FR3067079A1 - VEHICLE POWER UNIT WITH PENDULAR DAMPING DEVICE - Google Patents
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Abstract
Procédé de détermination de la valeur de la raideur de la fixation du support d'un dispositif d'amortissement pendulaire à un composant de groupe motopropulseur de véhicule, ce dispositif d'amortissement pendulaire visant à amortir une oscillation de torsion se propageant dans le groupe motopropulseur, et comprenant au moins un corps pendulaire mobile par rapport au support, ce dispositif d'amortissement pendulaire étant associé à un moment d'inertie dynamique égal au rapport entre le couple associé à l'oscillation de torsion appliqué sur le dispositif d'amortissement pendulaire et la dérivée seconde temporelle de l'angle de rotation autour de l'axe de rotation du composant d'un point du support du dispositif d'amortissement pendulaire par rapport à sa position de repos, procédé dans lequel: - on détermine une valeur absolue prédéfinie pour le produit : - de la valeur du couple transmis à travers la fixation du support du dispositif d'amortissement pendulaire au composant lorsqu'une oscillation de torsion est appliquée sur le dispositif d'amortissement pendulaire, et - de la valeur de ce moment d'inertie dynamique, et - on détermine la valeur de cette raideur de manière à ce que la valeur absolue dudit produit soit inférieure à la valeur absolue prédéfinie.Method for determining the value of the stiffness of the attachment of the support of a pendulum damping device to a vehicle powertrain component, this pendulum damping device for damping a torsional oscillation propagating in the powertrain and comprising at least one movable pendular body with respect to the support, said pendular damping device being associated with a dynamic moment of inertia equal to the ratio between the torque associated with the torsional oscillation applied to the pendular damping device and the time second derivative of the angle of rotation about the axis of rotation of the component of a point of the support of the pendulum damping device with respect to its rest position, in which method: - an absolute value is determined predefined for the product: - the value of the torque transmitted through the fixing of the support of the pendulum damping device to the omposant when a torsional oscillation is applied to the pendular damping device, and - the value of this dynamic moment of inertia, and - the value of this stiffness is determined so that the absolute value of said product is less than the predefined absolute value.
Description
Groupe motopropulseur de véhicule avec dispositif d’amortissement pendulaireVehicle powertrain with pendulum damping device
La présente invention concerne un groupe motopropulseur de véhicule avec un dispositif d’amortissement pendulaire.The present invention relates to a vehicle powertrain with a pendulum damping device.
L’invention s’applique notamment aux véhicules dits « passagers ». L’invention peut encore s’appliquer aux véhicules dits « industriels », ces derniers étant par exemple des poids lourds, des véhicules de transport en commun, ou des véhicules agricoles.The invention applies in particular to so-called "passenger" vehicles. The invention can also be applied to so-called "industrial" vehicles, the latter being for example heavy goods vehicles, public transport vehicles, or agricultural vehicles.
Dans une telle application, le dispositif d’amortissement pendulaire peut être intégré à un système d’amortissement de torsion d’un embrayage apte à relier sélectivement le moteur thermique à la boîte de vitesses, afin de filtrer les oscillations de torsion dues aux acyclismes du moteur. Un tel système d’amortissement est par exemple un double volant amortisseur.In such an application, the pendulum damping device can be integrated into a torsional damping system of a clutch able to selectively connect the heat engine to the gearbox, in order to filter the torsional oscillations due to acyclic movements of the engine. Such a damping system is for example a double damping flywheel.
En variante, dans une telle application, le dispositif d’amortissement pendulaire peut être intégré à un disque de friction de l’embrayage, à une boîte de vitesses, robotisée ou non, ou à un convertisseur de couple hydrodynamique.Alternatively, in such an application, the pendulum damping device can be integrated into a clutch friction disc, a gearbox, robotized or not, or a hydrodynamic torque converter.
Un tel dispositif d’amortissement pendulaire met classiquement en œuvre un support et un ou plusieurs corps pendulaires mobiles par rapport à ce support, le déplacement par rapport au support des corps pendulaires étant guidé par des organes de roulement coopérant d’une part avec des pistes de roulement solidaires du support, et d’autre part avec des pistes de roulement solidaires des corps pendulaires. Chaque corps pendulaire comprend par exemple deux masses pendulaires reliées entre elles par un ou plusieurs organes de liaison.Such a pendulum damping device conventionally implements a support and one or more pendulum bodies movable relative to this support, the displacement relative to the support of the pendulum bodies being guided by rolling members cooperating on the one hand with tracks. of rolling integral with the support, and on the other hand with rolling tracks integral with the pendulum bodies. Each pendulum body comprises for example two pendulum masses connected together by one or more connecting members.
Le support du dispositif d’amortissement pendulaire est généralement fixé sur un élément du groupe motopropulseur, par exemple sur un flasque, par des moyens de fixation qui sont par exemple des rivets.The support of the pendulum damping device is generally fixed on an element of the powertrain, for example on a flange, by fixing means which are for example rivets.
Il existe un besoin pour améliorer encore les dispositifs d’amortissement pendulaire, notamment pour améliorer leur efficacité.There is a need to further improve the pendulum damping devices, in particular to improve their efficiency.
L’invention a pour objet de répondre à ce besoin et elle y parvient, selon l’un de ses aspects, à l’aide d’un procédé de détermination de la valeur de la raideur de la fixation du support d’un dispositif d’amortissement pendulaire à un composant de groupe motopropulseur de véhicule, ce dispositif d’amortissement pendulaire visant à amortir une oscillation de torsion se propageant dans le groupe motopropulseur, et comprenant au moins un corps pendulaire mobile par rapport au support, ce dispositif d’amortissement pendulaire étant associé à un moment d’inertie dynamique égal au rapport entre le couple associé à l’oscillation de torsion appliquée sur le dispositif d’amortissement pendulaire et la dérivée seconde temporelle de l’angle de rotation autour de l’axe de rotation du composant d’un point du support du dispositif d’amortissement pendulaire par rapport à sa position de repos, procédé dans lequel:The object of the invention is to meet this need and it achieves this, according to one of its aspects, using a method for determining the value of the stiffness of the fixing of the support of a device for pendulum damping to a powertrain component of a vehicle, this pendulum damping device aimed at damping a torsional oscillation propagating in the powertrain, and comprising at least one pendular body movable relative to the support, this damping device pendulum being associated with a dynamic moment of inertia equal to the ratio between the torque associated with the torsional oscillation applied to the pendular damping device and the second time derivative of the angle of rotation around the axis of rotation of the component of a point of the support of the pendulum damping device with respect to its rest position, method in which:
- on détermine une valeur absolue prédéfinie pour le produit :- a predefined absolute value for the product is determined:
- de la valeur du couple transmis à travers la fixation du support du dispositif d’amortissement pendulaire au composant lorsqu’une oscillation de torsion est appliquée sur le dispositif d’amortissement pendulaire, et- of the value of the torque transmitted through the attachment of the support of the pendulum damping device to the component when a torsional oscillation is applied to the pendulum damping device, and
- de la valeur de ce moment d’inertie dynamique, et- the value of this moment of dynamic inertia, and
- on détermine la valeur de cette raideur de manière à ce que la valeur absolue dudit produit soit inférieure à la valeur absolue prédéfinie.- The value of this stiffness is determined so that the absolute value of said product is less than the predefined absolute value.
L’invention repose sur la constatation que la valeur de la raideur de la fixation du support du dispositif d’amortissement pendulaire au composant du groupe motopropulseur peut être utilisée pour agir sur l’efficacité de ce dispositif d’amortissement pendulaire. En choisissant pour cette raideur des valeurs selon l’invention, on réduit l’amplitude des perturbations appliquées au dispositif d’amortissement pendulaire et on améliore donc son efficacité ainsi que la valeur du moment d’inertie dynamique associé au dispositif d’amortissement pendulaire.The invention is based on the observation that the value of the stiffness of the attachment of the support of the pendulum damping device to the component of the powertrain can be used to act on the efficiency of this pendulum damping device. By choosing values for this stiffness according to the invention, the amplitude of the disturbances applied to the pendulum damping device is reduced and its efficiency is thus improved as well as the value of the moment of inertia dynamic associated with the pendulum damping device.
Au sens de la présente demande :Within the meaning of this request:
- « axialement » signifie « parallèlement à l’axe de rotation du composant»,- "axially" means "parallel to the axis of rotation of the component",
- « radialement » signifie « le long d’un axe appartenant à un plan orthogonal à l’axe de rotation du composant et coupant cet axe de rotation»,- "radially" means "along an axis belonging to a plane orthogonal to the axis of rotation of the component and intersecting this axis of rotation",
- « angulairement » ou « circonférentiellement » signifie « autour de l’axe de rotation du composant»,- "angularly" or "circumferentially" means "around the axis of rotation of the component",
- « orthoradialement » signifie « perpendiculairement à une direction radiale »,- "orthoradially" means "perpendicular to a radial direction",
- « solidaire » signifie « rigidement couplé »,- "united" means "rigidly coupled",
- l’ordre d’excitation d’un moteur thermique est égal au nombre d’explosions de ce moteur par tour de vilebrequin,- the order of excitation of a heat engine is equal to the number of explosions of this engine per revolution of the crankshaft,
- « en amont » et « en aval » s’apprécient selon le sens de transmission du couple depuis le moteur thermique vers les roues du groupe motopropulseur, et- "upstream" and "downstream" are assessed according to the direction of torque transmission from the engine to the wheels of the powertrain, and
- la position de repos d’un point du dispositif d’amortissement pendulaire est celle dans laquelle est ce point en l’absence d’oscillations de torsion provenant des acyclismes du moteur thermique.- The rest position of a point of the pendulum damping device is that in which is this point in the absence of torsional oscillations from the acyclisms of the heat engine.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, on choisit la valeur de la raideur (kj) de la fixation de manière à ce que l’équation suivante soit vérifiée :According to an exemplary implementation of the invention, the value of the stiffness (kj) of the binding is chosen so that the following equation is verified:
- L désignant le moment d’inertie du support du dispositif d’amortissement pendulaire par rapport à l’axe de rotation du composant,- L designating the moment of inertia of the support of the pendulum damping device with respect to the axis of rotation of the component,
- ω étant le produit de l’ordre d’excitation du moteur thermique du groupe motopropulseur et de la vitesse de rotation du vilebrequin de ce groupe motopropulseur,- ω being the product of the order of excitation of the engine of the powertrain and of the speed of rotation of the crankshaft of this powertrain,
- a étant un coefficient de sécurité, étant notamment compris entre 1,5 et 2, par exemple égal à 2- a being a safety coefficient, being in particular between 1.5 and 2, for example equal to 2
- I2 désignant le moment d’inertie de l’ensemble formé par le composant et par la partie du groupe motopropulseur en aval du composant, ce moment étant calculé au niveau de la fixation du support du dispositif d’amortissement pendulaire au composant et par rapport à l’axe de rotation du composant,- I 2 designating the moment of inertia of the assembly formed by the component and by the part of the powertrain downstream of the component, this moment being calculated at the level of the attachment of the support of the pendulum damping device to the component and by relative to the axis of rotation of the component,
- k2 désignant la raideur de l’ensemble précité.- k 2 designating the stiffness of the above-mentioned assembly.
La fixation du support du dispositif d’amortissement pendulaire au composant du groupe motopropulseur peut être mise en œuvre au moyen d’une pluralité d’éléments de fixation, par exemple des éléments de fixation identiques entre eux, et ki correspond alors à la raideur de Γ élément de fixation unique modélisant tous ces éléments.The attachment of the pendulum damping device support to the powertrain component can be implemented by means of a plurality of fastening elements, for example identical fastening elements, and ki then corresponds to the stiffness of Unique single fixing element modeling all these elements.
Chacun de ces éléments de fixation est par exemple un rivet. La valeur de la raideur souhaitée est par exemple obtenue en agissant sur la forme du rivet, par exemple son épaisseur et/ou sa hauteur.Each of these fixing elements is for example a rivet. The value of the desired stiffness is for example obtained by acting on the shape of the rivet, for example its thickness and / or its height.
Lors de la détermination de la valeur de la raideur, on choisit par exemple pour la vitesse de rotation du support du dispositif d’amortissement pendulaire une valeur constante, cette valeur constante étant choisie dans la plage [2000 tr/min ; 3000 tr/min]. Cette plage comprend avantageusement la fréquence de résonance principale du groupe motopropulseur.When determining the value of the stiffness, for example, a constant value is chosen for the speed of rotation of the support of the pendulum damping device, this constant value being chosen in the range [2000 rpm; 3000 rpm]. This range advantageously includes the main resonant frequency of the powertrain.
Le composant peut comprendre au moins un étage d’amortissement mettant en œuvre des organes de rappel élastique, et la raideur (k2) précitée peut dans ce cas être la somme de la raideur de cet étage d’amortissement et de la raideur des arbres de transmission de l’ensemble ramenée au vilebrequin. L’étage d’amortissement peut comprendre plusieurs organes de rappel élastique disposés en parallèle, auquel cas la raideur de l’étage d’amortissement précité est celle de l’organe de rappel élastique unique modélisant ces organes de rappel élastique en parallèle Chaque organe de rappel élastique met par exemple en œuvre deux ressorts en parallèle, l’un de ces deux ressorts étant disposé à Γintérieur de l’autre.The component can comprise at least one damping stage using elastic return members, and the above-mentioned stiffness (k 2 ) can in this case be the sum of the stiffness of this damping stage and the stiffness of the shafts of transmission of the assembly brought back to the crankshaft. The damping stage can comprise several elastic return members arranged in parallel, in which case the stiffness of the above-mentioned damping stage is that of the single elastic return member modeling these elastic return members in parallel Each elastic return, for example, uses two springs in parallel, one of these two springs being arranged inside the other.
Le composant est par exemple un disque d’embrayage à friction, et la fixation peut relier le support du dispositif d’amortissement pendulaire à un flasque disposé en aval de cet étage d’amortissement. Le cas échéant, ce flasque peut coopérer directement avec les ressorts de l’étage d’amortissement, formant tout ou partie de la sortie de cet étage d’amortissement. En variante, ce flasque peut être distinct d’une pièce formant en tout ou partie la sortie de cet étage d’amortissement.The component is for example a friction clutch disc, and the attachment can connect the support of the pendulum damping device to a flange disposed downstream of this damping stage. If necessary, this flange can cooperate directly with the springs of the damping stage, forming all or part of the outlet of this damping stage. As a variant, this flange may be distinct from a part forming all or part of the outlet of this damping stage.
En variante, et toujours lorsque le composant est un disque d’embrayage à friction, la fixation peut relier le support du dispositif d’amortissement pendulaire à un moyeu disposé en aval de cet étage d’amortissement. Ce moyeu peut comprendre des cannelures permettant son montage sur un arbre de boîte de vitesses.As a variant, and always when the component is a friction clutch disc, the attachment can connect the support of the pendulum damping device to a hub disposed downstream of this damping stage. This hub may include splines allowing it to be mounted on a gearbox shaft.
Lorsque le composant est un disque d’embrayage à friction, l’étage d’amortissement précité peut être unique. En variante, mais toujours lorsque le composant est un disque d’embrayage à friction, ce dernier peut comprendre : l’étage d’amortissement précité, étant alors appelé « amortisseur principal », et un étage d’amortissement additionnel, appelé « pré-amortisseur », et disposé en aval de l’amortisseur principal. Selon cette variante, le support du dispositif d’amortissement pendulaire peut être fixé en aval de l’amortisseur principal et en amont du préamortisseur. Dans une autre variante dans laquelle le composant est un disque d’embrayage à friction comprenant un amortisseur principal et un pré-amortisseur qui est disposé en aval de l’amortisseur principal, le support du dispositif d’amortissement pendulaire peut être fixé en aval du pré-amortisseur.When the component is a friction clutch disc, the above-mentioned damping stage may be unique. As a variant, but always when the component is a friction clutch disc, the latter may include: the aforementioned damping stage, then being called “main damper”, and an additional damping stage, called “pre- shock absorber ”, and located downstream of the main shock absorber. According to this variant, the support of the pendulum damping device can be fixed downstream of the main damper and upstream of the pre-damper. In another variant in which the component is a friction clutch disc comprising a main damper and a pre-damper which is arranged downstream of the main damper, the support of the pendular damping device can be fixed downstream of the predamper.
Le composant peut encore être autre qu’un disque d’embrayage à friction, étant par exemple un double volant amortisseur, un convertisseur de couple hydrodynamique, un volant solidaire du vilebrequin, un double embrayage à sec ou humide, un simple embrayage humide, ou un composant de groupe motopropulseur hybride.The component may also be other than a friction clutch disc, for example being a double damping flywheel, a hydrodynamic torque converter, a flywheel secured to the crankshaft, a dry or wet double clutch, a simple wet clutch, or a hybrid powertrain component.
L’ensemble précité peut comprendre, en plus du composant, la boîte de vitesses, l’arbre de propulsion, et le différentiel.The aforementioned assembly may include, in addition to the component, the gearbox, the propulsion shaft, and the differential.
Le procédé qui vient d’être décrit peut, en tout ou partie, être effectué à l’aide d’un système informatique.The process which has just been described can, in whole or in part, be carried out using a computer system.
L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un groupe motopropulseur de véhicule, comprenant un composant mobile en rotation autour d’un axe et un dispositif d’amortissement pendulaire comprenant un support fixé au composant, la raideur de la fixation du support au composant étant déterminée selon le procédé ci-dessus.Another subject of the invention is, according to another of its aspects, a vehicle powertrain, comprising a component movable in rotation about an axis and a pendulum damping device comprising a support fixed to the component, the stiffness of the fixing of the support to the component being determined according to the above method.
Tout ou partie des caractéristiques décrites en lien avec le procédé s’applique encore au groupe motopropulseur.All or part of the characteristics described in connection with the process still apply to the powertrain.
Dans tout ce qui précède, le dispositif d’amortissement pendulaire comprend par exemple plusieurs corps pendulaires, par exemple un nombre compris entre deux et huit, notamment trois ou six corps pendulaires. Tous ces corps pendulaires peuvent se succéder circonférentiellement. Le dispositif peut ainsi comprendre une pluralité de plans perpendiculaires à l’axe de rotation dans chacun desquels tous les corps pendulaires sont disposés.In all of the above, the pendulum damping device comprises for example several pendulum bodies, for example a number between two and eight, in particular three or six pendulum bodies. All these pendulum bodies can succeed one another circumferentially. The device can thus include a plurality of planes perpendicular to the axis of rotation in each of which all the pendulum bodies are arranged.
Le support du dispositif d’amortissement pendulaire peut être unique et il peut être réalisé d’une seule pièce.The support of the pendulum damping device can be unique and can be made in one piece.
Chaque corps pendulaire peut comprendre :Each pendulum body can include:
- une première et une deuxième masses pendulaires espacées axialement l’une par rapport à l’autre et mobiles par rapport au support, la première masse pendulaire étant disposée axialement d’un premier côté du support, et la deuxième masse pendulaire étant disposée axialement d’un deuxième côté du support, et- a first and a second pendulum mass axially spaced relative to each other and movable relative to the support, the first pendulum mass being disposed axially on a first side of the support, and the second pendulum mass being disposed axially d 'a second side of the support, and
- au moins un organe de liaison de la première et de la deuxième masses pendulaires appariant lesdites masses.- At least one connecting member of the first and second pendular masses matching said masses.
Le dispositif peut comprendre au moins un organe de roulement coopérant d’une part avec une piste de roulement solidaire du support, et d’autre part avec au moins une piste de roulement solidaire du corps pendulaire, pour guider le déplacement du corps pendulaire par rapport au support.The device may comprise at least one rolling member cooperating on the one hand with a rolling track secured to the support, and on the other hand with at least one rolling track secured to the pendulum body, to guide the movement of the pendulum body relative to support.
L’organe de roulement peut coopérer avec la piste de roulement solidaire du support et avec la piste de roulement solidaire du corps pendulaire uniquement via sa surface extérieure. Ainsi, une même portion de cette surface extérieure peut coopérer alternativement avec la piste de roulement solidaire du support et avec la piste de roulement solidaire du corps pendulaire lorsque l’organe de roulement se déplace.The running member can cooperate with the running track secured to the support and with the running track secured to the pendulum body only via its outer surface. Thus, the same portion of this outer surface can cooperate alternately with the raceway secured to the support and with the raceway secured to the pendular body when the running member moves.
L’organe de liaison peut être disposé dans une fenêtre ménagée dans le support.The connecting member can be arranged in a window made in the support.
La piste de roulement solidaire du corps pendulaire peut être définie par l’organe de liaison. Autrement dit, l’organe de roulement coopère d’une part avec le support, et d’autre part avec l’organe de liaison, pour guider le déplacement du corps pendulaire par rapport au support. Selon cet exemple, une seule et même fenêtre ménagée dans le support accueille une partie de l’organe de liaison et présente un bord dont une partie définit la piste de roulement solidaire du support. Chaque organe de roulement peut être uniquement sollicité en compression entre les pistes de roulement mentionnées ci-dessus. La piste de roulement solidaire du support et la piste de roulement solidaire du corps pendulaire et coopérant avec un même organe de roulement peuvent être au moins en partie radialement en regard, c’est-à-dire qu’il existe des plans perpendiculaires à l’axe de rotation dans lesquels ces pistes de roulement s’étendent toutes les deux.The running track secured to the pendulum body can be defined by the connecting member. In other words, the rolling member cooperates on the one hand with the support, and on the other hand with the connecting member, to guide the movement of the pendulum body relative to the support. In this example, a single window in the support accommodates part of the connecting member and has an edge, part of which defines the raceway secured to the support. Each rolling element can only be subjected to compression between the rolling tracks mentioned above. The raceway integral with the support and the raceway integral with the pendulum body and cooperating with the same rolling member can be at least partially radially opposite, that is to say that there are planes perpendicular to the axis of rotation in which these raceways both extend.
Selon une variante, le corps pendulaire peut définir deux pistes de roulement distinctes, une piste de roulement étant définie dans la première masse pendulaire et une piste de roulement étant définie dans la deuxième masse pendulaire. La première et la deuxième masse pendulaire présentent par exemple une cavité recevant l’organe de roulement et une partie du bord de cette cavité forme la piste de roulement correspondante. La portion de l’organe de roulement disposée axialement entre la première et la deuxième masse pendulaire est reçue dans une cavité du support, cette cavité étant distincte de la fenêtre dans laquelle l’organe de liaison est reçu.According to a variant, the pendulum body can define two separate rolling tracks, a rolling track being defined in the first pendulum mass and a rolling track being defined in the second pendulum mass. The first and the second pendulum mass have for example a cavity receiving the rolling member and part of the edge of this cavity forms the corresponding rolling track. The portion of the rolling member disposed axially between the first and the second pendulum mass is received in a cavity of the support, this cavity being distinct from the window in which the connecting member is received.
Selon cette variante, l’organe de roulement peut alors comprendre successivement :According to this variant, the rolling member can then successively comprise:
- une portion disposée dans une cavité de la première masse pendulaire et coopérant avec la piste de roulement formée par une partie du bord de cette cavité,a portion disposed in a cavity of the first pendulum mass and cooperating with the raceway formed by a part of the edge of this cavity,
- une portion disposée dans une cavité du support et coopérant avec la piste de roulement formée par une partie du bord de cette cavité, eta portion disposed in a cavity of the support and cooperating with the raceway formed by a part of the edge of this cavity, and
- une portion disposée dans une cavité de la deuxième masse pendulaire et coopérant avec la piste de roulement formée par une partie du bord de cette cavité.- A portion disposed in a cavity of the second pendulum mass and cooperating with the raceway formed by a part of the edge of this cavity.
Chaque corps pendulaire peut être muni d’un ou plusieurs organes d’amortissement de butée, permettant de réduire les chocs entre le corps pendulaire et le support à l’issue d’un déplacement du corps pendulaire depuis la position de repos et/ou en cas de chute radiale du corps pendulaire, par exemple lors de l’arrêt du moteur thermique du véhicule.Each pendulum body may be provided with one or more abutment damping members, making it possible to reduce the shocks between the pendulum body and the support after displacement of the pendulum body from the rest position and / or in case of the pendulum body falling radially, for example when the vehicle's engine is stopped.
Dans un exemple particulier de mise en œuvre de l’invention, chaque corps pendulaire comprend deux organes de liaison, chaque organe de liaison coopère avec un organe de roulement, et chaque organe de liaison est associé à un organe d’amortissement de butée.In a particular example of implementation of the invention, each pendulum body comprises two connecting members, each connecting member cooperates with a rolling member, and each connecting member is associated with a stop damping member.
Chaque organe d’amortissement de butée peut présenter des propriétés élastiques permettant l’amortissement des chocs liés à la venue en contact du corps pendulaire et du support. Chaque organe d’amortissement de butée est par exemple réalisé en élastomère ou en caoutchouc.Each abutment damping member may have elastic properties allowing the absorption of shocks linked to the coming into contact of the pendulum body and the support. Each stop damping member is for example made of elastomer or rubber.
Dans tout ce qui précède, chaque organe de roulement est par exemple un rouleau de section circulaire dans un plan perpendiculaire à l’axe de rotation du support. Les extrémités axiales du rouleau peuvent être dépourvues de rebord annulaire fin. Le rouleau est par exemple réalisé en acier. Le rouleau peut être creux ou plein.In all of the above, each rolling member is for example a roller of circular section in a plane perpendicular to the axis of rotation of the support. The axial ends of the roller may have no fine annular rim. The roller is for example made of steel. The roller can be hollow or full.
Dans tout ce qui précède, la forme des pistes de roulement peut être telle que les corps pendulaires soient uniquement déplacés par rapport au support en translation autour d’un axe fictif parallèle à l’axe de rotation du composant.In all of the above, the shape of the raceways can be such that the pendulum bodies are only displaced relative to the support in translation about a fictitious axis parallel to the axis of rotation of the component.
En variante, la forme des pistes de roulement peut être telle que les corps pendulaires soient déplacés par rapport au support à la fois :As a variant, the shape of the raceways can be such that the pendulum bodies are moved relative to the support at the same time:
- en translation autour d’un axe fictif parallèle à l’axe de rotation du composant et,- in translation around a fictitious axis parallel to the axis of rotation of the component and,
- également en rotation autour du centre de gravité dudit corps pendulaire, un tel mouvement étant encore appelé « mouvement combiné ».- Also in rotation around the center of gravity of said pendulum body, such a movement also being called "combined movement".
Le moteur thermique du groupe motopropulseur peut comprendre deux, trois, quatre, cinq ou six cylindres, voire plus.The engine of the powertrain may include two, three, four, five, six or more cylinders.
Le composant peut être un double volant amortisseur, un convertisseur de couple hydrodynamique, un volant solidaire du vilebrequin, un double embrayage à sec ou humide, un simple embrayage humide, un composant de groupe motopropulseur hybride, ou un disque de friction.The component can be a double damping flywheel, a hydrodynamic torque converter, a flywheel secured to the crankshaft, a dry or wet double clutch, a simple wet clutch, a hybrid powertrain component, or a friction disc.
L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d’exemples non limitatifs de mise en œuvre de celle-ci et à l’examen du dessin annexé sur lequel :The invention will be better understood on reading the description which follows of nonlimiting examples of implementation thereof and on examining the appended drawing in which:
- la figure 1 représente de façon schématique une partie d’un groupe motopropulseur de véhicule, comprenant un composant mobile en rotation autour d’un axe et un dispositif d’amortissement pendulaire,FIG. 1 schematically represents a part of a vehicle powertrain, comprising a component movable in rotation about an axis and a pendular damping device,
- les figures 2 et 3 représentent deux exemples d’un détail de la figure 1, le composant étant un disque d’embrayage à friction, etFIGS. 2 and 3 represent two examples of a detail in FIG. 1, the component being a friction clutch disc, and
- la figure 4 est un graphe illustrant l’influence de la valeur de la raideur de la fixation du support du dispositif d’amortissement pendulaire au disque d’embrayage à friction sur le comportement de ce dispositif d’amortissement pendulaire.- Figure 4 is a graph illustrating the influence of the value of the stiffness of the fixing of the support of the pendulum damping device to the friction clutch disc on the behavior of this pendulum damping device.
La figure 1 représente de façon schématique une partie d’un groupe motopropulseur 1 de véhicule. Ce groupe motopropulseur 1 comprend entre autres un composant 2 mobile en rotation autour d’un axe X, un bâti 3 et une raideur k2.Figure 1 shows schematically a part of a vehicle powertrain 1. This powertrain 1 comprises inter alia a component 2 movable in rotation about an axis X, a frame 3 and a stiffness k 2 .
Bien que non représentés sur la figure 1, le groupe motopropulseur 1 comprend de façon connue un moteur thermique de propulsion du véhicule, ce dernier comprenant par exemple deux, trois ou quatre cylindres, ainsi qu’un vilebrequin et toutes les pièces rigidement couplées au vilebrequin.Although not shown in Figure 1, the powertrain 1 comprises in known manner a vehicle propulsion engine, the latter comprising for example two, three or four cylinders, as well as a crankshaft and all the parts rigidly coupled to the crankshaft .
Le bâti 3 correspond dans les exemples considérés à l’inertie des roues motrices du véhicule et ainsi qu’à l’inertie du véhicule.The frame 3 corresponds in the examples considered to the inertia of the driving wheels of the vehicle and thus to the inertia of the vehicle.
Le groupe motopropulseur 1 comprend encore un dispositif d’amortissement pendulaire 4 comprenant un support 5 fixé sur le composant 2 et des corps pendulaires 6 mobiles par rapport au support 5. La fixation du support 5 du dispositif d’amortissement pendulaire 4 sur le composant 2 se fait selon une raideur kpThe powertrain 1 also comprises a pendulum damping device 4 comprising a support 5 fixed on the component 2 and pendulum bodies 6 movable relative to the support 5. The fixing of the support 5 of the pendulum damping device 4 on the component 2 is done according to a stiffness kp
De façon connue, chaque corps pendulaire 6 peut comprendre deux masses pendulaires, chaque masse pendulaire s’étendant axialement en regard d’un côté du support 5, et deux organes de liaison solidarisant les deux masses pendulaires d’un corps pendulaire 6. Les organes de liaison appartenant à un même corps pendulaire 6, encore appelés « entretoises », sont dans l’exemple considéré décalés angulairement.In known manner, each pendulum body 6 can comprise two pendulum masses, each pendulum mass extending axially opposite one side of the support 5, and two connecting members joining the two pendulum masses of a pendulum body 6. The organs connecting belonging to the same pendulum body 6, also called "spacers", are in the example considered angularly offset.
Le dispositif d’amortissement pendulaire 4 comprend encore des organes de roulement guidant le déplacement des corps pendulaires 6 par rapport au support 5. Les organes de roulement sont ici des rouleaux présentant une section transversale circulaire. Le mouvement par rapport au support 5 de chaque corps pendulaire 6 est par exemple guidé par deux organes de roulement.The pendulum damping device 4 also comprises rolling members guiding the movement of the pendulum bodies 6 relative to the support 5. The rolling members are here rollers having a circular cross section. The movement relative to the support 5 of each pendulum body 6 is for example guided by two rolling members.
Dans les exemples des figures 2 et 3, le composant 2 est un disque d’embrayage à friction.In the examples of Figures 2 and 3, component 2 is a friction clutch disc.
Ce disque d’embrayage comprend de façon connue un support de garnitures 10, portant des garnitures de friction 11. Ce support de garnitures 10 est ici riveté sur une rondelle de guidage 9 qui forme l’entrée d’un étage d’amortissement comprenant dans l’exemple décrit une pluralité d’organes de rappel élastique 12 montés en parallèle.This clutch disc comprises in known manner a lining support 10, carrying friction linings 11. This lining support 10 is here riveted on a guide washer 9 which forms the entry of a damping stage comprising in the example describes a plurality of elastic return members 12 mounted in parallel.
Une autre rondelle de guidage 13, axialement espacée de la rondelle de guidage 9 portant le support de garnitures 11, est prévue.Another guide washer 13, axially spaced from the guide washer 9 carrying the lining support 11, is provided.
Axialement disposé entre les deux rondelles de guidage 11 et 13, un flasque de sortie pour l’étage d’amortissement est prévu.Axially disposed between the two guide washers 11 and 13, an outlet flange for the damping stage is provided.
Le disque d’embrayage 2 comprend encore un moyeu de sortie 15 qui tourne en rotation autour d’un axe X. Ce moyeu comprend ici des cannelures pour sa fixation sur un arbre d’entrée de boîte de vitesses.The clutch disc 2 also comprises an outlet hub 15 which rotates in rotation about an axis X. This hub here comprises grooves for its attachment to a gearbox input shaft.
Le moyeu de sortie 15 et le flasque de sortie 14 peuvent être rigidement couplés. En variante, un pré-amortisseur peut être présent dans le disque d’embrayage des figures 2 et 3, auquel cas ce pré-amortisseur est interposé fonctionnellement parlant entre le flasque de sortie 14 et le moyeu de sortie 15.The outlet hub 15 and the outlet flange 14 can be rigidly coupled. As a variant, a pre-shock absorber may be present in the clutch disc of FIGS. 2 and 3, in which case this pre-shock absorber is functionally interposed between the output flange 14 and the output hub 15.
Dans l’exemple de la figure 2, le support 5 du dispositif d’amortissement pendulaire 4 est fixé sur le flasque de sortie 14 de l’étage d’amortissement via des rivets 17. Dans cet exemple, ce support 5 présente dans le plan de la figure une forme de U de manière à ce que les corps pendulaires 6 soient à une distance de l’axe X sensiblement égale à celle entre chaque rivet 17 et cet axe X. Néanmoins, selon des variantes non représentées, le support 5 peut s’étendre radialement vers l’extérieur depuis le rivet 17.In the example of FIG. 2, the support 5 of the pendulum damping device 4 is fixed to the outlet flange 14 of the damping stage via rivets 17. In this example, this support 5 is in the plane in the figure, a U shape so that the pendulum bodies 6 are at a distance from the X axis substantially equal to that between each rivet 17 and this X axis. However, according to variants not shown, the support 5 can extend radially outward from the rivet 17.
Dans l’exemple de la figure 3, le support 5 du dispositif d’amortissement pendulaire 4 est fixé sur le moyeu de sortie 15 du disque d’embrayage 2 via des rivets 17.In the example of FIG. 3, the support 5 of the pendulum damping device 4 is fixed to the outlet hub 15 of the clutch disc 2 via rivets 17.
Selon l’un ou l’autre des exemples précités, les éléments de fixation 17 permettant de solidariser le support 5 du dispositif d’amortissement pendulaire au composant peuvent être modélisés par un unique élément de fixation de raideur kpAccording to one or other of the above examples, the fastening elements 17 making it possible to secure the support 5 of the pendulum damping device to the component can be modeled by a single stiffening fixing element kp
L’invention consiste à choisir la valeur de cette raideur ki de manière à améliorer le fonctionnement du dispositif d’amortissement pendulaire 4, comme cela va être décrit à présent.The invention consists in choosing the value of this stiffness ki so as to improve the operation of the pendulum damping device 4, as will now be described.
On va introduire ou rappeler les paramètres utilisés dans la mise en équation du comportement du groupe motopropulseur lorsque qu’une oscillation de torsion s’y propage:We will introduce or recall the parameters used in the equation of the behavior of the powertrain when a torsional oscillation propagates:
- k2 modélise la raideur de l’étage d’amortissement du disque d’embrayage à friction 2 et celle des arbres de transmission disposés en aval de la boîte de vitesses du groupe motopropulseur 1,- k 2 models the stiffness of the damping stage of the friction clutch disc 2 and that of the drive shafts arranged downstream of the gearbox of the powertrain 1,
- L désigne le moment d’inertie du support du dispositif d’amortissement pendulaire par rapport à l’axe X,- L indicates the moment of inertia of the support of the pendulum damping device with respect to the X axis,
- ω est le produit de l’ordre d’excitation du moteur thermique du groupe motopropulseur et de la vitesse de rotation du vilebrequin de ce groupe motopropulseur,- ω is the product of the excitation order of the engine of the powertrain and the speed of rotation of the crankshaft of this powertrain,
- a est un coefficient de sécurité, étant notamment compris entre 1,5 et 2, par exemple égal à 2- a is a safety coefficient, being in particular between 1.5 and 2, for example equal to 2
-12 désigne le moment d’inertie de l’ensemble formé par le disque d’embrayage à friction, de la boîte de vitesses, et du différentiel, ce moment étant calculé par rapport à l’axe X en un point radial auquel est disposé l’unique élément de fixation modélisant tous les éléments de fixation 17 du support 5 du dispositif d’amortissement pendulaire 4 au disque d’embrayage 2,-1 2 designates the moment of inertia of the assembly formed by the friction clutch disc, of the gearbox, and of the differential, this moment being calculated relative to the X axis at a radial point at which is disposed the single fixing element modeling all the fixing elements 17 of the support 5 of the pendulum damping device 4 to the clutch disc 2,
- θι est l’angle de rotation autour de l’axe X d’un point du support du dispositif d’amortissement pendulaire 4, cet angle étant mesuré par rapport à la position qu’occupe ce point en l’absence d’oscillation de torsion transitant dans le groupe motopropulseur encore appelée « position de repos »,- θι is the angle of rotation around the X axis of a point on the support of the pendulum damping device 4, this angle being measured relative to the position occupied by this point in the absence of oscillation of torsion passing through the powertrain, also known as the “rest position”,
- θ2 est l’angle de rotation autour de l’axe X d’un point du moyeu du disque d’embrayage à friction, cet angle étant mesuré par rapport à la position qu’occupe ce point en l’absence d’oscillation de torsion transitant dans le groupe motopropulseur, encore appelée « position de repos »,- θ2 is the angle of rotation about the X axis of a point on the hub of the friction clutch disc, this angle being measured in relation to the position occupied by this point in the absence of oscillation of torsion passing through the powertrain, also called the "rest position",
- C est le couple associé à une oscillation de torsion qui est appliqué sur le dispositif d’amortissement pendulaire 4, et- C is the torque associated with a torsional oscillation which is applied to the pendulum damping device 4, and
- T est le couple associé à une oscillation de torsion qui est appliqué sur le disque d’embrayage à friction 2- T is the torque associated with a torsional oscillation which is applied to the friction clutch disc 2
On obtient les équations suivantes :The following equations are obtained:
I& = kf02 -0f) + CI & = kf0 2 -0f) + C
Puis en passant dans le domaine fréquentiel, on obtient :Then by going into the frequency domain, we obtain:
-^7^=^(^-^) + 0 <-ofil2e2=-kfe2-ex)-k2e2 - ^ 7 ^ = ^ (^ - ^) + 0 < -file 2 e 2 = -kfe 2 -e x ) -k 2 e 2
En résolvant le système linéaire, on peut exprimer l’inertie dynamique Idyn du dispositif d’amortissement pendulaire 4, cette dernière étant définie comme le rapport entre les grandeurs C et l = = _ [(£, - 7,^)(^ + k2- 12ωή - k? ] dyn θχ By solving the linear system, we can express the dynamic inertia I dyn of the pendulum damping device 4, the latter being defined as the ratio between the magnitudes C and l = = _ [(£, - 7, ^) (^ + k 2 - 1 2 ωή - k?] dyn θ χ
En considérant le couple T, on peut obtenir le système d’équations ci-dessous 7^=^-^) ' Ι2θ2 = -^(β2-θ^2θ2+ΤBy considering the couple T, we can obtain the system of equations below 7 ^ = ^ - ^) 'Ι 2 θ 2 = - ^ (β 2 -θ ^ 2 θ 2 + Τ
Le couple passant au travers de la raideur ki, c’est-à-dire le couple transmis par tous les rivets des exemples des figures 2 et 3, lorsqu’une oscillation de torsion se propage dans le groupe motopropulseur, est égal à k1 X (θ2 — Of) Â'^2 Γ [(/-/^)(/+/-/6^)-/2]The torque passing through the stiffness ki, that is to say the torque transmitted by all the rivets of the examples of FIGS. 2 and 3, when a torsional oscillation propagates in the powertrain, is equal to k 1 X (θ 2 - Of) Â '^ 2 Γ [(/ - / ^) (/ + / - / 6 ^) - / 2 ]
La figure 4 représente, selon une courbe 30 l’évolution du produit de Idyn et de kr X (θ2 — Θ/) lorsque le rapport de boîte de vitesses engagé est le premier rapport. La courbe 40 diffère de la courbe 30 seulement en ce que le rapport de boîte engagé est le sixième rapport, du fait de cette différence de rapport, les valeurs de I2 et de k2 diffèrent de la courbe 30 à la courbe 40.FIG. 4 represents, according to a curve 30, the evolution of the product of I dyn and of k r X (θ 2 - Θ /) when the gearbox gear engaged is the first gear. The curve 40 differs from the curve 30 only in that the gear ratio engaged is the sixth gear, due to this difference in ratio, the values of I 2 and of k 2 differ from the curve 30 to the curve 40.
Dans l’exemple considéré, la courbe 30 est obtenue avec les valeurs suivantes pour les différents paramètres précités :In the example considered, curve 30 is obtained with the following values for the various aforementioned parameters:
- k2 = 23Nm/°- k 2 = 23Nm / °
- Ii = 2gm2 - Ii = 2gm 2
- ω = 2*2000tr/min = 419rd/s- ω = 2 * 2000rpm = 419rd / s
-12 = 0.005kgm2 -1 2 = 0.005kgm 2
- T = lNm- T = lNm
Toujours dans l’exemple considéré, la courbe 40 est obtenue avec les valeurs suivantes pour les différents paramètres précités :Still in the example considered, curve 40 is obtained with the following values for the various aforementioned parameters:
- k2 = 63Nm/°- k 2 = 63Nm / °
- Ii = 2gm2 - Ii = 2gm 2
- ω = 2*2000tr/min = 419rd/s- ω = 2 * 2000rpm = 419rd / s
-12 = 0.07kgm2 -1 2 = 0.07kgm 2
- T = lNm.- T = lNm.
Ces courbes 30 et 40 montrent ainsi que pour des valeurs de la raideur ki supérieures à une valeur donnée, le produit représenté en ordonnée prend une valeur absolue inférieure à une autre valeur donnée.These curves 30 and 40 thus show that for values of the stiffness ki greater than a given value, the product represented on the ordinate takes an absolute value less than another given value.
On définit alors pour la valeur absolue du produit entre Idyn ci-dessus et kr X (θ2 — Θ/) une valeur absolue prédéfinie qui est une valeur maximale et on cherche les valeurs de la raideur ki permettant que cette valeur absolue reste inférieure à la valeur maximale ainsi définie.We then define for the absolute value of the product between I dyn above and k r X (θ 2 - Θ /) a predefined absolute value which is a maximum value and we seek the values of the stiffness ki allowing this absolute value to remain lower than the maximum value thus defined.
On cherche ainsi ki de manière à ce que kM-d2)Idyn=-T soit inférieur en valeur absolue à la valeur absolue prédéfinie.We thus search for ki so that kM-d 2 ) I dyn = -T is less in absolute value than the predefined absolute value.
alors imposer comme condition que la raideur ki ait une valeur telle que k/x (/ + / — /ty2) <al\ avecthen impose as a condition that the stiffness ki has a value such that k / x (/ + / - / ty 2 ) <al \ with
Cf choisi égal à 2.Cf chosen equal to 2.
On en déduit que :We deduce that:
Dans le cas de la courbe 40, qui correspond au cas où le sixième rapport est engagé, cela revient à choisir ki supérieur à 300 Nm/°. Cette valeur de la raideur kb obtenue pour le sixième 5 rapport, peut être considérée comme acceptable pour tous les autres rapports et peut ainsi être finalement retenue pour la raideur k; modélisant les éléments de fixation 17.In the case of curve 40, which corresponds to the case where the sixth gear is engaged, this amounts to choosing ki greater than 300 Nm / °. This value of the stiffness k b obtained for the sixth gear, can be considered acceptable for all the other reports and can thus finally be retained for the stiffness k; modeling the fasteners 17.
L’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits.The invention is not limited to the examples which have just been described.
En particulier, l’étage d’amortissement des figures 2 et 3 peut être autre. Au lieu de comprendre deux éléments d’entrée 9 et 13 entre lesquels est axialement disposé l’élément de 10 sortie 14, l’inverse est possible, à savoir un seul élément d’entrée axialement disposé entre deux éléments de sortie.In particular, the damping stage of FIGS. 2 and 3 can be different. Instead of comprising two input elements 9 and 13 between which the output element 14 is axially disposed, the reverse is possible, namely a single input element axially disposed between two output elements.
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