques à vitesse variable pour la commande de véhicules, notamment des convertisseurs de couple destinés à être utilisés comme dispositifs multiplicateurs de couple dans les gammes des vitesses relativement faibles du véhicule, combinés soit avec une con- nexion d'entraînement mécanique, soit avec un accouplement hydraulique des- tiné à être utilisé à la place de la commande par convertisseur dans la gam- me des vitesses élevées ou vitesses de croisière du véhicule, qui ne requiert pas de multiplication de couple.
Dans d'autres agencements également propo- sés antérieurement, on a utilisé des convertisseurs de couple hydrodynami- ques, dans lesquels, dans différentes gammes du rapport de la vitesse de l'élément de turbine à celle de l'élément de pompe, des commandes différen- tes de conversion de couple hydrauliques ont été établies; ainsi, on a prévu des agencements dans lesquels les éléments de turbine eu de réaction tour- nent dans des sens opposés dans une première gamme de vitesses de fonction- nement, dans laquelle la valeur,du rapport précité est relativement faible, le fonctionnement étant modifiédefaçon que les éléments de réaction soient maintenus fixes au point de vue rotation dans une seconde gamme de vitesses de fonctionnement, dans laquelle la valeur dudit rapport est plus élevée.
De tels convertisseurs qui présentent deux rapports d'entraînement hydrau- lique nettement différents dans des gammes différentes de valeurs du rapport des vitesses ont également été combinés à des commandes de véhicules munis de commandes mécaniques directes, en vue d'être utilisés comme dispositifs de commande de ces véhicules, lorsque ceux-ci fonctionnent à leur vitesse élevée de croisière.
Bien que diverses combinaisons de tels types différents de comman- des soient connues dans la technique, tous les types proposés jusqu'ici pré- sentent certaines déficiences pour certains types d'applications et la pré- sente invention a pour objet général une forme perfectionnée de dispositif de transmission du type hydrodynamique, qui constitue un perfectionnement sensible au point de vue des caractéristiques de fonctionnement, en compa- raison des formes proposées antérieurement de transmissions, et qui est pra- tiquement applicable à la propulsion de véhicules de dimensions et puissances les plus diverses.
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Les divers objets détaillés de la présente invention et les avan- tages dérivant de son utilisation apparaîtront au cours de la présente des- cription; il est seulement nécessaire de souligner ici qu'en vue de réaliser les divers objectifs de l'invention, celle-ci concerne un convertisseur hy-
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drodv-namique ne nécessitant qu'un seul circuit hydraulique, dal1 18mnl '¯ortulon- t6<:! '1Y> P'TTI(>'1't ne pompe ou clament dire&.a--r , un :¯.m: ;.; 1-3 ;"..",'-'-,-- Yvra,n 'un mant deréa tion, combiné @vec un mécanisme servant à commander le fonctionnement de l'élément de réaction de façon que, lors du fonctionnement normal de la transmission, il y ait deux ou trois modes de fonctionnement distincts.
Dans le premier mode ou domaine de fonctionnement, lorsque l'élément entraî- né est accéléré depuis le ralenti jusqu'à une vitesse correspondant à un rapport prédéterminé avec la vitesse de fonctionnement de l'élément d'entrai- nement ou d'entrée de la transmission, le dispositif hydraulique fonctionne- ra comme convertisseur de couple à contre-rotation et à double rotation, l'élément de réaction tournant alors dans un sens contraire à celui de l'élé- ment de pompe qui constitue l'élément d'@ntrée et de l'élément. d3 turb'- ne qui constitue l'élément de sortie de la transmission.
Dans une seconde gamme ou gamme intermédiaire de valeurs du rap- port de la vitesse de l'élément entraîné à la vitesse de l'élément d'entrai- nemen ou d'entrée, la transmission fonctionne comme un convertisseur à ro- tation simple, dans lequel l'élément de réaction est fixe au point de vue rotation, en étant ancré par des moyens appropriés à un carter ou boîtier fixe, tandis que les éléments de pompe et de turbine tournent dans le même sens mais à des vitesses différentes.
Dans une troisième gamme de fonction- nement, dans laquelle la vitesse de l'élément entraîné ou élément de turbine se rapproche de la vitesse de l'élément de pompe ou élément d'entrée, la transmission hydrodynamique revient à nouveau à un agencement à double rota- tion et à co-rotation, mais dans ce cas la double rotation diffère de celle qui se produit dans le premier cas (gamme initiale) en ce sens que l'élément de réaction, tout en tournant, tourne dans le même sens que l'élément de tur- bine ou élément entraîné, mais à une vitesse plus faible. En conséquence, dans ce domaine de fonctionnement, on se trouve en présence d'un type de commande hydraulique à double rotation, qui n'est cependant pas une commande à contre-rotation et qui offre aussi d'autres propriétés ou possibilités de marche.
Avec un dispositif du type général brièvement décrit plus haut, il est possible de conférer un certain nombre d'améliorations nouvelles et importantes aux caractéristiques de fonctionnement de la transmission. Ainsi, dans le type de commande décrit plus haut, une liaison par fluide dans le mécanisme hydraulique est maintenue à tous moments entre les éléments d'en- traînement et entraîné. Ceci assure l'élimination de tous les chocs mécani- ques entre le moteur et l'arbre de commande principal du véhicule, les avan- tages de cette élimination ne devant pas être soulignés.
Au surplus, grâce à l'agencement des diverses formes de commandes hydrauliques;, une efficacité ou un rendement élevé est maintenu depuis une vitesse relativement faible de l'élément entraîné jusqu'à et au delà de vitesses auxquelles la vitesse de marche de l'élément de turbine de la transmission se rapproche ou dépasse même la vitesse de l'élément de pompe de la transmission. Par ailleurs, une transition uniforme d'un type de commande à un autre est obtenue dans toute la gamme des vitesses, aucun décalage ne se produisant qui re quiert une accélération ou une décélération rapide de grandes masses, par suite de la création de grandes forces d'inertie.
Les pièces sujettes à une usure rela- tivement rapide, telles que des plaques ou disques d'embrayage, sont élimi- nées et toute la construction peut être plus simple et moins coûteuse que les constructions ou systèmes antérieurs destinés au même usage.
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Au surplus, conformément à certaines particularités de l'invention qui seront décrites plus en détails dans la suite du présent mémoire, un freinage hydraulique et moteur efficace peut être obtenu par l'intermédiaire de la transmission hydraulique, tandis que peut être assurée une position positive, dans laquelle aucun couple appréciable n'est absorbé par la trans- mission, tandis que l'élément de turbine est déconnecté de l'arbre de com- mande principal du véhicule, en sorte que le moteur peut être amené à fonc- tionner à n'importe quelle vitesse, dans le but de tester ou dans le but de charger un équipement, notamment les réservoirs de pression pour l'emmaga- sinage d'air comprimé pour les freins à air comprimé et analogues.
D'autres particularités avantageuses de l'invention ressortiront de la description suivante.
En vue d'illustrer les diverses particularités et avantages de l'invention de manière plus détaillée, on a représenté sur les dessins ci- annexés une forme d'exécution exemplative d'un appareil pour la mise en oeu- vre de l'invention étant cependant entendu que la forme d'exécution illustrée n'est donnée qu'à titre d'exemple et ne limite en rien la portée de l'inven- tion, telle qu'elle est définie dans les revendications terminant le présent mémoire.
Dans les dessins: - la figure 1 est une coupe longitudinale centrale d'une transmis- sion suivant l'invention, le dessin étant plus ou moins schématique en ce qui concerne certains éléments et certains éléments du système de commande étant figurés dans le plan du dessin pour la clarté de l'illustration et de la description; - la figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1, cette coupe illustrant les profils de l'aubage des éléments de turbine et de réaction et indiquant aussi schématiquement les variations de l'angle d'en- trée relatif de la veine de fluide hydraulique par rapport aux entrées des diverses rangées d'aubes dans différentes conditions de marche de la trans- mission ;
- la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1, cette coupe montrant en profil l'aubage de l'élément de pompe ou élément di- recteur et montrant également schématiquement les variations de l'angle d'en- trée de la veine de fluide hydraulique par rapport aux aubes de pompe dans diverses conditions de marche du dispositif; - la figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 1; - la figure 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 1; - la figure 6 est, à plus grande échelle, une vue d'une partie de la structure montrée à la figure 1, cette vue montrant le mécanisme de con- trôle ou de commande ajusté pour la position neutre de la transmission;
- la figure 7 est une vue similaire à celle de la figure 6 montrant le mécanisme de commande établi dans une position permettant à l'élément entraîné de la transmission d'être connecté à l'arbre principal de commande du véhicule pour la marche avant ou la marche arrière,¯par l'intermédiaire d'un type quelconque d'engrenage de renversement de marche que l'on peut désirer utiliser; - la figure 8 est une vue semblable à la figure 6, montrant les pièces de commande occupant, la position voulue pour effectuer une commande à contre-rotation et à double rotation, comme ce serait le cas lors du dé- ma@rage d'un véhicule ;
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- la figure 9 est une vue similaire à la figure 6, montrant les pièces de commande dans une position assurant un fonctionnement à simple rotation du convertisseur, lequel type de fonctionnement serait normalement en vigueur dans une gamme de vitesses intermédiaires du véhicule entraîné par la transmission; - la figure 10 est une vue similaire à la figure 6, montrant les pièces de commande agencées pour assurer une co-rotation de l'élément de réaction absorbant de la puissance, les éléments de réaction et de turbine tournant dans le même sens plutôt qu'en sens opposés; - la figure 11 est une vue similaire à la figure 6, montrant le mécanisme de commande établi pour un freinage hydraulique à simple rotation avec le convertisseur;
- la figure 12 est une vue similaire à la figure 6, montrant le mé- canisme de commande établi pour un freinage hydraulique à contre-rotation et à double rotation avec le convertisseur; - la figure 13 est un graphique illustrant diverses caractéristi- ques de fonctionnement de la transmission, et - la figure 14 est une coupe longitudinale d'une autre forme d'exé- cution de l'invention.
Comme le révèle la figure 1, à laquelle on se réfère plus particu- lièrement à présent, la transmission comprend une enveloppe extérieure 10 fixe au point de vue rotation et dans laquelle est monté rotativement le carter 12 porté par des paliers principaux 14 et 16.
Le carter 12 constitue l'enceinte pour le circuit hydraulique dé- signé, de manière générale, par la notation de référence 18 et porte égale- ment les aubes 20 montées solidairement et formant l'élément de pompe ou élément directeur.
Le carter 12 est relié par un dispositif approprié quelconque, tel que le raccord à bride 22, au moteur qui fournit de l'énergie à la trans- mission.
Les aubes de pompe ou aubes directrices font circuler le fluide hy- draulique dans le circuit dans la direction indiquée par la flèche 23, le fluide passant d'abord par un premier étage d'aubes de turbine 24, puis par un étage d'aubes de réaction 26 et finalement par un second étage d'aubes de turbine 28, avant d'être ramené à l'entrée de l'aubage de pompe 20.
Les deux étages de l'aubage de turbine 24 et 28 sont reliés par l'élément annulaire 30 constituant une partie du noyau de la structure for- mant le circuit hydraulique.
L'élément de turbine ou élément entraîné désigné, de manière géné- rale, par la notation de référence 32 comporte une partie formant roue 34 qui porte les aubes de turbine 28 et une partie formant arbre 36 qui est montée de manière à pouvoir Tourner par rapport au carter rotatif 12.
Les aubes de réaction 26 sont portées par un élément de réaction désigné, de manière générale, par la notation de référence 38 et comprenant une partie formant roue 40 et une partie formant arbre 42, l'élément de ré- action étant monté à rotation tant par rapport à l'élément de turbine 32 qu'au carter rotatif 12.
La partie formant arbre 36 de l'élément de turbine porte une roue dentée ou pignon fixe 44, qui forme la roue solaire d'un train de pignons planétaires formant une partie d'un engrenage composite qui sera décrit plus
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en détails plus loino
L'arbre 36 est également relié par clavette ou cannelure, comme montré en 46, à un élément de sortie 48 comportant une bride ou une liaison équivalente pour transmettre de l'énergie à l'arbre de commande principal d'un véhicule.
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La part '--mant arbre 42 rl,:, '''élément Mr\ r arl .. 38 D1'<1 clavetée ou fixée d'un:) autre manière au porte-pLanotaires 50 pôrtàrt des pignons planétaires 32 faisant partie du train d'engrenages, dont le pignon 44 est la roue molaire. Ce train d'engrenages est complète par un élément d'engrenage annulaire 54, présen- tant des dents intérieures avec lesquelles engrènent les pignons planétai- res 52, de même que le pignon solaire 44. L'élément d'engrenange annulaire 54 est monté de manière à pouvoir tourner dans l'un ou l'autre sens, à moins qu'il en soit empêché par le frein 56, qui peut être mis sélectivement en service ou hors service.
Le porte-planétaires 50 comporte, d'un côté des pignons planétai- res 52, un prolongement formant un tambour de frein cylindrique 58 disposé de manière à pouvoir coopérer avec le frein 60, de façon à maintenir le porte-planétaires fixe ou de façon à lui permettre de tourner.
Du côté du porte-planétaires 50 opposé à celui où se trouve le tam- bour 58, le porte-planétaires présente un prolongement formant la roue so- laire 62 d'un second train de pignons planétaires.
La roue solaire 62 engrène avec des pignons planétaires 64 montés dans le porte-planétaires 66 comportant une partie 68 formant tambour et disposée de manière à pouvoir coopérer avec le frein 70, de façon à bloquer le porte-planétaires contre toute rotation ou à lui permettre de tourner, comme on le désire. Les pignons planétaires 64 du second train d'engrenages engrènent avec les dents intérieures d'une couronne 72, cette dernière étant fixée à ou solidaire de l'élément de sortie 48 auquel l'élément de turbine du convertisseur est fixé en 46.
En ce qui concerne le circuit hydraulique illustré, la forme du cir- cuit ainsi que la forme et l'agencement de l'aubage peuvent avantageusement être tels que décrit dans le brevet U.S.A. n 2.690.054 accordé le 28 sep- tembre 1954 à la demanderesse. Mais il va de soi que l'invention n'est pas limitée à cette forme particulière de circuit hydraulique.
Pour obtenir les diverses espèces de commande hydraulique envisa- gées par la présente invention, on fait usage d'un système de commande à fluide hydraulique sous pression, qui comporte des soupapes régulatrices actionnables automatiquement pour changer l'écoulement ou la circulation du fluide de commande hydraulique, de manière à établir des relations d'entrai- nement hydraulique différentes par l'intermédiaire du convertisseur, en fonc- tion des changements dans le rapport de la vitesse de l'élément de turbine à celle de l'élément de pompe de la transmission.
La vitesse de l'élément de turbine, exprimée en tours par minute, est ordinairement désignée par le symbole n2, tandis que celle de l'élément de pompe est ordinairement désignée par le symbôle n1. Le rapport spécifié ci-dessus est le rapport n2/n1 et ce rapport sera parfois qualifié dans la suite de la présente description de "rapport de vitesses" du convertisseur ou de la transmission, tandis que ce rapport sera parfois désigné aussi par les symbôles précités.
Le système de commande comporte également une soupape actionnable sélectivement et mobile jusque dans une position, dans laquelle l'alimenta- tion en fluide sous pression des soupapes régulatrices susdites peut être
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coupée, de manière à permettre l'établissement d'un état dans lequel le con- vertisseur est incapable, si la turbine tourne librement, d'absorber un couple d'entrée appréciable, en-sorte que le moteur peut être testé ou uti- lisé à d'autres fins que l'entraînement du véhicule par l'intermédiaire de la transmission, sans être soumis à une charge significative de la part de cette dernière.
Au surplus, le système comporte une soupape actionnable sélective- ment et pouvant être amenée dans un certain nombre de positions différentes pour déterminer les caractéristiques différentes de freinage hydraulique à effectuer, pour permettre l'établissement des diverses relations d'entraî- nement hydraulique, en fonction de l'action des souspapes régulatrices, et pour permettre à l'élément de turbine du convertisseur d'être maintenu fixe (sans tourner), quelles que soient les positions de l'une ou l'autre des autres soupapes du système, en vue de permettre que l'élément de sortie de la transmission soit aisément relié à ou déconnecté de l'arbre de commande principal d'un véhicule à l'arrêt, pour la marche avant ou pour la marche arrière.
A la figure 1, les éléments de ce système de commande ont été re- présentés plus ou moins schématiquement dans le plan de la figure et seront maintenant décrits en détails.
Comme le savent bien les spécialistes, il est souhaitable, lors d'une transmission de puissance par l'intermédiaire d'un convertisseur de couple hydrodynamique du type considéré, que le fluide transmetteur de puis- sance hydraulique soit maintenu sous une pression positive. Dans la présente construction, une pression positive est fournie pour le fluide de travail dans le circuit hydraulique, de même qu'une pression positive est fournie pour le fluide de commande, à l'aide d'une pompe à engrenage 74, dont un des éléments d'engrenage apparaît sur la figure.
La pompe 74 est entraînée par un train d'engrenages ou de pignons montés rotativement dans une partie de l'enveloppe fixe et constitués par un pignon de tranfert 76 entraîné par un pignon approprié 77 monté sur le carter rotatif 12 et engrenant avec un pignon 78, qui entraîné à son tour le pignon 80 fixé sur l'arbre de comman- de de la pompe.'
Le fluide hydraulique débité sous pression par la pompe 74 est dé- chargé par un conduit 82 dans le passage central 84 formé par un tube 85 monté dans l'a@ésage de la partie formant arbre 36 de l'élément de turbine.
A partir de l'extrémité antérieure du passage 84, le fluide passe à travers une ou plusieurs ouvertures appro@@@ ées 86 ménagées dans le carter rotatif, pour aboutir dans l'enceinte du c@@uit hydraulique 18. A partir de ce cir- cuit, le fluide passe à travers des ouvertures appropriées 87 ménagées dans la partie formant moyeu de l'élément de turbine et arrive dans un passage annulaire 88 formé autour du tube 85. A partir de l'extrémité postérieure du passage annulaire 88, le fluide s'écoule par un conduit approprié 89 mé- nagé dans la structure fixe et passe par une soupape de détente 90, qui agit de manière à maintenir le système fluide sous une pression minimum désiré, le fluide arrivant ensuite dans un réfrigérant 91.
De ce dernier, le fluiue est ramené en passant par un filtre 92 dans un collecteur 94, qui alimente la pompe 74. Des systèmes utilisant des pompes de déplacement positif et des soupapes de détente, pour la circulation d'un fluide hydraulique dans le circuit d'un convertisseur de couple hydrodynamique et pour le maintien d'une pression minimum désirée du fluide de travail dans le circuit, sont bien connus dans la technique et le système de circulation de fluide décrit ci-dessus ne fait pas partie de la présente invention.
Toutefois, la pompe 74 constitue une source de fluide hydraulique
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sous pression pour l'actionnement du système de commande faisant partie de la présente invention et le fluide sous pression débité par la pompe 74 dans le but de maintenir le circuit hydraulique sous pression est également uti- lisé avantageusement pour actionner le système de commande décrit ci-après.
Comme on l'a signalé plus haut, le porte-planétaires 50 comporte une partie formant tambour 58, qui peut être bloquée contre toute rotation par une bande de frein 60. L'élément d'engrenage annulaire 54 est agencé pour être bloqué, également de manière relâchable, par une bande de frein 56, tandis qu'une bande de frein 70 permet aussi de bloquer la partie for- mant tambour du porte-planétaires 66.
Les dispositifs utilisés pour mettre ces diverses bandes de frein en service ou hors service sont montrés schématiquement, dans la présente illustration, dans le plan du dessin.
Comme le révèle la figure 1, la bande de frein 60 peut être appli- quée sur l'élément à bloquer ou séparée de cet élément par l'action d'un piston 96 travaillant dans un cylindre 98. La bande de frein 56 peut être actionnée par un piston 100 travaillant dans un cylindre 102, tandis qu'en- fin un piston 104 travaillant dans un cylindre 106 permet d'appliquer la bande de frein 70 contre l'élément à bloquer ou de l'en éloigner.
Un agencement mécanique approprié pour mettre des bandes de frein en service ou hors service, notamment des bandes de frein du type représen- té schématiquement sur les dessins, est décrit dans le brevet U.S.A. n 2.719.616 accordé le 4 octobre 1955 à la demanderesse, ce brevet décrivant des dispositifs mécaniques appropriés pour effectuer la mise en service et la mise hors service de bandes de frein, grâce à l'action de pistons actionnés par un fluide hydraulique sous pression.
Aux figures 1 et 8, la figure 8 montrant, à plus grande échelle et en détails, les systèmes de soupapes à la même position qu'à la figure 1, on observe que l'élément entraîné de la transmission comporte un pignon 108 engrènant avec un pignon de transfert 110 monté dans une partie fixe de la transmission, ce pignon de transfert engrenant avec un pignon 112 également monté dans l'enveloppe fixe. Le pignon 112 est porté par une douil- le 114, qui porte à son tour un pignon 116 qui est en alignement avec le pignon 78 et qui engrène avec un pignon 118 monté en alignement @vec le pignon 80 du train entraînant la pompe à engrenage 74.
Comme le révèle le dessin, la vitesse du pignon 80 indique la vi- tesse de rotation de l'élément de pompe ou d'entrée de la transmission, tan- dis que la vitesse du pignon 118 indique la vitesse de marche de l'élément de sortie ou turbine de la transmission. En conséquence, la vitesse rela- tive entre ces deux pignons constituera une indication des vitesses rela- tives de marche ou du rapport des vitesses entre les éléments de pompe et de turbine de la transmission.
Ce rapport de vitesses est utilisé, confor- mément à un aspect de l'invention, pour établir automatiquement diverses relations d'entraînement de la commande hydraulique pour diverses gammes de valeurs de ce rapport de vitesseso A cette fin, on prévoit deux régula- teurs actionnables automatiquement, qui sont sensibles aux changements se produisant dans le rapport des vitesses, d'une manière qui sera décrite plus en détails dans la suite du présent mémoire. Pour des raisons de brièveté, ces régulateurs seront qualifiés ci-après de "régulateurs de rapport".
Le premier de ces régulateurs comprend une soupape du type à pis- ton 120, montée de manière à pouvoir tourner et à pouvoir coulisser axiale- ment entre des positions extrêmes dans un alésage approprié formant une chambre de soupape et ménagé dans une partie de l'enveloppe fixe. La soupa-
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pe 120 est entraînée, à une extrémité, à l'aide de cannelures 122, à la même vitesse que le pignon 80. A son autre extrémité, la soupape 12Pcoopère,à l'aide de filets hélicoïdaux 124, avec une plaque de friction 126 maintenue en contact à friction avec le pignon 118, à l'aide du ressort 128.
Comme le montre la figure 8, la soupape 120 se trouve dans sa po- @@sition extrême de droite, qui est déterminée par le contact de la bride 130 portée par cette soupape avec l'élément de friction 126. La direction des filets 124 est telle que la soupape prend cette position axiale, lorsque le pignon 80 fait tourner la soupape à une vitesse supérieure à celle du pignon 118. La soupape 120 peut tourner à une vitesse différente de celle du pignon 118, à cause de la connexion à glissement formée par l'élément de friction 126.
D'un autre côté, si le pignon 118 tourne à une vitesse supérieure à celle du pignon 80, la commande à friction entre le pignon 118 et l'élément 126 fait tourner ce dernier sur la soupape 120 et les filets
124 auront, par conséquent, pour effet de déplacer la soupape 120 axiale- ment jusqu'à sa position extrême de gauche, qui est déterminée par le con- tact du collier 132 avec l'élément 126.
Le second régulateur de rapport a une action et une structure si- milaires à celles du premier régulateur qui vient d'être décrit. Ce second régulateur comprend une soupape à piston 134 montée de manière à pouvoir tourner et à pouvoir coulisser axlalment, cette soupape étant munie d'une connexion à cannelures 136, grâce à laquelle elle tourne à la vitesse du pignon 78. Des filets hélicoïdaux 138 connectent la soupape à l'élément de friction 140, qui est maintenu en contact (avec pression) avec le pignon
116 par un ressort 142. La bride 144 prévue sur la soupape 134 détermine la position d'extrême droite de la soupape tandis que le collier 146 déter- mine sa position d'extrême gauche.
La direction des filets 138 est telle que, si la vitesse du pignon 78 excède celle du pignon 116, la soupape vient prendre sa position d'extrême droite, comme montré à la figure 1, tandis que si la vitesse du pignon o@ élément d'engrenage 116 exc@ de celle du pig- non 78, la soupape glisse ax@alement vers sa position d'extrême gauche.
En plus des soupapes régulatrices, le système de commande compor- te une soupape actionnable sélectivement et désignée ci-après, pour la fa- cilité, sous l'appellation de "soupape de dépassement", étant donné qu'elle est capable d'être amenée par coulissement d'une première position, dans laquelle elle permet à du fluide hydraulique sous pression de s'écouler de la pompe 74 aux soupapes régulatrices, jusque à une seconde position ou position de "dépassement", dans laquelle elle interrompt cet écoulement de fluide et dépasse l'action qui résulterait normalement du positionnement automatique des soupapes régulatrices.
Comme le montre la figure 8, la soupape de dépassement 148 est une soupape du type à piston pouvant coulisser axialement, cette soupape pou- vant être amenée sélectivement d'une position d'extrême gauche indiquée sur le dessin et désignée par la flèche 148a jusqu'à une position d'extrême droite indiquée par le, flèche 148b. La chambre de la soupape de dépassement présente un évent 149.
Le système de commande comporte, au surplus, une soupape 150 et, indépendamment du positionnement des autres soupapes du système, cette sou- pape qualifiée, pour la facilité, de soupape sélectrice et mobile, selon la volonté de l'opérateur jusqu'à différentes positions dont certaines sont en conjonction avec le positionnement d'autres soupapes du système de com- mande, permettra une commande hydraulique par l'intermédiaire de la trans- mission, effectuera un freinage hydraulique, agira de manière à empêcher l'élément de turbine de la transmission de tourner, de façon à permettre
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son accouplement à l'arbre de commande du véhicule, pour la marche avant ou la marche arrière de celui-ci, ou relâchera l'élément de réaction de façon à lui permettre de tourner sans aucune absorption d'énergie.
Dans la forme d'exécution illustrée, la.soupape sélectrice 150 est du type à piston pouvant coulisser axialement pour venir occuper un certain nombre de positions différentes. Dans une position, à savoir la position 150a montrée à la figure 1, la soupape permet l'établissement d'un quel- conque des divers types possibles de commande hydraulique, en fonction de l'action des régulateurs automatiques de rapport, à moins que la commande par l'intermédiaire de la transmission soit empêchée par la manoeuvre de la soupape de dépassemento Dans une seconde position de la soupape sélec- trice, à savoir dans la position 150b, cette soupape opère de manière à maintenir l'élément de turbine dans l'impossibilité de tourner,
indépen- damment de la position de l'une quelconque des autres soupapes prévues dans le systèmeo Dans une troisième position de la soupape sélectrice, à savoir la position 150c, cette soupape permet l'exécution d'un freinage hydrauli- que à simple rotation, en fonction du positionnement de la soupape de dé- passement. Enfin, dans une quatrième position (150d) de la soupape sélec- trice, celle-ci permet un freinage hydraulique à contre-rotation, également en fonction du positionnement de la soupape de dépassement et des régula- teurs de rapport.
Revenant à la pompe 74, on verra que le côté décharge de cette pompe est relié de manière à amener du fluide sous pression par le conduit 82 dans la chambre de la soupape de dépassement 148. Un conduit 154 relie la chambre de la soupape de dépassement à la chambre du régulateur de rap- port 120. De cette dernière chambre, un conduit 156 mène à la chambre du second régulateur de rapport 134, tandis qu'un conduit 158 mène à la sou- pape 1500 Le conduit 158 comporte un branchement 158a débouchant dans la chambre de la soupape sélectrice en un endroit éloigné de l'endroit où le conduit 158 débouche dans la chambre. La chambre de la soupape 120 est éga- lement en communication avec deux évents axialement espacés 160 et 162.
Des conduits axialement espacés 164 et 166 relient la chambre de la soupape régulatrice 134 à la chambre de la soupape sélectrice 150, la chambre de la soupape régulatrice 134 étant en liaison avec deux évents 168 et 170, tandis que la chambre de la soupape sélectrice 150 est pourvue également de deux évents 172 et 174 (figure 8).
La chambre de la soupape sélectrice oommuique avec le cylindre 98 dans lequel est monté le piston 96 par un conduit 176, qui communique avec la chambre de la soupape par trois branchements espacés 176a, 176b, 176c. La chambre de la soupape sélectrice est également en communication avec le cylindre 102 dans lequel se trouve le piston 100, par un conduit 178. La chambre de la soupape sélectrice est encore en liaison avec le cy- lindre 106 dans lequel se trouve le piston 104 par un conduit 180, ce der- nier communiquant avec la chambre par deux branches espacées 180a et 180bo
Du conduit d'alimentation 82, qui fournit du fluide de travail sous pression au circuit hydraulique du convertisseur, un conduit 182 com- munique avec la chambre de la soupape sélectrice 150 en deux endroits es- pacés l'un de l'autre (branchements 182a et 182b).
Comme on l'a remarqué précédemment, il est souhaitable de prévoir pour le convertisseur une position neutre, dans laquelle la transmission n'impose pas de charge appréciable au moteur, en supposant que l'élément entraîné ou élément de sortie de la transmission soit déconnecté de l'ar- bre de commande du véhicule, de manière à être libre de tourner à la vi- tesse du moteur, en ce qui concerne le véhicule.A cette fin, les trois
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pistons d'actionnement do freins 96, 100 et 104 doivent être déchargés de la pression du fluide en mettant leurs cylindres respectifs en communica- tion avec l'atmosphère.. Comme le montre la figure 6, ceci peut se faire en déplaçant la soupape de dépassement 148 jusqu'à sa position de droite 148b.
Dans cette position, cette soupape interrompt la circulation de fluide sous pression dans la conduite 82 venant de la pompe 74 et met aussi le conduit 154 en communication avec l'évent 149, ce qui permet au cylindre 106 d'être mis en communication avec l'atmosphère par les conduits 180a, 166, 156 et 154 et par l'évent 149. Le cylindre 102 est mis en communica- tion avec l'atmosphère par les conduits 178 et 158 et par l'évent 162. Le cylindre 93 est mis en communication avec l'atmosphère par les conduits 176b et 164 et par l'évent 168. Lorsque les trois cylindres sont ainsi mis en communication avec l'atmosphère et lorsque les freins y associés sont relâchés, les éléments de réaction et de turbine sont tous deux libres de tourner avec le carter 12 portant les aubes de pompe et à la même vitesse que ce carter.
En conséquence, le convertisseur ne peut pas absorber, de manière appréciable, un couple d'entrée. Comme montré à la figure 6, les deux régulateurs de rapport sont montrés dans leurs positions extrêmes de droite, ce qui est l'indication d'une valeur relativement faible du rapport de vitesses n2/n1. Toutefois, dans les conditions supposées, l'élément de turbine sera acceléré jusqu'à une vitesse produisant une augmentation telle du rapport des vitesses que le régulateur 134 sera d'abord amené dans sa position de gauche et que le régulateur 120 sera ensuite amené dans sa po- sition de gauche.
Ces changements de position des régulateurs n'auront ce- pendant pas pour effet d'admettre du fluide sous pression dans l'un quel- conque des cylindres de freins aussi longtemps que la soupape 148 est main- tenue dans sa position de droite, dans laquelle elle interrompt le débit de fluide par la pompe 74, mais le changement de position en question aura seulement pour effet de modifier les trajets par lesquels les cylindres sont mis en communication avec l'atmosphère. Lorsque le régulateur 134 est amené dans sa position de gauche, le cylindre 106 est mis en communication avec l'atmosphère par les conduits 180a, 166 et par l'évent 170, le cylindre 102 continue à être mis en communication avec l'atmosphère comme précédem- ment et le cylindre 98 est mis en communication avec l'atmosphère par les conduits 176b, 164, 156 et 154 et par l'évent 149.
Lorsque le régulateur 120 est amené dans sa position de gauche, le cylindre 105 reste en commu- nication avec l'atmosphère comme précédemment, le cylindre 102 est mis en communication avec l'atmosphère par les conduits 178, 158 et 154 et par l'évent 149, tandis que le cylindre 98 est mis en communication avec l'at- mosphère par les conduits 176b, 164 et 156 et par l'évent 160.
On verra que, lorsque la soupape 148 se trouva dans sa position de droite, l'échappement du fluide sous pression hors de tous les cylindres de freins ne peut pas être affecté par un changement de position de l'une et/ou l'autre des soupapes régulatrices et, à cet égard, la soupape 148 peut être considérée comme une soupape de dépassement.
Pour permettre une connexion aisée de la transmission à la commande principale d'un véhicule pour la marche avant ou pour la marche arrière, ou pour passer de l'une à l'autre de ces commandes, il est souhaitable de mettre l'élément de turbine ou élément de sortie de la transmission dans l'impossibilité de tourner. Ceci se fait, dans la présente construction, en déplaçant la soupape sélectrice jusqu'à sa position extrême de droite 150b, comme montré à la figure 7. Lorsque la soupape sélectrice est dans cette position, du fluide sous pression est prélevé du conduit 82 du circuit principal de circulation de fluide et est amené par le conduit 182 et par son branchement 182a au branchement 180b du conduit 180.
Le branchement 180a du conduit 180 est bloqué par la soupape 150 dans cette position et
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du fluide sous pression est amené au cylindre 106, de manière à actionnner le piston 104 et à faire fonctionner le frein 70, ce qui maintient le por- te-planétaires 66 dans l'impossibilité de subir une rotation. Du fluide sous pression est également amené par le conduit de branchement 182b, par le conduit de branchement 176a et par le conduit 176 dans le cylindre 98, de manière à actionner le piston 96 et à maintenir le porte-planétaires 50 dans l'impossibilité de -tourner, grâce à l'actionnement du frein 600 Les branchements 176b et 176c du conduit 176 sont bloqués par des parties de la soupape 150, dans cette position de la soupape, comme le révèle le des- sin.
Lorsque le porte-planétaires 66 du second train de pignons ou d'en- grenages est maintenu dans l'impossibilité de tourner et lorsque le porte- planétaires 50 du premier train d'engrenages, qui porte la roue solaire du second train d'engrenanges, est également maintenu dans l'impossibilité de tourner, l'élément d'engrenage annulaire 72 du second train d'engrenages est bloqué contre toute rotation. Etant donné que ce dernier élément est fixé à l'élément de turbine, cet élément de turbine est également maintenu dans l'impossibilité de tourner.
Etant donné que, dans la position de la soupape 150 qui vient d'être décrite, le fluide sous pression nécessaire pour faire fonctionner les freins 60 et 70 est dérivé du conduit d'alimen- tation 82 du circuit principal de circulation de fluide, plutôt que du con- duit 154 par l'intermédiaire de la soupape de dépassement 148, qui contrô- le l'écoulement de fluide sous pression vers les régulateurs, il s'ensuit que la position de la soupape de dépassement 148 n'influence pas le fonc- tionnement de l'appareil. Si la soupape 148 est dans sa position de droite 148b, elle interrompt l'écoulement de fluide sous pression vers les régula- teurs, mais pour la raison qui vient d'être expliquée, ceci est sans effet.
Toutefois, en vue de démontrer mieux l'absence d'effet de la position de cette soupape, elle a été montrée dans sa position de gauche 148a, dans la- quelle elle admet l'écoulement de fluide sous pression du conduit d'alimen- tation 82 par le conduit 154 jusqu'au régulateur 120. A partir de ce der- nier régulateur, du fluide sous pression est amené au régulateur 134 par le conduit 156, d'où le fluide est amené, par le conduit 166, à la soupape sélectrice. Dans la position 150b de la soupape sélectrice, l'écoulement de fluide à partir de la source 82 est interrompu par des parties de la soupape sélectrice.
A la figure 7, les deux régulateurs de rapport sont montrés dans leurs positions de droite, étant donné qu'il s'agit des positions qu'occuperaient naturellement ces régulateurs dans toutes les conditions où il pourrait être souhaitable de bloquer l'élément de transmission, de manière à permettre la connexion de la transmission à l'arbre de commande principal du véhicule ou de changer la direction de commande.
Une fois que la transmission a été connectée à l'arbre de commande principal du véhicule et à supposer que cette connexion ait été opérée pour la marche avant, on supposera en outre que l'on désire accélérer le véhicule de la vitesse 0 (ralenti) jusqu'à la vitesse de croisière. La soupape 150 est amenée dans sa position de fonctionnement normal 150a et la soupape de dépassement 148 est placée dans sa position de gauche 148a, de manière à admettre dans le système de contrôle ou de commande du fluide sous pression émanant de la source 82. Dans le cas supposé où le véhicule est à l'arrêt, les deux régulateurs de rapport seront dans leurs positions de droite et toutes les soupapes occupent les positions montrées à la figu- re 8.
Comme le révèle cette figure, le débit de fluide sous pression par le conduit 82 est interrompu par la soupape sélectrice 150, mais du fluide sous pression provenant de la source 82 est amené par la soupape 148, le conduit 154, le régulateur 120, le conduit 156, le régulateur 134, le con- duit 166, la soupape 150 et le conduit de branchement 180a au cylindre 106,
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en sorte que le porte-planétaires 66 du second train d'engrenages est main- tenu fixe. Pendant ce temps, le cylindre 98 est mis en communication avec l'atmosphère par le conduit 176b, la soupape 150, le conduit 164, le régu- lateur 134 et l'évent 168, tandis que le cylindre 102 est mis en communica- tion avec l'atmosphère par le conduit 178, la soupape 150, le conduit 158, le régulateur 120 et l'évent 162.
Ainsi, avec cet agencement des soupapes, le porte-planétaires 50 et l'élément d'engrenage annulaire 54 du premier train d'engrenages sont libres de tourner, en ce qui concerne les freins.
Si l'on considère à présent les figures 2 et 3, on verra que les aubes de pompe 20 sont disposées de manière à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre, en vue de créer une circulation de fluide de travail dans le circuit hydraulique. Les aubes de turbine 24 et 28 sont disposées de manière à être entraînées dans le même sens par l'action du fluide de travail.
Etant donné que les aubes de réaction 26 sont connectées au porte- planétaires 50, qui comporte également la roue solaire 62 engrenant avec les pignons planétaires 64 du porte-planétaires 66, il est évident que dans l'agencement présentement supposé du système de contrôle qui maintient le porte-planétaires 66 fixe, l'aubage de réaction doit tourner dans le sens opposé à celui de l'aubage de turbine, les pignons planétaires 64 tournant autour de leurs axes fixes et un couple de réaction étant transmis par le porte-planétaires 66 et le frein 70 à la structure fixe 10.
Ainsi est ob- tenue une commande à contre-rotation et à double rotation et il est à noter que, dans la transmission représentée, l'aubage de réaction doit tourner à une vitesse supérieure à celle de l'aubage de turbine, à cause de la diffé- rence entre les diamètres de la roue solaire 62 et de l'élément d'engrena- ge annulaire 72 engrenant avec les pignons 64. Ceci est souhaitable, étant donné que la contribution à la multiplication totale du couple, opérée, lors- que le moteur tourne au ralenti, est proportionnelle aux vitesses de rota- tion relatives des éléments de turbine et de réaction.
Dans l'exemple illus- tré, le rapport de transmission de l'engrenage planétaire est tel que l'au- bage de réaction tournera à une vitesse correspondant à environ 1,8 fois la vitesse de rotation de l'aubage de turbineo
Pour des raisons qui seront exposées plus en détails dans la suite du présent mémoire, unn commande à contre-rotation et double rotation n'est souhaitable que dans une première gamme de valeurs relativement faibles du rapport de vitesses n2/n1 et dans la présente construction l'agencement est tel que la commande contre-rotation n'est mainteru@ que dans les cas où la valeur du rapport des vitesses est inférieure à 0,35.
Ceci s'obtient en conférant aux pignons 108, 110 et 112 d'une part et aux pignons 77, 76 et 78 d'autre part des diamètres relatifs tels que, lorsque la vitesse de l'élément de turbine est supéreure à 35% de celle de l'élément de pompe, la plaque de friction 140 du régulateur tourne à une vitesse supérieure à celle de l'@lément de soupape et ce dernier est amené dans sa position de gauche de manière à mettre on action un type dif- férent de commande hydraulique, dans lequel l'aubage de réaction reste fixe, tandis que seuls les éléments do pompe et de turbine tournent. En d'autres termes, on peut dire que les vitesses des deux éléments commandant la posi- tion axiale du régulateur 134 se croisent à une valeur du rapport des vi- tesses n2/n1 de 0,35.
La manière dont l'amenée de la soupape régulatrice
134 à sa position de gauche réalise ce changement dans le type de commande est illustrée à la figure 9. Le cylindre 106 précédemment alimenté en fluide sous pression pour actionner le piston 104 et mettre en service le frein 70, de manière à maintenir le porte-planétaires 66 en position fixe, est à pré- sent mis en communication avec l'atmosphère par le conduit 180a, la soupape
150, le conduit 166., la soupape 134 ct l'évent 170, de manière à relâcher
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le frein 70 et à libérer le porte-planétaires 66. Le cylindre 102 reste en communication avec l'atmosphère comme précédemment.
Quand au cylindre 98, au lieu d'être en communication avec l'atmosphère comme précédemment, il est alimenté en fluide sous pression émanant de la source 82, par la soupa- pe 148, le conduit 154, la soupape régulatrice 120, le conduit 156, la sou- pape régulatrice 134, le conduit 164, la soupape 150 et le conduit 176b.
Ceci provoque la mise en service du frein 60, de manière à empêcher toute rotation du porte-planétaires 50 et de l'élément de réaction 38 qui y est fixé. Le relâchement du frein 70, qui libère le porte-planétaires 66, per- met à la roue solaire 62 d'être maintenue fixe, tandis que l'élément de turbine tourne en fonction du couple qui y est appliqué par les aubages 24 et 28. Dans le présent cas, un couple de réaction est transmis de l'aubage 26, par le porte-planétaires 50 et le frein 60, à la structure fixe.
Pour des raisons qui seront également exposées plus loin, le type de commande qui vient d'être décrit avec l'aubage de réaction fixe et qui, pour la facilité, est qualifié de "commande à simple rotation", est utili- sé le plus avantageusement dans une gamme intermédiaire de valeur du rapport n2/n1.Dans la présente forme d'exécution, cette gamme intermédiai- re est choisie de façon à englober la valeur minimum de 0,35 et la valeur maximum de 0,70. Lorsque la limite ou valeur supérieure est atteinte ou dépassée, le second régulateur 120 est amené à sa position de gauche, le régulateur 134 restant évidemment dans sa position de gauche.
Le déplace- ment du régulateur 120 jusqu'à sa position de gauche, lorsque le rapport susdit est de 0,70, s'effectue par le choix de pignons 80 et 118 de diamè- tre approprié par rapport aux pignons par lesquels il sont entraînés, de façon que, lorsque le rapport des vitesses n2/n1 atteint 0,70, les vites- ses de rotation de l'élément de soupape du régulateur 120 et de l'élément de friction 126 se croisent, l'élément de soupape étant alors déplacé vers sa position de gauche par l'action des filets 124. Lorsque les deux régula- teurs de rapport sont dans leur position de gauche, l'agencement du système de commande est celui que montre la figure 10. Le cylindre 106 reste en com- munication avec l'atmosphère par les passages décrits en référence à la figure 9, en sorte que le frein 70 n'empêche pas le porte-planétaires 66 de tourner.
Le cylindre 98, qui dans le cas de la commande à simple rota- tion est alimenté en fluide sous pression, comme montré à la figure 9, en vue de maintenir le porte-planétaires 50 et l'aubage de réaction 26 fixes, est à présent mis en communication avec l'atmosphère par le conduit 176b, la soupape 150, le conduit 164, la soupape régulatrice 134, le conduit 156, la soupape régulatrice 120 et l'évent 160, en sorte que le porte-planétaires 50 est relâché et que l'aubage de réaction 26 est libre de tourner, aucun frein ne s'opposant à sa rotationo
Le cylindre 102, qui dans tous les agencements décrits jusqu'ici du système de commande,était en communication avec l'atmosphère, est ali- menté à présent en fluide sous pression émanant de la source 82 par la sou- pape 148, le conduit 154, le régulateur 120, le conduit 158, la soupape 150 et le conduit 178,
de façon à mettre le frein 56 en service pour que l'élé- ment d'engrenage annulaire 54 du premier train d'engrenages planétaires soit maintenu dans l'impossibilité de subir une rotationo
On remarquera en considérant la figure 4 que dans l'agencement re- présenté les aubes de réaction sont obligéos de tourner dans le même sens que les aubes de turbine, mais à une vitesse plus faible.
Le pignon 44, qui forme la roue solaire du train planétaire, tourne dans le sens des aiguil- les d'une montre lorsqu'on considère cette figure, sous l'effet du couple appliqué à l'élément de turbine par le fluide travail agissant sur les aubes de turbine 24 et 28Etant donné que l'élément d'engrenage annulaire
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54 est stationnaire et que la roue solaire 44 tourne dans le sens des aiguil- les d'une montre, les pignons planétaires 52 peuvent tourner en sens in- verse à celui des aiguilles d'une montre autour de leurs propres axes de rotation, de manière à rouler, en fait, dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'élément d'engrenage annulaire, ce qui a pour effet de faire tourner le porte-planétaires et l'aubage de réaction 26 dans le sens des aiguilles d'une montre.
Dans cet agencement, un couple est transmis à la structure fixe par l'intermédiaire de l'élément d'engrenage annulaire 54 et du frein 56.
En dehors des conditions et relations de commande et de transmis- sion de puissance décrites jusqu'ici,il existe aussi certaines possibilités d'assurer un freinage hydraulique. La manière dont un tel freinage hydrau- lique peut être réalisée est basée sur le fait que la commande est réali- sée à des valeurs des rapports de vitesses telles que la turbine entraîne la pompe dans l'appareil représenté et décrit plus haut ;
telle commande est établie, comme le révèlent les courbes de la figure 13, pour des valeurs du rapport des vitesses supérieures à environ 1,3, lorsque l'élément de'ré- action tourne vers l'avant, pour une valeur d'environ 0,9 du rapport susdit, lorsque l'élément de réaction est maintenu stationnaire, et pour une valeur d'environ 0,45 dudit rapport, lorsque l'élément de réaction tourne vers l'arrière. Si la vitesse du moteur est réduite par réduction des ouvertu- res d'étranglement à une vitesse du véhicule correspondant au rapport de vitesses pour le type de commande en question, le véhicule commencera à en- traîner le moteur aux valeurs spécifiées ci-avant des rapports de vitesses.
Etant donné que la transmission suivant l'invention est construite de ma- nière à être déplacée automatiquement, les conditions de commande du genre considéré à présent ne se présenteront que lorsque les soupapes du système de commande sont dans les positions illustrées à la figure 10.
Cependant, si la soupape 150 est amenée manuellement à sa position 150c, comme montré à la figure 11, le cylindre 102 est mis en communication avec l'atmosphère par le conduit 178, la soupape 150 et le conduit 174, tandis que du fluide sous pression est amené au cylindre 98 depuis la source 82, en passant par la soupape 148 occupant sa position 148a, le conduit 154, la soupape régu-
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latrice 120, le conduit 158, 11. rotra,, 1C:;Oo la enduit 17flc et Jf -".-i.C..üt 176, le cylindre 106 ï=.. ¯:Y a ,-,'"-';:'iC3.ti(,: P"Vec l'3,lf1\;:;::":?:::'B C,r7me précé- demment.
Malgré le fait que les régulateurs de rapport indiquent des rap- ports de vitesses n2/n1 supérieurs à environ 0,7, l'élément de réaction est amené au repos ou à l'arrêt par le frein 60, en sorte que le système hydrau- lique se met à travailler comme un frein à turbulence hydraulique à toutes les vitesses du véhicule qui dépassent un rapport des vitesses d'environ 0,9. Ordinairement, la vitesse de marche à vida d'un moteur est d'environ 1/7 de la vitesse maximum du moteur correspondant à la vitesse maximum du véhicule. Ceci signifie qu'un freinage hydraulique est réalisé jusqu'à en- viron 10% de la vitesse maximum du véhicule.
Si un effet de freinage hydraulique encore plus intense est désiré, on peut obtenir cet effet en amenant la soupape 150 dans la position 150d, de façon que l'effet de freinage hydraulique subsiste jusqu'à une vitesse du véhicule d'environ 5% de sa vitesse maximum. Dans ce cas, le cylindre 98 est mis en communication avec l'atmosphère par le conduit 176, la sou- pape 150, le conduit 176c et l'évent 172. Le cylindre 102 est mis en commu- nication avec l'atmosphère par le conduit 173, la soupape 150 et l'évent 174, tandis que du fluide sous pression est amené au cylindre 106 à partir de la source 82, en passant par la soupape 148 dans sa position 148a, par le conduit 154, par la soupape régulatrice 120, par le conduit 158, par le conduit 158a, par la soupape 150, par le conduit 180a et par le conduit 180.
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Ainsi, la bande de frein 70 agit de manière à maintenir le porte-planétaires 66 fixe et le convertisseur fonctionne à présent comme frein à turbulence, avec un élément de réaction 26 tournant en arrière à une vitesse élevée.
Comme on l'a signalé plus haut, la figure 13 montre graphiquement le rendement obtenu.
Lorsque l'élément de réaction tourne vers l'arrière et lorsque le porte-planétaires 66 est maintenu stationnaire, on obtient une efficience correspondant à la courbe a. Lorsque l'élément de réaction est maintenu stationnaire, une efficience ou un rendement correspondant à la courbe b est obtenu, tandis que lorsque l'élément de réaction tourne dans le même sens que la turbine, avec une transmission de puissance à cette dernière, on obtient une efficience selon la courbe o. De plus la ligne Mmontre graphiquement une courbe typique d'un couple d'entrée. Cette courbe révèle que lorsqu'on passe d'un type de commande à un autre aux points où les courbes de rendement se croisent l'une l'autre, ce changement n'apporte pas de modification au couple d'entrée.
Dans certaines applications où la sim- plicité est d'une importance extrême, la commande, qui correspond à un main- tien de l'élément de raction dans une position stationnaire, peut être omi- se, auquel cas seul un régulateur de quotient et des soupapes simplifiées 150 et 148 sont nécessaires.
La figure 14 montre une forme d'exécution quelquepeu simplifiée de l'invention, en comparaison de la forme d'exécution illustrée à la fi- gure 1. Le circuit hydraulique est construit de la même manière, de même que la transmission, sauf que le tambour de frein 58 et le frein 60 sont omis.
Par contre, le système de commande est construit différemment et sera par conséquent décrit plus en détailsLe système de commande est des- tiné à commander les deux freins 56 et 70 et comporte deux soupapes. Il s'agit tout d'abord d'une soupape régulatrice de rapport qui, en fonction du rapport des vitesses de l'élément turbine et de l'élément de pompe, fait subir d l'élément de réaction une rotation en sens inverse ou une rotation dans le même sens que celle de l'élément de turbine. La soupape régulatri- ce peut, au surplus être actionnée manuellement pour obliger les éléments à tourner en sens opposés, de manière à réaliser un effet de freinage.
En plus de la soupape régulatrice, on prévoit aussi une soupape actionnable sélectivement et pouvant être amenée dans trois positions différentes pour relâcher les deux freins de façon qu'aucun couple ne soit absorbé par le convertisseur de couple, pour passer à la commande automatique par l'inter- médiaire de la soupape régulatrice et pour bloquer l'élément de turbine contre toute rotation en mettant simultanément les deux freins en service, de façon que la connexion de l'eng@@@age à changement de marche soit pos- sible.
Le système de commande est alimenté par du fluide sous pression au moyen d'une pompe à engrenage 74, entraînée au moyen d'un engrenage monta à rotation dans un partie de l'enveloppe fixe et comportant un pignon de transfert 76 entraîné par un pignon approprié 77 monté sur le carter rota- tif 12 et engrenant avec un pignon 78, qui entraine à son tour le pignon 80 calé sur l'arbre d'entraînement de la pompe.
Le fluide hydraulique débité sous pression par la pompe 74 est con- duit par un conduit 184 au circuit hydraulique, de la même manière que dans la forme d'exécution illustrée à la figure 1. A partir d'un second conduit 186, du fluide sous pression est amené dans l'alésage cylindrique d'une sou- pape du type à piston 188 ajustable sélectivement,, Cet alésage communique à son tour par deux conduits 190, et 192 avec un alésage cylindrique de la
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soupape régulatrice 194. La soupape 194 est reliée à une extrémité, à l'aide de cannelures 196, de façon à être mobile axialement sans pouvoir tourner, au pignon 78 entraîné par le carter rotatif 12.
A son autre extrémité, la soupape 194 est en prise par des filets hélicoïdaux 198 avec un disque de friction 200, qui engrène, par l'intermédiaire d'un ressort 202, avec une douille 114, qui porte un pignon 112 entraîné par l'élément de turbine.
L'alésage de la soupape 194 communique encore par des conduits 204 et 206 respectivement avec les cylindres 102 et 106, tandis que l'alésage de la soupape 188 est en communication avec l'atmosphère par le conduit 208.
La soupape sélectivement actionnable 188 peut être amenée dans trois positions différentes 188a, 188b et 188c.
Dans la position 188a, la communication entre la pompe 74 et la soupape régulatrice est interrompue et les conduits 190 et 192 sont tous deux en communication avec l'atmosphère par un conduit 208, en sorte que les deux freins 56 et 70 sont relâchés. Dans cette position, le convertis- seur de couple ne peut donc absorber aucun couple.
Dans la position 188b, la soupape régulatrice est en communication avec la pompe 74 par un conduit 190. Si la soupape 194 est dans sa position de gauche 194a, du fluide sous pression est amené par le conduit 204 au cyiinare 102, tandis que le cylindre 106 est mis en communication avec l'at- mosphère par les conduits 206, 192 et 208. Le frein 56 est alors en service, tandis que le frein 70 est relâché, c'est à dire que l'élément de réaction tourne dans. le même sens que l'élément de turbine.
Toutefois, si la soupa- pe 194 se trouve dans sa position de droite 194b, du fluide sous pression est amené par le conduit 206 au cylindre 106, tandis que le cylindre 102 est
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mis en romrrurJ#;tkm aun l'atm03ph8rc :'k;::c()nduits 20}., 192 et 20elle àeii- 7 '.st àloJ13 en service et le rein 56 est relâché, c'est à dire que l'élément de réaction tourne en sens opposé à celui de l'élément de turbine. Cette position de la soupape régulatrice peut être atteinte automatiquement, lorsque le rapport entre la vitesse de l'élément de turbine et celle de l'élément de pompe est inférieure à une valeur prédéterminée, tandis que cette position peut aussi être atteinte manuellement, lorsque le rapport en question excède la valeur prédéterminée pour atteindre l'effet de freinage.
Dans la position 188c, la soupape régulatrice 194 est en communi- cation avec la pompe 74 par le conduit 190, de même que par le conduit 192.
Lndéper@amment de la position de la soupape régulatrice 194, du fluide sous pression est alors amené aussi bien au cylindre 102 qu'au cylindre 106, en sorte que les deux freins sont simultanément en service, ce qui signifie que l'élément de turbine est bloqué contre toute rotation, en sorte qu'il est possible de passer de la commande de marche avant à la commande de marche arrière.
Aux figures 2 et 3, les condit@@ns d'attaque des aubes de la tur- bine, des aubes de l'élément de réaction et des aubes de la pompe, dans toutes les conditions de marche décrites plus haut, sont représentées pour divers rapports de vitesses. Les champs d'attaque sont représentés par des traits de types différents. Ainsi, les lignes en traits interrompus corres- pondent à la commande à double rotation, dans laquelle l'élément de réaction tourne vers l'arrière et dans laquelle le rapport de l'engrenage plané- taire est de 1,8:1. Les lignes en traits mixtes représentent le'3 champs d'attaque dans le cas d'une commande à simple rotation, dans laquelle l'é- lément de réaction est bloqué.
Les lignes formées de traits séparés par des doubles points représentent les champs d'attaque dans le cas d'une commande dans laquelle l'élément de réaction tourne vers l'avant avec un rapport de 0,3:1 dans l'engrenage planétaire, tandis que les lignes en traits pleins
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représentent les conditions prévalent dans un même type de commande, si ce n'est que le rapport d'engrenage du système planétaire est de 0,5:1. Il est évident qu'en faisant varier ces facteurs, on peut modifier les courbes de rendement et changer les valeurs de pointe du rendement.
Ppr la position des
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champs d'attaque en question,on 7.,it qiiixe améR#ation subTtieUe a 3:c cbtaTu.e à des valeurs élevées des rapport ae vitesses, lorsque l'élément de réaction, qui est en liaison de transmission de puissance avec l'élément de turbine, est admis à tourner dans le même sens que la turbine. La raison pour laquel- le un rendement de pointe plus élevé est obtenu dans cette condition de com- mande que lorsque l'élément de réaction est stationnaire est expliquée par le fait que les pertes par ventilation entre l'élément de réaction et la turbine et entre la turbine et la pompe sont considérablement réduites. Par ailleurs, la pompe doit être agencée de manière à présenter un angle de sor- tie bêta relativement grand, qui influe sur les conditions d'attaque du pre- mier aubage de turbine.
Au surplus, le premier aubage de turbine doit avan- tageusement être plus obtus que habituellement, du fait que l'influence de la vitesse de l'élément de réaction sur les conditions d'attaque des aubes du premier étage de la turbine est moindre que l'influence de la vitesse sur les conditions d'attaque des aubes de l'élément de réaction et du se- cond étage de la turbine.
L'appareil suivant l'invention est capable de fonctionner comme convertisseur de couple hydraulique jusqu'à un rapport et jusqu'au delà du rapport de vitesses de 1.:1 qu'aucun convertisseur de couple n'a jusqu'à présent été capable de réaliser. Cet effet a été obtenu par une combinaison de l'élément de réaction tournant vers l'avant avec le choix d'un profil particulier d'aube pour les aubes du premier étage de la turbine et avec le choix d'un angle de sortie particulier de la pompe.
Cette combinaison réduit les pertes par ventilation dans le système hydraulique et produit aussi une réduction dans les pertes d'attaque en particulier sur les aubes de l'élément de réaction et sur les aubes du second étage de la turbine dans la gamme des vitesses élevées, tandis que sont également réduites les per- tes d'attaque sur les aubes du premier étage de la turbine dans la gamme des vitesses élevées, grâce en partie à l'influence de l'élément de réac- tion tournant vers l'avant, grâce également à l'influence du profil parti- culier choisi pour les aubes du premier étage de la turbine et enfin grâce à l'influence de l'angle de sortie particulier de la pompe.
A cause du rendement satisfaisant obtenu dans la gamme des vites- ses élevées, aucune commande mécanique directe n'est nécessaire. Il est donc possible de se passer des dispositifs d'engrènement compliqués pour la connexion automatique ainsi que des plaques ou disques d'accouplement sujets à usure, et aussi du changement nécessaire dans la vitesse du moteur, lorsqu'une commande directe est assuréeo Comme autre facteur important à prendre en considération, il faut signaler que par suite du rendement éle- vé obtenu lorsque le rapport des vitesses est d'environ 1,2 ou davantage, l'utilité de la transmission est.augmentée en conséquence, d'au moins 20%.
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