FR2841956A1 - Vehicule automobile a roue libre sur le pignon recepteur de premiere - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un véhicule automobile, comprenant un moteur (1), des roues (2), un arbre primaire (11), un arbre secondaire (12), et des premiers et deuxièmes moyens de liaison sélective en rotation (20, 30) de l'arbre primaire (11) et de l'arbre secondaire (12) de premier et deuxième rapports de démultiplication prédéterminés, le deuxième rapport de démultiplication étant supérieur au premier.Suivant l'invention, les premiers moyens de liaison (20) comprennent une première roue libre (21) dotée d'une première partie (211) liée en rotation à l'arbre primaire (11), et d'une deuxième partie (212) coaxiale à la première et liée en rotation à l'arbre secondaire (12), la rotation de sa première partie (211) relativement à sa deuxième partie (212) étant autorisée dans un sens et bloquée dans le sens inverse.
Description
L'invention concerne selon un premier aspect les dispositifs de
transmission d'un mouvement de rotation pour véhicule automobile, et les freins de stationnement
selon un second aspect.
Plus précisément, l'invention concerne un véhicule automobile, comprenant un moteur, un châssis, des roues, un arbre primaire entraîné par le moteur dans un sens normal de rotation par rapport au châssis, un arbre secondaire lié en rotation aux roues, et des premiers et deuxièmes moyens de liaison sélective en rotation de l'arbre primaire et de l'arbre secondaire, le rapport de la vitesse de rotation de l'arbre secondaire sur la vitesse de rotation de l'arbre primaire étant égal à des premier et deuxième rapports de démultiplication prédéterminés respectivement quand les premiers et deuxièmes moyens de liaison lient l'arbre primaire et l'arbre secondaire, le deuxième rapport de
démultiplication étant supérieur au premier.
Des véhicules de ce type sont connus de l'art antérieur. Quand ils sont équipés de boîtes de vitesses manuelles pilotées par des actionneurs, ces véhicules comprennent généralement un embrayage unique interposé entre le moteur et l'arbre primaire de la boîte de vitesses, et plusieurs moyens de liaison en rotation des arbres primaire et secondaire de rapports différents. Ces
moyens de liaison sont chacun équipés d'un synchroniseur.
Pour passer d'un rapport à un autre, cette cinématique impose de débrayer avant d'engager le nouveau rapport. Il en résulte une rupture de couple moteur et
une décélération du véhicule.
Ce phénomène de décélération est particulièrement sensible et désagréable lors du passage du premier rapport (première) au second rapport (seconde). En effet, l'accélération initiale est généralement plus élevée dans ce cas que quand on passe d'un autre rapport à un rapport immédiatement plus élevé. La durée de la coupure est alors généralement plus longue, car la chute de vitesse de l'arbre primaire à obtenir est plus élevée et l'inertie à contrôler par le synchroniseur est plus grande. Les passagers subissent donc des décélérations plus grandes et de plus longues durées que pour les autres passages de vitesses en phase d'accélération du véhicule. De plus, les passages première seconde sont
fréquents en circulation urbaine.
Dans ce contexte, la présente invention a pour but
de pallier les problèmes mentionnés ci-dessus.
A cette fin, le véhicule de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que les premiers moyens de liaison comprennent une première roue libre dotée d'une première partie liée à l'arbre primaire et tournant dans un premier sens quand l'arbre primaire tourne dans son sens normal, et d'une deuxième partie coaxiale à la première et liée à l'arbre secondaire, la deuxième partie tournant dans le même premier sens quand l'arbre primaire tourne dans son sens normal et que l'arbre secondaire est lié à l'arbre primaire par les premiers ou deuxièmes moyens de liaison, la première roue libre autorisant la rotation de sa première partie relativement à sa deuxième partie dans un second sens opposé au premier, et bloquant la rotation de sa première partie relativement à sa deuxième partie dans
le premier sens.
L'ajout de cette première roue libre rend possible le passage du premier au second rapport sous couple moteur, c'est-à-dire sans débrayage. En effet, l'amorce du passage du premier au second rapport va provoquer un ralentissement de l'arbre primaire, la première roue libre ne transmettant alors plus de couple puisque sa
première partie tourne moins vite que sa deuxième partie.
Un couple est en revanche transmis via les deuxièmes moyens de liaisons. Le véhicule garde donc une accélération dans cette phase transitoire. La décélération brutale de l'art antérieur, liée au
débrayage, est supprimée.
Dans un mode de réalisation possible de l'invention, les premiers et deuxièmes moyens de liaison comprennent des premier et deuxième synchroniseurs, ces premier et deuxième synchroniseurs adoptant chacun sélectivement une configuration de liaison dans laquelle l'arbre primaire et l'arbre secondaire sont liés en rotation respectivement par les premiers et deuxièmes moyens de liaison, une configuration libre dans laquelle l'arbre primaire et l'arbre secondaire ne sont pas liés en rotation respectivement par les premiers et deuxièmes moyens de liaison, et une configuration transitoire de synchronisation dans laquelle les premier et deuxième synchroniseurs passent progressivement de leur configuration libre à leur configuration de liaison par synchronisation des vitesses des arbres primaire et secondaire. Avantageusement, le véhicule peut comprendre des moyens d'embrayage liant sélectivement en rotation le
moteur et l'arbre primaire.
De préférence, le véhicule peut comprendre un premier dispositif d'entraînement liant sélectivement en rotation l'arbre secondaire et la première partie de la première roue libre, et un deuxième dispositif d'entraînement liant en rotation l'arbre secondaire et la deuxième partie de la première roue libre, le déplacement du véhicule vers l'arrière entraînant la rotation de l'arbre secondaire dans un sens arrière, l'arbre secondaire entraînant à son tour la deuxième partie en rotation dans le deuxième sens, et entraînant la première partie en rotation dans le premier sens ou dans le deuxième sens à une vitesse inférieure à la vitesse de la deuxième partie, la première roue libre bloquant alors
l'arbre secondaire en rotation.
Par exemple, le déplacement du véhicule vers l'avant peut entraîner la rotation de l'arbre secondaire dans un sens avant opposé au sens arrière, l'arbre secondaire entraînant à son tour la deuxième partie de la première roue libre en rotation dans le premier sens, et entraînant la première partie de la première roue libre en rotation dans le deuxième sens ou dans le premier sens à une vitesse supérieure à la vitesse de la deuxième partie, cette première partie étant alors libre en rotation autour de la deuxième partie et entraînant ellemême l'arbre primaire en rotation dans un sens anti10 normal opposé au sens normal, et le véhicule peut comprendre une seconde roue libre interposée entre l'arbre primaire et le châssis et bloquant la rotation de l'arbre primaire en sens anti- normal et donc la rotation
de l'arbre secondaire.
Avantageusement, les premiers moyens de liaison peuvent être débrayables, c'est-à-dire peuvent adopter sélectivement une position débrayée dans laquelle l'arbre primaire et l'arbre secondaire ne sont pas liés en rotation par les premiers moyens de liaison, quelque soit le sens de rotation de la première partie de la première roue libre relativement à la deuxième partie, ou une position embrayée dans laquelle l'arbre primaire et l'arbre secondaire sont liés en rotation par les premiers moyens de liaison à la condition que la première partie ne soit pas animée relativement à sa deuxième partie d'un
mouvement relatif de rotation dans le deuxième sens.
De préférence, le deuxième dispositif d'entraînement peut comprendre des moyens d'embrayage adoptant sélectivement une configuration de solidarisation en rotation de la deuxième partie de la première roue libre et de l'arbre secondaire, et une configuration libre dans laquelle la deuxième partie et
l'arbre secondaire sont libres en rotation.
Par exemple, les premiers moyens de liaison peuvent comprendre un premier pignon moteur monté fixe à rotation sur l'arbre primaire et engrenant une denture portée par
la première partie de la première roue libre.
Avantageusement, le premier dispositif d'entraînement peut comprendre un premier pignon récepteur monté fixe à rotation sur l'arbre secondaire, un pignon intermédiaire monté fou autour de l'arbre primaire et engrenant le premier pignon récepteur, un arbre de marche arrière, un premier pignon de marche arrière monté fou autour de l'arbre de marche arrière et engrenant le pignon intermédiaire, et un second pignon de marche arrière monté fou autour de l'arbre de marche arrière et engrenant la denture de la première partie de la première roue libre, les premier et second pignons de
marche arrière étant solidaires en rotation.
De préférence, les premier et second pignons de marche arrière peuvent adopter sélectivement une configuration solidaire dans laquelle ils sont mutuellement solidaires en rotation, et une configuration libre dans laquelle ils sont libres en rotation l'un par
rapport à l'autre.
Par exemple, le premier dispositif d'entraînement peut comprendre un pignon d'attaque monté fixe à rotation sur l'arbre secondaire, un autre arbre secondaire, un troisième pignon de marche arrière monté fixe à rotation sur l'autre arbre secondaire et engrenant le pignon d'attaque, et un quatrième pignon de marche arrière solidaire de l'autre arbre secondaire et engrenant un second pignon intermédiaire solidaire de la première
partie de la première roue libre.
Avantageusement, le rapport entre le nombre de dents du troisième pignon de marche arrière et le nombre de dents du pignon d'attaque peut être supérieur au rapport entre le nombre de dents du quatrième pignon de marche arrière et le nombre de dents du second pignon intermédiaire. De préférence, le quatrième pignon de marche arrière peut adopter sélectivement une configuration liée dans laquelle il est solidaire en rotation de l'autre arbre secondaire, et une configuration libre dans laquelle il est libre en rotation autour de l'autre arbre secondaire. Par exemple, les deuxièmes moyens de liaison peuvent comprendre un troisième synchroniseur adoptant sélectivement une configuration de liaison dans laquelle l'arbre primaire et l'arbre secondaire sont liés en rotation par les deuxièmes moyens de liaison, une configuration libre dans laquelle l'arbre primaire et l'arbre secondaire ne sont pas liés en rotation par les deuxièmes moyens de liaison, et une configuration transitoire de synchronisation dans laquelle le troisième synchroniseur passe progressivement de sa configuration libre à sa configuration liée par synchronisation des vitesses des arbres primaire et secondaire, le troisième synchroniseur et les moyens d'embrayage du deuxième dispositif d'entraînement étant couplés, de telle sorte que les moyens d'embrayage sont en configuration libre quand le troisième synchroniseur est dans sa configuration de liaison ou de synchronisation, et que le troisième synchroniseur est dans sa configuration libre quand les moyens d'embrayage sont en configuration de solidarisation. D'autres caractéristiques et avantages de
l'invention ressortiront clairement de la description qui
en est faite ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles: - Les figures lA, 1B et lC sont des représentations schématiques simplifiées de la cinématique d'un premier mode de réalisation du véhicule de l'invention, le chemin de passage du couple étant représenté par une ligne grasse, le premier rapport étant engagé sur la figure lA, la figure 1B représentant le passage entre le premier et le second rapport, et le deuxième rapport étant engagé sur la figure 1C, - La figure 2 est une courbe montrant l'accélération y du véhicule (en ordonnée) en fonction du temps t (en abscisse), pendant les trois phases correspondant aux figures lA, 1B et 1C, - La figure 3A est une représentation schématique de la cinématique d'un deuxième mode de réalisation de l'invention permettant de réaliser la fonction frein de stationnement en plus de la fonction passage du second rapport sous couple, la figure 3B représentant schématiquement les positions respectives des différents arbres, et - La figure 4A est une représentation schématique de la cinématique d'un troisième mode de réalisation de l'invention permettant également de réaliser la fonction frein de stationnement en plus de la fonction passage du second rapport sous couple, la figure 4B représentant schématiquement les positions respectives des différents arbres. Comme le montrent les figures lA à 1C, le véhicule comprend un moteur 1, des roues 2, un châssis 10, un arbre primaire 11 entraîné par le moteur 1 dans un sens normal de rotation par rapport au châssis 10, un arbre secondaire 12 lié en rotation aux roues 2, et des premiers et deuxièmes moyens de liaison sélective 20 et en rotation de l'arbre primaire il et de l'arbre
secondaire 12.
Le rapport de la vitesse de rotation de l'arbre secondaire 12 sur la vitesse de rotation de l'arbre primaire 11 est égal à des premier et deuxième rapports de démultiplication prédéterminés, respectivement kl et k2, quand respectivement les premiers et deuxièmes moyens de liaison 20 et 30 lient l'arbre primaire hi et l'arbre
secondaire 12.
Le deuxième rapport de démultiplication k2 est
supérieur au premier rapport de démultiplication ki.
Le véhicule comprend généralement d'autres moyens de liaisons des arbres primaire et secondaire, dont les rapports de démultiplications sont supérieurs à k2, et
qui seront décrits plus loin.
Selon l'invention, les premiers moyens de liaison comprennent une première roue libre 21 dotée d'une première partie 211 liée à l'arbre primaire 11 et tournant dans un premier sens quand l'arbre primaire il tourne dans son sens normal, et d'une deuxième partie 212
coaxiale à la première et liée à l'arbre secondaire 12.
La deuxième partie 212 tourne dans le même premier sens que la première partie 211 quand l'arbre primaire il tourne dans son sens normal et que l'arbre secondaire 12 est lié à l'arbre primaire il par les premiers ou
deuxièmes moyens de liaison 20 ou 30.
La première roue libre 21 autorise la rotation de sa première partie 211 relativement à sa seconde partie 212 dans un second sens opposé au premier, et bloque la rotation de sa première partie 211 relativement à sa
seconde partie 212 dans le premier sens.
Cette première roue libre 21 permet ainsi le passage du couple de sa première partie 211 à sa deuxième partie 212 quand les première et deuxième parties 211 et 212 tournent toutes deux dans le premier sens à vitesses
égales, la première partie 211 entraînant la seconde 212.
En revanche, la première roue libre 21 ne permet pas le passage de couple quand les première et deuxième parties 211 et 212 tournent dans le premier sens, respectivement à des première et deuxième vitesses, la
deuxième vitesse étant supérieure à la première.
De manière symétrique, la première roue libre 21 permet le passage du couple de sa deuxième partie 212 à sa première partie 211 quand les première et deuxième parties 211 et 212 tournent toutes deux dans le second sens à vitesses égales, la deuxième partie 212 entraînant
la première 211.
Et la première roue libre 21 ne permet pas le passage de couple quand les première et deuxième parties 211 et 212 tournent dans le second sens, respectivement à des première et deuxième vitesses, la première vitesse
étant supérieure à la deuxième.
Par ailleurs, le véhicule comprend des moyens d'embrayage 14 liant sélectivement en rotation le moteur
1 et l'arbre primaire 11.
Dans un premier mode de réalisation de l'invention, représenté sur les figures lA, 1B et lC, les premiers et deuxièmes moyens de liaison 20 et 30 comprennent des premier et deuxième synchroniseurs, respectivement 22 et 31, comprenant chacun une partie d'entrée 221/311 liée à l'arbre primaire 11 et une partie de sortie 222/312 liée à l'arbre secondaire 12, et des premier et deuxième organes de démultiplication, respectivement 24 et 33, interposés respectivement entre les parties de sorties 222 et 312 des premier et deuxième synchroniseurs 22 et
31 et l'arbre secondaire 12.
La première roue libre 21 est interposée entre l'arbre primaire 11 et le premier synchroniseur 22, la deuxième partie 211 de la roue libre 21 transmettant le couple à la partie d'entrée 221 du premier synchroniseur 22. De manière connue, les premier et deuxième synchroniseurs 22 et 31 adoptent chacun sélectivement une configuration de liaison dans laquelle l'arbre primaire 11 et l'arbre secondaire 12 sont liés en rotation respectivement par les premiers et deuxièmes moyens de liaison 20 et 30, une configuration libre dans laquelle l'arbre primaire 11 et l'arbre secondaire 12 ne sont pas liés en rotation respectivement par les premiers et deuxièmes moyens de liaison 20 et 30, et une configuration transitoire de synchronisation dans laquelle les premier et deuxième synchroniseurs 22 et 31 passent progressivement de leur configuration libre à leur configuration de liaison par synchronisation des
vitesses des arbres primaire et secondaire 11 et 12.
En configuration de liaison, le couple est transmis par des crabots, et il est ainsi possible de passer des couples élevés tels que ceux transmis du moteur à l'arbre
primaire puis à l'arbre secondaire.
En configuration de synchronisation, deux parties solidaires en rotation respectivement des parties d'entrée et de sortie sont pressées l'une contre l'autre jusqu'à ce que leurs vitesses de rotation s'égalisent, le synchroniseur étant dimensionné pour qu'un couple prédéterminé s'exerce entre les dites parties qui frottent l'une contre l'autre. Ce couple prédéterminé est relativement plus faible que le couple qu'il est possible de passer par les crabots. Il est indépendant du couple
exercé par l'arbre primaire.
Les premier et deuxième organes de démultiplication 24 et 33 sont des jeux de pignons portant des dentures choisies de telles sortes que les vitesses de rotation des arbres secondaire et primaire 12 et 11 soient dans
les rapports de démultiplication kl et k2 mentionnés cidessus.
Le premier organe de démultiplication 24 peut également être interposé entre l'arbre primaire il et la première roue libre 21, ou entre la roue libre 21 et le
premier synchroniseur 22.
De même, le deuxième organe de démultiplication 33 peut également être interposé entre l'arbre primaire il
et le deuxième synchroniseur 32.
La fonction de la première roue libre 21 se
comprend en comparant les figures lA, ls et 1C.
La figure lA représente une configuration dans laquelle ce sont les premiers moyens de liaisons 20 qui transmettent le mouvement de rotation de l'arbre primaire il à l'arbre secondaire 12. Le chemin de passage du couple, symbolisé par la ligne grasse, va donc du moteur 1 à l'arbre primaire il, à travers les moyens d'embrayage 14, puis à l'arbre secondaire 12 à travers la première
roue libre 21 et le premier synchroniseur 22.
L'arbre primaire tourne dans son sens normal, et la première roue libre 21 permet le passage du couple. Les moyens d'embrayage sont en configuration d'embrayage et le premier synchroniseur 22 est dans sa configuration de il liaison. Au contraire, le deuxième synchroniseur 31 est
dans sa configuration libre.
Dans le mode de réalisation de la figure lA, l'arbre primaire 11, les première et deuxième parties 211 et 212 de la roue libre 21 et les parties d'entrée et de sortie 221 et 222 du premier synchroniseur 22 tournent à une même première vitesse wl, par exemple égale à 4000 tours/minute. Au contraire, les parties d'entrée et de sortie 311 et 312 du deuxième synchroniseur 31 tournent à des vitesses différentes, la partie d'entrée à la première vitesse wl de l'arbre primaire 11 et la partie de sortie à une seconde vitesse w2 inférieure à la première vitesse de l'arbre primaire wl, car le deuxième rapport de démultiplication k2 est inférieur au premier kl. w2 est
par exemple égal à 3000 tours/minute.
La figure 1B représente la situation pendant la transition du premier rapport au second rapport, c'est-àdire quand on passe d'une liaison en rotation entre les axes primaire 11 et secondaire 12 effectuée par les premiers moyens de liaison 20 à une liaison effectuée par
les deuxièmes moyens de liaison 30.
Cette transition est effectuée en faisant passer le deuxième synchroniseur 31 dans sa configuration de synchronisation sans ouvrir les moyens d'embrayage 14, l'arbre primaire 11 restant entraîné par le moteur 1, le premier synchroniseur 22 restant en configuration de liaison. La vitesse de l'arbre primaire Il passe alors instantanément à une valeur w3 intermédiaire entre les première et seconde vitesses wl et w2, par exemple 3500 tours/minute et va tendre vers la deuxième vitesse w2, alors que la vitesse de l'arbre secondaire 12 reste
sensiblement la même.
La vitesse de la première partie 211 de la première roue libre 21 va donc décroître également vers la seconde vitesse w2, alors que la deuxième partie 212 de la roue libre 21 et les parties d'entrée et de sortie 221 et 222 du premier synchroniseur 22 restent à la même première
vitesse wl.
Dans ces conditions, la première roue libre 21 ne transmet plus de couple, sa première partie 211 tournant librement autour de la deuxième partie 212. Cette situation perdure pendant toute la durée de la synchronisation effectuée par le deuxième synchroniseur 31. Une fois celle-ci terminée, le deuxième synchroniseur 31 passe dans sa configuration de liaison entre les arbres primaire et secondaire 11 et 12. Le premier synchroniseur 22 peut alors passer dans sa
configuration libre.
La situation finale est représentée sur la figure lc. La figure 2 représente l'accélération du véhicule en fonction du temps pendant le passage du premier au
second rapport.
Pendant une première période correspondant à la situation de la figure lA, marquée A sur la figure 2, le couple moteur est transmis par les premiers moyens de
liaison 20, et l'accélération du véhicule est forte.
Puis, quand le deuxième synchroniseur 31 passe en configuration de synchronisation, la première roue libre 21 n'autorise plus le passage du couple moteur par les premiers moyens de liaison 20, celui-ci passant uniquement de l'arbre primaire 11 à l'arbre secondaire 12
à travers le second synchroniseur 31.
Cette période, marquée B sur la figure 2,
correspond à la situation de la figure 1B.
L'accélération du véhicule reste positive, et correspond à l'accélération obtenue avec le couple de dimensionnement du deuxième synchroniseur 31 pendant sa phase de synchronisation, généré par le frottement de
synchronisation, qui peut être par exemple 20 m.N.
Enfin, pendant une troisième période correspondant à la situation de la figure 1C, marquée C sur la figure 2, le deuxième synchroniseur 31 est passé dans sa configuration de liaison, c'est-à-dire que le couple de l'arbre primaire est transmis par des crabots à l'arbre secondaire. Le véhicule subit de nouveau une accélération élevée, mais relativement plus faible que celle subie en période A. Contrairement à l'art antérieur, le véhicule ne subit donc jamais de décélération entre les périodes A et
C, ce qui augmente le confort des passagers.
Par ailleurs, pour un véhicule automobile équipé d'un alternateur, il est possible de raccourcir la durée de la décélération angulaire de l'arbre primaire pendant la période B en prélevant une partie du couple moteur à l'aide de l'alternateur. On rend ainsi la période B plus
courte et on améliore encore le confort des passagers.
On décrira maintenant en référence aux figures 3 et 4 deux autres modes de réalisation de l'invention qui, outre l'amélioration du confort des passagers décrite précédemment, permettent de réaliser un blocage en position du véhicule quand celui-ci est en stationnement,
et en particulier quand il est stationné sur une pente.
Le véhicule comprend un premier dispositif d'entraînement 40 liant sélectivement en rotation l'arbre secondaire 12 et la première partie 211 de la première roue libre 21, et un deuxième dispositif d'entraînement liant en rotation l'arbre secondaire 12 et la deuxième
partie 212 de la première roue libre 21.
Plus précisément, la deuxième partie 212 de la première roue libre 21 comprend un manchon monté fou autour de l'arbre secondaire 12. Le deuxième dispositif d'entraînement 15 comprend des moyens d'embrayage solidarisant sélectivement en rotation le manchon et
l'arbre secondaire.
La première partie 211 de la première roue libre présente la forme d'une couronne entourant le manchon formé par la deuxième partie 212, cette couronne portant
une denture sur un bord radialement externe.
Les premiers moyens de liaison 20 comprennent un premier pignon moteur 23 monté fixe à rotation sur l'arbre primaire 11 et engrenant la denture de la première partie 211 de la première roue libre 21. La première roue libre 21 constitue le pignon récepteur
correspondant à ce premier pignon moteur 23.
Dans le second mode de réalisation de l'invention, représenté sur les figures 3A et 3B, le premier dispositif d'entraînement 40 comprend un premier pignon récepteur 41 monté fixe à rotation sur l'arbre secondaire 12, un pignon intermédiaire 42 monté fou autour de l'arbre primaire 11 et engrenant le premier pignon récepteur 41, un arbre de marche arrière 43 fixe, un premier pignon de marche arrière 44 monté fou autour de l'arbre de marche arrière 43 et engrenant le pignon intermédiaire 42, et un second pignon de marche arrière monté fou autour de l'arbre de marche arrière 43 et engrenant la denture de la première partie 211 de la
première roue libre 21.
Un synchroniseur de marche arrière 46 permet aux premier et second pignons de marche arrière 44 et 45 d'adopter sélectivement une configuration solidaire dans laquelle ils sont mutuellement solidaires en rotation, et une configuration libre dans laquelle ils sont libres en
rotation l'un par rapport à l'autre.
Le véhicule comprend par ailleurs un pignon d'attaque 51 monté fixe à rotation sur l'arbre secondaire 12, ce pignon d'attaque 51 étant lié en rotation aux roues motrices du véhicule par l'intermédiaire d'un
différentiel 17.
On réalise le blocage en position du véhicule, moteur à l'arrêt, en engageant la marche arrière, c'est35 à-dire en solidarisant en rotation les premier et second pignons de marche arrière 44 et 45 à l'aide du
synchroniseur de marche arrière 46.
Quand le véhicule se trouve stationné sur une pente positive, c'est-àdire montant dans le sens de déplacement normal du véhicule, le véhicule est entraîné
vers l'arrière par son propre poids.
Les roues entraînent alors le pignon d'attaque 51 et l'arbre secondaire 12 en rotation dans un sens arrière correspondant au second sens, le premier sens étant représenté par une flèche autour de l'arbre secondaire
sur la figure 3A.
La deuxième partie 212 de la première roue libre 21
est alors entraînée en rotation dans ce même second sens.
La première partie 211 de la première roue libre 21 est entraînée dans le premier sens par le premier dispositif
d'entraînement 40.
La première roue libre 21, dans cette configuration, transmet le couple de la deuxième partie 212 vers la première partie 211, bloquant ainsi l'arbre
secondaire 12 en rotation.
On réalise ainsi de façon très simple, en profitant des propriétés de la première roue libre 21, un blocage
du véhicule en stationnement dans une pente positive.
Quand le véhicule se trouve stationné sur une pente négative, c'est-à-dire descendant dans le sens de déplacement normal du véhicule, le véhicule est entraîné
vers l'avant par son propre poids.
Les roues entraînent alors le pignon d'attaque 51 et l'arbre secondaire 12 en rotation dans un sens avant,
c'est à dire dans le premier sens.
La deuxième partie 212 de la première roue libre 21 est alors entraînée en rotation dans ce même premier sens. La première partie 211 de la première roue libre 21 est entraînée dans le second sens par le premier
dispositif d'entraînement 40.
Cette première partie 211 entraîne elle-même l'arbre primaire 11 en rotation dans un sens anti-normal opposé au sens normal par l'intermédiaire du premier pignon moteur 23. Le sens normal de rotation est représenté sur les figures 3A et 4A par des flèches
autour de l'arbre primaire.
Dans cette configuration, la première roue libre 21 ne transmet pas le couple, sa première partie 211 tournant folle autour de sa seconde partie 212. Le mouvement est donc transmis des roues jusqu'à l'arbre primaire. De façon à réaliser le blocage, le véhicule comprend une seconde roue libre 16 interposée entre l'arbre primaire 11 et le châssis 10 et bloquant la rotation de l'arbre primaire 1l en sens anti-normal, ce qui a pour effet de bloquer la rotation de l'arbre
secondaire 1l en sens avant.
On réalise ainsi un blocage du véhicule en
stationnement dans une pente négative.
Pour que le véhicule puisse être propulsé par le moteur en marche arrière, il est nécessaire que les premiers moyens de liaison 20 soient débrayables, c'està-dire adoptent sélectivement une position débrayée dans laquelle l'arbre primaire 11 et l'arbre secondaire 12 ne sont pas liés en rotation par les premiers moyens de liaison 20, quelque soit le sens de rotation de la première partie 211 de la première roue libre relativement à la deuxième partie 212, ou une position embrayée dans laquelle l'arbre primaire il et l'arbre secondaire 12 sont liés en rotation par les premiers moyens de liaison 20 à la condition que la première roue libre 21 transmette le couple, c'est-à-dire à la condition que sa première partie 211 ne soit pas animé relativement à sa deuxième partie 212 d'un mouvement
relatif de rotation dans le deuxième sens.
Cet effet est obtenu à l'aide du deuxième dispositif d'entraînement 15, qui, comme on l'a précisé plus haut comprend des moyens d'embrayage, ces moyens adoptant sélectivement une configuration de solidarisation en rotation de la deuxième partie 212 de la première roue libre 21 et de l'arbre secondaire 12, ou une configuration libre dans laquelle la deuxième partie 212 et de l'arbre secondaire 12 sont toujours libres en
rotation l'un par rapport à l'autre.
Pour que le véhicule puisse être entraîné en marche arrière par l'arbre primaire 11, il faut donc que les premier et second pignons de marche arrière 44 et 45 soient solidarisés par le synchroniseur de marche arrière 46, et que les moyens d'embrayage du deuxième dispositif
d'entraînement 15 soient en configuration libre.
Le moteur 1 entraîne alors l'arbre primaire 11 en sens normal, celui-ci entraînant les deux pignons de marche arrière 44 et 45 par l'intermédiaire de la
première partie 211 de la roue libre 21.
Le premier pignon récepteur 41 est alors entraîné
dans le second sens, de même que l'arbre secondaire 12.
La première partie 211 de la roue libre 21 tourne dans le premier sens et entraîne la seconde partie 212 dans le même premier sens, la seconde partie 212 tournant folle autour de l'arbre secondaire. Dans la configuration de solidarisation des moyens d'embrayage du deuxième dispositif d'entraînement 15, cette situation aurait
entraîné le blocage de la première roue libre.
L'arbre secondaire 12, tournant dans le second sens, entraîne les roues du véhicule de façon à ce que
celui-ci soit propulsé vers l'arrière.
On notera que les deuxièmes moyens de liaison 30 comprennent un second pignon moteur 34 monté fixe à rotation sur l'arbre primaire 11, un second pignon récepteur 35 monté fixe à rotation sur l'arbre secondaire 12 et engrenant le second pignon moteur 35, et un troisième synchroniseur 32 adoptant sélectivement une configuration de liaison dans laquelle le second pignon récepteur 35 et l'arbre secondaire 12 sont solidaires en rotation, une configuration libre dans laquelle le second pignon récepteur 35 et l'arbre secondaire 12 sont libres en rotation l'un par rapport à l'autre, et une configuration transitoire de synchronisation dans laquelle le deuxième synchroniseur 32 passe progressivement de sa configuration libre à sa configuration liée par synchronisation des vitesses des
arbres primaire et secondaire 11 et 12.
Dans un mode de réalisation avantageux, le troisième synchroniseur 32 est couplé avec des moyens d'embrayage du deuxième dispositif d'entraînement 15. Les moyens d'embrayage sont alors dans leur configuration libre quand le troisième synchroniseur 32 est dans sa configuration de liaison ou de synchronisation, et le troisième synchroniseur 32 est dans sa configuration libre quand les moyens d'embrayage sont en configuration
de solidarisation.
Comme le montre la figure 3A, le véhicule comprend également des troisièmes, quatrièmes, cinquièmes et sixièmes moyens de liaison sélective entre les arbres primaire et secondaire il et 12, respectivement référencés 60, 70, 80 et 90. Tous présentent des rapports de démultiplication supérieurs à ceux des premiers et
deuxièmes moyens de liaison 20 et 30.
Les troisièmes moyens de liaison 60 comprennent un troisième pignon moteur 61 monté fou autour de l'arbre primaire 11, un troisième pignon récepteur 62 monté fixe à rotation sur l'arbre secondaire 12 et engrenant le troisième pignon moteur 61, et un quatrième synchroniseur 63 solidarisant sélectivement en rotation le troisième
pignon moteur 61 et l'arbre primaire 11.
Les quatrièmes moyens de liaison 70 comprennent un quatrième pignon moteur 71 monté fou autour de l'arbre primaire 11, un quatrième pignon récepteur 72 monté fixe à rotation sur l'arbre secondaire 12 et engrenant le quatrième pignon moteur 71, le quatrième synchroniseur 63 étant un synchroniseur double solidarisant sélectivement en rotation le quatrième pignon moteur 71 et l'arbre
primaire 11.
Les cinquièmes moyens de liaison 80 comprennent le pignon intermédiaire 42, le premier pignon récepteur 41 et un cinquième synchroniseur 81 solidarisant sélectivement en rotation le pignon intermédiaire 42 et
l'arbre primaire 11.
Les sixièmes moyens de liaison 90 comprennent un cinquième pignon moteur 91 monté fou autour de l'arbre primaire 11, un cinquième pignon récepteur 92 monté fixe à rotation sur l'arbre secondaire 12 et engrenant le cinquième pignon moteur 91, le cinquième synchroniseur 81 étant un synchroniseur double solidarisant sélectivement en rotation le cinquième pignon moteur 91 et l'arbre
primaire 11.
Quand les arbres primaire et secondaire 11 et 12 sont liés en rotation par les troisièmes, quatrièmes, cinquièmes ou sixièmes moyens de liaison 60, 70, 80 ou 90, les premiers moyens de liaison 20 peuvent
indifféremment être embrayées ou débrayées.
Bien entendu, le véhicule comprend des paliers de guidage en rotation des arbres primaire et secondaire 11
et 12.
Le troisième mode de réalisation de l'invention est représenté sur les figures 4A et 4B. Il permet d'obtenir les mêmes effets que le deuxième mode de réalisation de l'invention, avec une cinématique différente. Seuls les éléments de ce troisième mode de réalisation présentant des différences avec le second mode de réalisation seront décrits ici, les éléments identiques ou jouant le même
rôle dans les deux cas portant les mêmes références.
Le premier dispositif d'entraînement 40 comprend ici le pignon d'attaque 51, un autre arbre secondaire 52, un troisième pignon de marche arrière 53 monté fixe à rotation sur l'autre arbre secondaire 52 et engrenant le pignon d'attaque 51, et un quatrième pignon de marche arrière 54 engrenant un deuxième pignon intermédiaire 215 solidaire de la première partie 211 de la première roue
libre 21.
Un second synchroniseur de marche arrière 55 permet au quatrième pignon de marche arrière 54 d'adopter sélectivement une configuration liée dans laquelle il est solidaire en rotation de l'autre arbre secondaire 52, et une configuration libre dans laquelle il est libre en
rotation autour de l'autre arbre secondaire 52.
Le rapport entre le nombre de dents du troisième pignon de marche arrière 53 et le nombre de dents du pignon d'attaque 51 est supérieur au rapport entre le nombre de dents du quatrième pignon de marche arrière 54
et le nombre de dents du second pignon intermédiaire 215.
Pour réaliser le blocage en position du véhicule, on engage le rapport de marche arrière, c'est-à-dire on solidarise en rotation le quatrième pignon de marche
arrière 54 et l'autre arbre secondaire 52.
De même que précédemment, quand le véhicule se trouve sur une pente positive, l'arbre secondaire 12 est entraîné dans le second sens, la deuxième partie 212 de la première roue libre 21 étant également entraînée dans
ce second sens.
La première partie 211 de la première roue libre 21 est entraînée par l'intermédiaire des troisième et quatrième pignons de marche arrière 53 et 54 dans ce même second sens, à une vitesse de rotation inférieure à celle de la seconde partie 212 du fait des rapports de nombre
de dents cités plus haut.
Dans cette situation la première partie 211 de la première roue libre 21 est solidaire en rotation de la deuxième partie 212, bloquant la rotation de l'arbre
secondaire 12.
Quand le véhicule se trouve sur une pente négative, l'arbre secondaire 12 est entraîné dans le premier sens, la deuxième partie 212 de la première roue libre 21 étant
également entraînée dans ce premier sens.
La première partie 211 de la première roue libre 21 est entraînée par l'intermédiaire des troisième et quatrième pignons de marche arrière 53 et 54 dans ce même premier sens, à une vitesse de rotation inférieure à celle de la seconde partie 212 du fait des rapports de
nombre de dents cités plus haut.
La première partie 211 de la première roue libre est alors libre en rotation relativement à la seconde et peut entraîner l'arbre primaire 11 en sens anti-normal. L'arbre primaire est dans ce cas bloqué en rotation par
la seconde roue libre 16.
Comme précédemment, les premier moyens de liaison sont débrayés quand le véhicule est propulsé en marche
arrière.
Il est à noter que dans ce mode de réalisation le quatrième pignon de marche arrière 54 ne peut pas engrener directement la denture de la première partie 211 de la première roue libre 21 car le nombre de dents de celle-ci ne permettrait pas de respecter la condition sur
les rapports de nombres de dents énoncée plus haut.
Dans ce mode de réalisation, les troisièmes moyens de liaison 60 comprennent un sixième pignon moteur 64 monté fixe à rotation autour de l'arbre primaire 11, un sixième pignon récepteur 65 monté fou sur l'arbre secondaire 12 et engrenant le sixième pignon moteur 64, et un sixième synchroniseur 66 solidarisant sélectivement en rotation le sixième pignon récepteur 65 et l'arbre
secondaire 12.
Les quatrièmes moyens de liaison 70 comprennent un septième pignon moteur 73 monté fixe à rotation autour de l'arbre primaire 11, un septième pignon récepteur 74 monté fou sur l'arbre secondaire 12 et engrenant le septième pignon moteur 73, et le sixième synchroniseur 66 étant un synchroniseur double solidarisant sélectivement en rotation le septième pignon récepteur 74 et l'arbre
secondaire 12.
Les cinquièmes moyens de liaison 80 comprennent un huitième pignon moteur 82 monté fixe à rotation sur l'arbre primaire 11, un huitième pignon récepteur 83 monté fou sur l'autre arbre secondaire 52 et engrenant le huitième pignon moteur 82 et un septième synchroniseur 84 solidarisant sélectivement en rotation le huitième pignon
récepteur 83 et l'autre arbre secondaire 52.
Les sixièmes moyens de liaison 90 comprennent un neuvième pignon récepteur 93 monté fou autour de l'autre arbre secondaire 12 et engrenant le septième pignon moteur 73, le septième synchroniseur 84 étant un synchroniseur double solidarisant sélectivement en rotation le neuvième pignon récepteur 93 et l'autre arbre
secondaire 52.
Il est à noter pour terminer que les moyens d'embrayage du deuxième dispositif d'entraînement 15
peuvent être remplacés par un synchroniseur.
Claims (14)
1. Véhicule automobile, comprenant un moteur (1), un châssis (10), des roues (2), un arbre primaire (11) entraîné par le moteur (1) dans un sens normal de rotation par rapport au châssis (10), un arbre secondaire (12) lié en rotation aux roues (2), et des premiers et deuxièmes moyens de liaison sélective en rotation (20, 30) de l'arbre primaire (11) et de l'arbre secondaire (12), le rapport de la vitesse de rotation de l'arbre secondaire (12) sur la vitesse de rotation de l'arbre primaire (11) étant égal à des premier et deuxième rapports de démultiplication prédéterminés respectivement quand les premiers et deuxièmes moyens de liaison (20, ) lient l'arbre primaire (11) et l'arbre secondaire (12), le deuxième rapport de démultiplication étant supérieur au premier, caractérisé en ce que les premiers moyens de liaison (20) comprennent une première roue libre (21) dotée d'une première partie (211) liée en rotation à l'arbre primaire (11) et tournant dans un premier sens quand l'arbre primaire (11) tourne dans son sens normal, et d'une deuxième partie (212) coaxiale à la première et liée en rotation à l'arbre secondaire (12), la deuxième partie (12) tournant dans le même premier sens quand l'arbre primaire (11) tourne dans son sens normal et que l'arbre secondaire (12) est lié à l'arbre primaire (11) par les premiers ou deuxièmes moyens de liaison (20, 30), la première roue libre (21) autorisant la rotation de sa première partie (211) relativement à sa deuxième partie (212) dans un deuxième sens opposé au premier, et bloquant la rotation de sa première partie (211) relativement à sa deuxième partie (212) dans le
premier sens.
2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers et deuxièmes moyens de liaison (20, 30) comprennent des premier et deuxième synchroniseurs (22, 31), ces premier et deuxième synchroniseurs adoptant chacun sélectivement une configuration de liaison dans laquelle l'arbre primaire (11) et l'arbre secondaire (12) sont liés en rotation respectivement par les premiers et deuxièmes moyens de liaison (20, 30), une configuration libre dans laquelle l'arbre primaire (11) et l'arbre secondaire (12) ne sont pas liés en rotation respectivement par les premiers et deuxièmes moyens de liaison (20, 30), et une configuration transitoire de synchronisation dans laquelle les premier et deuxième synchroniseurs (22, 31) passent progressivement de leur configuration libre à leur configuration de liaison par synchronisation des
vitesses des arbres primaire et secondaire (11, 12).
3. Véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'embrayage (14) liant sélectivement en rotation le moteur (1) et
l'arbre primaire (11).
4. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un premier dispositif d'entraînement (40) liant sélectivement en rotation l'arbre secondaire (12) et la première partie (211) de la première roue libre (21), et un deuxième dispositif d'entraînement (15) liant en rotation l'arbre secondaire (11) et la deuxième partie (212) de la première roue libre (21), le déplacement du véhicule vers l'arrière entraînant la rotation de l'arbre secondaire (12) dans un sens arrière, l'arbre secondaire (12) entraînant à son tour la deuxième partie (212) en rotation dans le second sens, et entraînant la première partie (211) en rotation dans le premier sens ou dans le second sens à une vitesse inférieure à la vitesse de la deuxième partie (212), la première roue libre (21) bloquant alors l'arbre
secondaire (12) en rotation.
5. Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que le déplacement du véhicule vers l'avant entraîne la rotation de l'arbre secondaire (12) dans un sens avant opposé au sens arrière, l'arbre secondaire (12) entraînant à son tour la deuxième partie (212) de la première roue libre (21) en rotation dans le premier sens, et entraînant la première partie (211) de la première roue libre (21) en rotation dans le second sens ou dans le premier sens à une vitesse supérieure à la vitesse de la deuxième partie (212), cette première partie (211) étant alors libre en rotation autour de la deuxième partie (212) et entraînant elle-même l'arbre primaire (11) en rotation dans un sens anti-normal opposé au sens normal, et en ce que le véhicule comprend une seconde roue libre (16) interposée entre l'arbre primaire (11) et le châssis (10) et bloquant la rotation de l'arbre primaire (11) en sens anti-normal et donc la
rotation de l'arbre secondaire (12) en sens avant.
6. Véhicule selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les premiers moyens de liaison (20) soient débrayables, c'est-à-dire adoptent sélectivement une position débrayée dans laquelle l'arbre primaire (11) et l'arbre secondaire (12) ne sont pas liés en rotation par les premiers moyens de liaison (20), quelque soit le sens de rotation de la première partie (211) de la première roue libre relativement à la deuxième partie (212), ou une position embrayée dans laquelle l'arbre primaire (11) et l'arbre secondaire (12) sont liés en rotation par les premiers moyens de liaison (20) à la condition que la première partie (211) ne soit pas animé relativement à sa deuxième partie (212) d'un mouvement
relatif de rotation dans le deuxième sens.
7. Véhicule selon la revendication 6, caractérisé en ce que le deuxième dispositif d'entraînement (15) comprend des moyens d'embrayage adoptant sélectivement une configuration de solidarisation en rotation de la deuxième partie (212) de la première roue libre (21) et de l'arbre secondaire (12), et une configuration libre dans laquelle la deuxième partie (212) et l'arbre
secondaire (12) sont libres en rotation.
8. Véhicule selon l'une quelconque des
revendications 4 à 7, caractérisé en ce que les premiers
moyens de liaison (20) comprennent un premier pignon moteur (23) monté fixe à rotation sur l'arbre primaire (11) et engrenant une denture portée par la première
partie (211) de la première roue libre (21).
9. Véhicule selon l'une quelconque des
revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le premier
dispositif d'entraînement (40) comprend un premier pignon récepteur (41) monté fixe à rotation sur l'arbre secondaire (12), un pignon intermédiaire (42) monté fou autour de l'arbre primaire (11) et engrenant le premier pignon récepteur (41), un arbre de marche arrière (43), un premier pignon de marche arrière (44) monté fou autour de l'arbre de marche arrière (43) et engrenant le pignon intermédiaire (42), et un second pignon de marche arrière (45) monté fou autour de l'arbre de marche arrière (43) et engrenant la denture de la première partie (211) de la première roue libre (21), les premier et second pignons
de marche arrière (44, 45) étant solidaires en rotation.
10. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce que les premier et second pignons de marche arrière (44, 45) adoptent sélectivement une configuration solidaire dans laquelle ils sont mutuellement solidaires en rotation, et une configuration libre dans laquelle ils
sont libres en rotation l'un par rapport à l'autre.
11. Véhicule selon l'une quelconque des
revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le premier
dispositif d'entraînement (40) comprend un pignon d'attaque (51) monté fixe à rotation sur l'arbre secondaire (12), un autre arbre secondaire (52), un troisième pignon de marche arrière (53) monté fixe à rotation sur l'autre arbre secondaire (52) et engrenant le pignon d'attaque (51), et un quatrième pignon de marche arrière (54) solidaire de l'autre arbre secondaire (52) et engrenant un second pignon intermédiaire (215) solidaire de la première partie (211) de la première roue
libre (21).
12. Véhicule selon la revendication 11, caractérisé en ce que le rapport entre le nombre de dents du troisième pignon de marche arrière (53) et le nombre de dents du pignon d'attaque (51) est supérieur au rapport entre le nombre de dents du quatrième pignon de marche arrière (54) et le nombre de dents du second pignon
intermédiaire (215).
13. Véhicule selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que le quatrième pignon de marche arrière (54) adopte sélectivement une configuration liée dans laquelle il est solidaire en rotation de l'autre arbre secondaire (52), et une configuration libre dans laquelle il est libre en rotation autour de l'autre arbre
secondaire (52).
14. Véhicule selon l'une quelconque des
revendications 4 à 13 en combinaison avec la
revendication 7, caractérisé en ce que les deuxièmes moyens de liaison (30) comprennent un troisième synchroniseur (32) adoptant sélectivement une configuration de liaison dans laquelle l'arbre primaire (11) et l'arbre secondaire (12) sont liés en rotation par les deuxièmes moyens de liaison (30), une configuration libre dans laquelle l'arbre primaire (11) et l'arbre secondaire (12) ne sont pas liés en rotation par les deuxièmes moyens de liaison (30), et une configuration transitoire de synchronisation dans laquelle le troisième synchroniseur passe progressivement de sa configuration libre à sa configuration liée par synchronisation des vitesses des arbres primaire et secondaire (11, 12), le troisième synchroniseur (32) et les moyens d'embrayage du deuxième dispositif d'entraînement (15) étant couplés, de telle sorte que les moyens d'embrayage sont en configuration libre quand le troisième synchroniseur (32) est dans sa configuration de liaison ou de synchronisation, le troisième synchroniseur (32) étant dans sa configuration libre quand les moyens d'embrayage
sont en configuration de solidarisation.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20130329 |