FR3125850A1 - Module de transmission de couple - Google Patents

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Abstract

Module de transmission de couple L’invention concerne un module de transmission de couple (M) comprenant : - un couronne externe (40) agencée pour être raccordée à un rotor de machine électrique tournante (50), - un embrayage de coupure de couple (10) mobile en rotation autour d'un axe (X), apte à définir en fonctionnement une source chaude thermiquement, comprenant un organe de sortie de couple (30) solidaire en rotation avec la couronne externe (40) ; - un carter de transmission (60) apte à définir en fonctionnement une source froide thermiquement ; le carter de transmission (60) et la couronne externe (40) étant assemblés de manière à former un logement (80) dans lequel est reçu en partie l’embrayage de coupure de couple (10). Figure pour l’abrégé : Figure 1

Description

MODULE DE TRANSMISSION DE COUPLE
La présente invention concerne un module de transmission de couple destiné à équiper une transmission hybride de véhicule motorisé, le véhicule motorisé pouvant être par exemple un véhicule automobile ou un véhicule dit industriel, ce dernier étant par exemple un poids lourd, un véhicule de transport en commun, ou un véhicule agricole.
Dans le cadre d’un véhicule automobile, la transmission comprend généralement un moteur thermique, une boite de vitesses et un mécanisme d’embrayage reliant le moteur thermique à la boite de vitesses. Parfois un moteur électrique est accouplé à la transmission, de sorte que le véhicule fonctionne tantôt avec le moteur thermique, tantôt avec le moteur électrique ou parfois simultanément avec les deux moteurs électrique et thermique. Cette alternance de fonctionnement du moteur électrique et thermique au sein de la transmission hybride implique l’utilisation d’un embrayage de coupure disposé entre les deux moteurs. L’embrayage de coupure de couple permet notamment le redémarrage du moteur thermique mais aussi la transmission du couple d’entrainement en provenance du moteur thermique vers la boite de vitesses en phase de roulage du véhicule automobile.
La demande de brevet WO15136000A1 décrit une transmission hybride comprenant un moteur thermique, un moteur électrique et une boite de vitesses. Un embrayage de coupure de couple est intercalé dans le flux de couple d’entrainement entre le moteur électrique et la boite de vitesses, installé notamment dans un carter d’embrayage formé en partie par le support du rotor du moteur électrique. Dans cet exemple, l’embrayage de coupure de couple est de type multidisques fonctionnant dans un environnement à sec. L’embrayage de coupure de couple assure une transmission de couple entre les deux motorisations thermique et électrique. Cette architecture de transmission hybride est cependant complexe à mettre en œuvre et nécessite notamment la présence d’un circuit de refroidissement de l’embrayage de coupure de couple utilisant un flux d’air passant au travers du carter d’embrayage.
Ce système de refroidissement implique également une évacuation des poussières issues de la friction au sein de l’embrayage. Etant donné que le flux d’air de refroidissement provient de l’intérieur de la machine électrique tournante, il existe un risque de pollution au sein de ladite machine électrique en cas de reflux d’air.
La présente invention a pour objet de répondre au moins en grande partie aux problèmes précédents et de conduire en outre à d’autres avantages en proposant un module de transmission de couple fonctionnant dans un environnement clos pour lequel il n’existe pas de risque d’insertion de poussières au sein de la machine électrique tournante.
Un but de l’invention est de préserver les performances électromagnétiques du moteur électrique placé dans la transmission hybride.
Un autre but de l’invention est de garantir le refroidissement de l’embrayage de coupure de couple fonctionnant dans un environnement clos.
Dans ce but, l’invention propose un module de transmission de couple destiné à équiper une transmission hybride de véhicule motorisé, comprenant :
- un couronne externe agencée pour être raccordée à un rotor de machine électrique tournante,
- un embrayage de coupure de couple mobile en rotation autour d'un axe X, apte à définir en fonctionnement une source chaude thermiquement, comprenant un organe de sortie de couple solidaire en rotation avec la couronne externe ;
- un carter de transmission apte à définir en fonctionnement une source froide thermiquement ;
le carter de transmission et la couronne externe étant assemblés de manière à former un logement dans lequel est reçu en partie l’embrayage de coupure de couple,
l’embrayage de coupure de couple comprenant une surface d’émission de rayonnement infrarouge ayant un premier coefficient d’émissivité Σ1,
le logement comprenant une surface intérieure de réception de rayonnement infrarouge ayant un deuxième coefficient d’émissivité Σ2 définit en tout ou partie par le carter de transmission, la surface d’émission et la surface intérieure de réception étant solidaire en rotation,
caractérisé en ce que le produit des coefficients d’émissivité Σ1 et Σ2 est supérieur ou égal à 0,64 tel que Σ1 x Σ2 ≥ 0,64.
Ce module de transmission de couple, selon l’invention, présente l’avantage de limiter la montée en température de l’embrayage de coupure de couple lors des phases d’embrayage grâce à la forte émissivité par rayonnement infrarouge des composants de l’embrayage de coupure de couple, de la couronne externe et du carter de transmission. Les pics de température sont écrêtés du fait de l’écart de température existant entre la source chaude thermiquement, dans le cas présent l’embrayage de coupure de couple, et la source froide thermiquement. Le carter de transmission est par exemple solidaire en rotation d’un double embrayage humide refroidit par de l’huile de refroidissement et la paroi du carter de transmission est refroidit par ce fluide de refroidissement. L’écart de température, la surface augmentée d’échange thermique et des coefficients d’émissivité élevés permettent de limiter la montée en température de l’embrayage de coupure sans avoir recours à un circuit de refroidissement utilisant un flux d’air passant au travers du logement.
De préférence, l’embrayage de coupure de couple est apte à fonctionner dans un environnement à sec et peut comprendre au moins un disque de friction intercalé axialement entre l’organe de sortie de couple fixe axialement et un plateau de pression d’extrémité mobile axialement. L’emploi d’un embrayage de coupure de couple fonctionnant à sec permet de réduire les émissions de CO2 produite par le véhicule. La libération complète du disque de friction lors de la phase de débrayage permet de supprimer le couple de trainée inhérent à la technologie des embrayages fonctionnant dans un environnement humide.
Avantageusement, l’organe de sortie de couple peut être un plateau de réaction comprenant une face de frottement disposée axialement en regard du disque de friction.
De préférence, la surface d’émission du plateau de pression d’extrémité peut être apte à définir une droite normale en un de ses points, la surface intérieure de réception du logement peut être apte à définir une droite normale en un de ses points, les droites normales aux surfaces d’émission et intérieure de réception étant parallèles entre-elles, par exemple perpendiculaires à l’axe de rotation X ou parallèles à l’axe de rotation X. La capacité de refroidissement du module de transmission de couple est améliorée lorsque les surfaces de l’embrayage de coupure de couple et du logement sont disposées directement en face l’une de l’autre.
Avantageusement, le plateau de pression d’extrémité peut supporter la surface d’émission de rayonnement infrarouge, le coefficient d’émissivité Σ1 de la surface d’émission étant supérieur à 0,64. Ce coefficient d’émissivité thermographique en infrarouge exprime la capacité d’un matériau à émettre de la chaleur de manière radiative, un tel coefficient pouvant prendre une valeur comprise entre 0 et 1.
De préférence, la surface d’émission du plateau de pression d’extrémité peut être disposée axialement en regard de la surface intérieure de réception du carter de transmission.
Selon une variante, le plateau de pression d’extrémité peut être réalisé en fonte d’acier, la surface d’émission du plateau de pression étant obtenue brute de fonderie.
Selon une autre variante, la surface d’émission du plateau de pression peut être obtenue par application d’une peinture vermiculée.
Selon une autre variante, la surface d’émission du plateau de pression peut être obtenue par oxydation.
Selon une autre variante, la surface d’émission du plateau de pression peut être obtenue par utilisation d’une tôle d’acier laminée à froid.
De préférence, le carter de transmission et / ou la couronne externe peut (peuvent) supporter la surface intérieure de réception de rayonnement infrarouge, le coefficient d’émissivité Σ2 de la surface intérieure de réception étant supérieur à 0,64. Ce coefficient d’émissivité thermographique en infrarouge exprime la capacité d’un matériau à émettre de la chaleur de manière radiative, un tel coefficient pouvant prendre une valeur comprise entre 0 et 1.
Selon une variante, le carter de transmission (60) et / ou la couronne externe peut (peuvent) être réalisé(e)(s) en fonte d’aluminium, la surface intérieure de réception étant obtenue par anodisation.
Selon une autre variante, la surface intérieure de réception du carter de transmission et / ou la couronne externe peut être obtenue par utilisation d’une tôle d’acier laminée à froid.
L’invention a également pour objet, selon un de ses aspects, un module de transmission de couple dans lequel l’embrayage de coupure de couple est un embrayage bi-disque comprenant :
- un organe d’entrée de couple d’axe de rotation X agencé pour être lié cinématiquement à un arbre menant;
- des disques de friction couplés en rotation avec l’organe d’entrée de couple ;
- le plateau de pression d’extrémité mobile axialement par rapport à l’organe de sortie de couple comprenant une face de frottement disposée axialement en regard d’un des disques de friction ; et
- un plateau de pression intermédiaire mobile axialement par rapport à l’organe de sortie de couple, intercalé axialement entre l’organe de sortie de couple et le plateau de pression d’extrémité, comprenant deux faces de frottement latéralement opposées.
L’emploi de deux plateaux de pression et de disques de friction permet d’augmenter le nombre de faces de fortement et ainsi augmenter le couple d’entrainement transmissible au sein de l’embrayage de coupure. Le diamètre extérieur de l’embrayage de coupure de couple peut être réduit.
De préférence, le plateau de pression intermédiaire peut comporter une surface périphérique externe délimitée par les faces de frottement, ladite surface périphérique externe supporte la surface d’émission de rayonnement infrarouge dont le coefficient d’émissivité Σ1 de la surface d’émission est supérieur à 0,64. Ce coefficient d’émissivité thermographique en infrarouge exprime la capacité d’un matériau à émettre de la chaleur de manière radiative, un tel coefficient pouvant prendre une valeur comprise entre 0 et 1.
Avantageusement, la surface d’émission du plateau de pression intermédiaire peut être disposée circonférentiellement en regard de la surface intérieure de réception de la couronne externe.
De préférence, la surface périphérique externe peut comporter des excroissances de matière augmentant la surface d’émission de rayonnement infrarouge. La capacité de refroidissement du module de transmission de couple est améliorée lorsque les surfaces de l’embrayage de coupure de couple et du logement sont augmentées.
Avantageusement, l’organe de sortie de couple, le plateau de pression intermédiaire et le plateau de pression d’extrémité peuvent être raccordés entre eux par l’intermédiaire de languettes métalliques aptes à transmettre le couple. Cet embrayage de coupure de couple, selon l’invention, présente l’avantage de réduire les pertes par frottement lors des phases de débrayage par l’utilisation de languettes métalliques disposées entre les plateaux de pression et l’organe de sortie de couple. En phase d’embrayage, les languettes métalliques sont fléchies et accumulent de l’énergie qui sera restituée lors de la phase de débrayage suivante. L’écartement créé entre les plateaux de pression et de l’organe de sortie de couple par les languettes métalliques est suffisant pour éviter tous frottements intempestifs lors des phases de débrayage.
De préférence, les languettes métalliques peuvent comprendre deux extrémités, chaque extrémité étant rigidement fixée à l’un des plateaux de pression ou à l’organe de sortie de couple.
Avantageusement, la couronne externe peut comprendre une portée d’extension axiale recouvrant la périphérie externe du plateau de pression intermédiaire et/ou du plateau de pression d’extrémité, la portée d’extension axiale étant apte à recevoir le carter de transmission et/ou le rotor de la machine électrique tournante. De cette manière, le moteur électrique peut être placé radialement au-delà des plateaux de pression, idéalement dans un même plan axial. Cet empilage radial est cependant sans conséquence pour les performances du moteur électrique. La couronne externe assure une protection thermique entre la chaleur émise par la friction des disques sur les plateaux de pression et le rotor de la machine électrique. Les performances électromagnétiques de la machine électrique tournante sont ainsi préservées.
De préférence, le couple d’entrainement en provenance d’un arbre moteur peut pénétrer par l’organe d’entrée de couple situé au centre de l’embrayage et ressortir par la portée d’extension axiale de la couronne externe de transmission située radialement à l’extérieur de l’embrayage. De cette manière, le couple d’entrainement est transmis par des composants de l’embrayage ayant des formes simplifiées.
Avantageusement, le module de transmission de couple peut comprendre un actionneur d’embrayage apte à fermer l’embrayage lors des phases d’embrayage de sorte que le couple d’entrainement puisse être transmis depuis le disque de friction vers la couronne externe, l’actionneur d’embrayage étant en appui sur le plateau pression d’extrémité à l’aide d’un organe de transmission de force avec une transmission de l’effort presseur directement sur le plateau de pression d’extrémité sans démultiplication.
De préférence, le module de transmission de couple peut comprendre une inertie indépendante et mobile en rotation autour de l’axe X par rapport à l’embrayage de coupure de couple et disposée à l’intérieur du logement. De cette manière, il est possible de refroidir efficacement l’embrayage de coupure de couple lorsque celui-ci est inséré dans un environnement clos. L’efficacité est renforcée lorsque l’inertie mobile est installée sur le composant du module de transmission de couple qui a le plus de variation de vitesse, de préférence sur l’entrée de l’embrayage de coupure de couple.
Avantageusement, l’inertie indépendante peut comporter un corps et des pales réparties angulairement autour du corps, le corps étant supporté en rotation par l’embrayage de coupure de couple ou le carter de transmission au moyen d’un palier de guidage. Un flux d’air au sein du logement est créé grâce à l’inertie indépendante montée à rotation sur un composant ayant la plus grande variation de vitesse angulaire.
L’invention peut présenter l’une ou l’autre des caractéristiques décrites ci-dessous combinées entre elles ou prises indépendamment les unes des autres :
- le plateau de réaction peut être réalisé en fonte d’acier.
- l’organe de sortie de couple peut être réalisé en fonte d’acier.
- le plateau de pression peut être réalisé en tôle d’acier emboutie.
- la couronne externe de transmission de couple peut être réalisée en tôle d’acier emboutie.
- la couronne externe de transmission de couple peut être rapportée sur le l’organe de sortie de couple.
- l’organe de sortie de couple peut être inséré dans la couronne externe de transmission de couple.
- la couronne externe de transmission de couple peut comprendre des orifices de fixation avec le rotor de la machine électrique.
- la couronne externe de transmission de couple et l’organe de sortie de couple peuvent être réalisés dans des matériaux différents, par exemple de la fonte d’acier pour l’organe de sortie de couple et une tôle d’acier pour la couronne externe. De cette manière, il est possible de créer un pont thermique entre les deux composants de sorte que les performances électromagnétiques de la machine électrique soient préservées.
- l’organe d’entrée de couple peut comprendre un moyeu d’entrée et une portée d’extension axiale recevant une cannelure externe de transmission de couple coopérant avec une cannelure interne formée sur le disque de friction.
- l’organe d’entrée de couple peut être centré sur l’organe de sortie de couple par l’intermédiaire d’un organe de roulement, par exemple un roulement à aiguilles ou un roulement à billes.
- le moyeu d’entrée peut comprendre une section cannelée s’étendant axialement vers l’extérieur de l’embrayage et traversant l’organe de sortie de couple par un orifice central.
- les languettes métalliques peuvent être réparties circonférentiellement autour de l’axe de rotation.
- la couronne externe de transmission de couple peut comprendre un rebord circulaire disposé à l’extrémité de la portée d’extension axiale, le rebord circulaire comprenant une face d’appui apte à recevoir l’appui axial d’un rotor de machine électrique tournante.
- la couronne externe de transmission de couple peut comprendre un rebord circulaire disposé à l’extrémité de la portée d’extension axiale, le rebord circulaire comprenant une face d’appui apte à recevoir l’appui axial du carter de transmission, par exemple un élément d’entrée d’un mécanisme à double embrayage humide.
- le logement peut comprendre un flasque s’étendant radialement par rapport à l’axe de rotation et un moyeu de sortie de couple destiné à être raccordé à un élément de transmission, par exemple un mécanisme d’embrayage, un mécanisme à double embrayage ou un convertisseur de couple.
- l’actionneur d’embrayage peut être mobile en rotation avec le plateau de pression d’extrémité.
- l’actionneur d’embrayage peut être commandé de manière hydraulique ou pneumatique.
L’invention a également pour objet, selon un autre de ses aspects, une transmission hybride pour véhicule automobile, comprenant un moteur thermique, une machine électrique tournante concentrique à l’axe de rotation du moteur thermique et un module de transmission de couple reprenant tout ou partie des caractéristiques mentionnées précédemment, l’organe d’entrée de couple de l’embrayage de coupure de couple étant couplé en rotation avec le moteur thermique et la couronne externe étant couplée en rotation avec le rotor de la machine électrique tournante.
Cette transmission hybride, selon cet autre aspect de l’invention, présente l’avantage de réduire l’encombrement axial et d’améliorer les performances énergétiques du véhicule automobile.
L’invention a également pour objet, selon un autre de ses aspects, un module de transmission de couple destiné à équiper une transmission hybride de véhicule motorisé, comprenant :
- un couronne externe agencée pour être raccordée à un rotor de machine électrique tournante,
- un embrayage de coupure de couple mobile en rotation autour d'un axe X, comprenant un organe de sortie de couple solidaire en rotation avec la couronne externe ;
- un carter de transmission, le carter de transmission et la couronne externe étant assemblés de manière à former un logement dans lequel est reçu en partie l’embrayage de coupure de couple, et
- une inertie indépendante et mobile en rotation autour de l’axe X par rapport à l’embrayage de coupure de couple et disposée à l’intérieur du logement.
De cette manière, il est possible de refroidir efficacement l’embrayage de coupure de couple lorsque celui-ci est inséré dans un environnement clos. L’efficacité est renforcée lorsque l’inertie indépendante est installée sur le composant du module de transmission de couple qui a le plus de variation de vitesse, de préférence sur l’entrée de l’embrayage de coupure de couple.
Avantageusement, l’inertie indépendante peut comporter un corps et des pales réparties angulairement autour du corps, le corps étant supporté en rotation par l’embrayage de coupure de couple ou le carter de transmission au moyen d’un palier de guidage. Un flux d’air au sein du logement est créé grâce à l’inertie indépendante montée à rotation sur un composant ayant la plus grande variation de vitesse angulaire.
De préférence, le palier de guidage est un roulement à billes caractérisé lors de sa rotation par un couple de trainée, le couple de trainée ayant une valeur comprise entre 2 et 20 Nm.
Avantageusement, l’embrayage de coupure de couple peut comprendre un organe d’entrée de couple d’axe de rotation X agencé pour être lié cinématiquement à un arbre menant, le palier de guidage étant supporté par l’organe d’entrée de couple.
De préférence, le palier de guidage peut être supporté par le carter de transmission.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
– la figure est une vue en coupe axiale d’une transmission hybride comprenant un module de transmission de couple selon un premier mode de mise en œuvre de l’invention ;
– la figure est une vue isométrique en éclaté de l’embrayage de coupure de couple selon le premier mode de mise en œuvre de l’invention de la ;
– la figure est une vue en coupe axiale d’une transmission hybride comprenant un module de transmission de couple selon un deuxième mode de mise en œuvre de l’invention;
Dans la suite de la description et des revendications, on utilisera à titre non limitatif et afin d'en faciliter la compréhension, les termes « avant » ou « arrière » selon la direction par rapport à une orientation axiale déterminée par l’axe X principal de rotation de la transmission du véhicule automobile et les termes « intérieur / interne » ou « extérieur / externe » par rapport à l’axe X et suivant une orientation radiale, orthogonale à ladite orientation axiale.
Les figures 1 et 2 illustrent un premier mode de mise en œuvre d’un module de transmission de couple M. Dans l’exemple illustré sur la , le module de transmission de couple M est intégré dans une transmission hybride 1 de véhicule automobile.
La transmission hybride 1 comprend notamment un moteur thermique 2, un machine électrique tournante 50 concentrique à l’axe de rotation du moteur thermique et le module de transmission de couple M.
Le module de transmission de couple M comprend :
- un couronne externe 40 agencée pour être raccordée au rotor de machine électrique tournante,
- un embrayage de coupure de couple 10 mobile en rotation autour d'un axe X, comprenant un organe de sortie de couple 30 solidaire en rotation avec la couronne externe 40 ;
- un carter de transmission 60 ;
le carter de transmission et la couronne externe étant assemblés de manière à former un logement 80 dans lequel est reçu en partie l’embrayage de coupure de couple 10.
L’embrayage de coupure de couple 10 ayant pour fonction d’accoupler et de désaccoupler les deux moteurs lors des phases d’embrayage et de débrayage. L’embrayage de coupure de couple 10 est de type multidisques et comprend notamment un premier disque de friction 13a disposé axialement entre un organe de sortie de couple 30 et un plateau de pression intermédiaire 21, un deuxième disque de friction 13b disposé axialement entre le plateau de pression intermédiaire 21 et un plateau de pression d’extrémité 22. L’organe de sortie de couple 30 est dans le premier mode de réalisation réalisé sous la forme d’un plateau de réaction.
Dans ce premier mode de mise en œuvre selon l’invention, l’embrayage de coupure de couple 10 est de type bi-disques et comprend deux disques de friction 13a, 13b. Cet embrayage de coupure de couple fonctionne dans un environnement à sec dans lequel la circulation d’air entre les faces de frottement assure le refroidissement de l’embrayage.
Le plateau de pression intermédiaire 21 comprend deux faces de frottement 211a, 211b disposées axialement en regard des disques de friction 13a, 13b.
Le plateau de pression d’extrémité 22 comprend une face de frottement 221 disposée axialement en regard du disque de friction 13b.
Le plateau de réaction 30 comprend une face de frottement 31 disposée axialement en regard du disque de friction 13b. Le plateau de réaction est raccordé sur le rotor 51 de la machine électrique 50 par l’intermédiaire d’une couronne externe 40 de transmission de couple. Dans cet exemple, la couronne externe 40 est rapportée sur l’organe de sortie de couple 30 par l’intermédiaire d’une liaison rivetée.
L’embrayage de coupure de couple 10 forme un ensemble unitaire qui est supporté en rotation sur la transmission hybride par l’intermédiaire d’un couvercle de fermeture 4 et d’un organe de roulement, de type roulement à billes. Le couvercle de fermeture 4 supporte également le stator 52 de la machine électrique tournante 50. Le couvercle de fermeture 4 est rapporté sur un carter 3 de la boite de vitesses.
Un mécanisme à double embrayage humide 61 est connecté à la sortie de l’embrayage de coupure de couple 10. Ce mécanisme à double embrayage 61 est représenté schématiquement et transmet le couple d’entrainement en provenance de la couronne externe 40 de transmission de couple aux arbres menés concentriques A1, A2 de la boite de vitesses. Le mécanisme à double embrayage humide 61 est commandé pour accoupler sélectivement le couple d’entrainement au premier arbre A1 mené et au deuxième arbre A2 mené. Le mécanisme à double embrayage humide 61 est lié en rotation avec le carter de transmission 60.
L’organe d’entrée de couple 11 comprend un moyeu d’entrée présentant une section cannelée s’étendant axialement vers l’extérieur de l’embrayage et traversant le plateau de réaction 30 par un orifice central. L’organe d’entrée de couple 11 comprend également une portée d’extension axiale 12 recevant une cannelure externe 121 de transmission de couple coopérant avec une cannelure interne 14a, 14b formée sur les disques de friction 13a, 13b. Chaque disque de friction comprend un support métallique recevant des garnitures de frottement. Le support métallique comprend une portée d’extension axiale recevant la cannelure interne 14a, 14b. L’organe d’entrée de couple 11 est centré sur le plateau de réaction 30 par l’intermédiaire d’un organe de roulement, de type roulement à aiguilles.
L’ouverture et la fermeture de l’embrayage de coupure de couple 10 est assuré par un actionneur d’embrayage 70 mobile en rotation avec le plateau de pression d’extrémité 22. L’actionneur d’embrayage 70 comprend un piston d’actionnement logé dans une chambre annulaire. L’actionneur d’embrayage 70 est en appui directement sur le deuxième plateau pression à l’aide d’un organe de transmission de force 71. L’organe de transmission de force 71 est de forme annulaire et présente une grande rigidité selon l’axe X. L’organe de transmission de force 71 est en appui dans une gorge annulaire 224 formée sur une des faces du plateau de pression d’extrémité 22. La transmission de l’effort presseur se fait directement sur le deuxième plateau de pression d’extrémité 22 sans démultiplication. L’actionneur d’embrayage peut être commandé de manière hydraulique, ou pneumatique.
Comme illustré sur la , l’embrayage de coupure de couple fonctionne dans un environnement à sec. Afin d’écarter suffisamment les plateaux de pression des disques de friction lors de la phase de débrayage, le plateau de réaction 30 et les plateaux de pression 21, 22 sont raccordés entre eux par l’intermédiaire de languettes métalliques 16 aptes à transmettre le couple. Grace à leurs flexions, les languettes métalliques exercent des efforts axiaux qui écartent les plateaux de pression lorsque l’effort presseur de l’actionneur d’embrayage diminue ou devient presque nul. L’écartement créé entre les plateaux de pression et de réaction est suffisant pour éviter tous frottement intempestifs lors des phases de débrayage. Les languettes métalliques 16 sont réparties circonférentiellement autour de l’axe de rotation X.
Le plateau de pression intermédiaire 21 est de forme annulaire et comprend des pattes 212 issues de matière depuis la périphérie externe, chaque patte 212 servant de support aux languettes métalliques 16.
Le plateau de pression d’extrémité 22 est aussi de forme annulaire et comprend des pattes 222 issues de matière depuis la périphérie externe, chaque patte 222 servant de support aux languettes métalliques 16.
L’embrayage de coupure de couple 10 a pour principale fonction de redémarrer le moteur thermique. Dans ce cas, le couple de redémarrage provient du moteur électrique qui est transmis à l’arbre du moteur thermique par la fermeture de l’embrayage de coupure de couple. Les valeurs de couple transmis sont par exemple de l’ordre de 50 à 150 Nm. Cette opération peut être répétée un grand nombre de fois dans un temps limité, ce qui produit un échauffement des faces de frottement des plateaux de pression de l’embrayage.
Dans la phase de roulage du véhicule automobile, l’embrayage de coupure de couple 10 a pour autre principale fonction de transmettre le couple d’entrainement du moteur thermique vers la boite de vitesses. Les valeurs de couple d’entrainement transmis sont par exemple de l’ordre de 250 à 500 Nm. Le couple d’entrainement en provenance de l’arbre moteur 2 pénètre par l’organe d’entrée de couple 11 situé au centre de l’embrayage et ressort par la couronne externe 40 de transmission de couple. La couronne externe 40 comprend une portée d’extension axiale 41 située radialement à l’extérieur de l’embrayage. Cette portée d’extension axiale 41 est couplée au rotor 51 de la machine électrique et à un élément de transmission 60 de la boite de vitesses. La couronne externe 40 est agencée pour être raccordé directement ou indirectement au rotor de la machine électrique. La couronne externe 40 comprend notamment un rebord circulaire 42 disposé à l’extrémité de la portée d’extension axiale, le rebord circulaire 42 comprenant des faces d’appui aptes à recevoir l’appui axial du rotor de la machine électrique et de l’élément de transmission 60. La couronne externe 40 comprend des orifices de fixation 43 avec le rotor de la machine électrique formés sur le rebord circulaire 42.
Cette portée d’extension axiale 41 recouvre la périphérie externe des plateaux de pression et forme, conjointement avec la face de frottement 31 du plateau de réaction 30, une enceinte circulaire qui entoure les faces de frottement de l’ensemble multidisques. La couronne externe 40 assure une protection thermique entre la chaleur émise par la friction des disques sur les plateaux de pression et le rotor de la machine électrique.
Pour maintenir une température acceptable au niveau de faces de frottement de l’embrayage de coupure de couple, le module de transmission de couple M met en application de manière optimale la loi de Stefan-Boltzmann définissant la relation entre le rayonnement thermique et la température d’un objet considéré comme un corps noir. Cette loi spécifie que le taux de transfert de chaleur par rayonnement Q (en Watt / m²) d’un corps, par exemple un corps noir, à son environnement est proportionnel à la puissance quatrième de sa température dans laquelle intervient une constante physique fondamentale σ appelée constante de Stefan-Boltzman.
De manière avantageuse et conformément à l’invention, il est prévu que l’embrayage de coupure de couple 10 comprenne une surface d’émission 219, 229 de rayonnement infrarouge ayant un premier coefficient d’émissivité Σ1, que le logement 80 comprenne une surface intérieure de réception 81, 81a, 81b de rayonnement infrarouge ayant un deuxième coefficient d’émissivité Σ2 définit en tout ou partie par le carter de transmission 60 , la surface d’émission et la surface intérieure de réception étant solidaire en rotation, et que le produit des coefficients d’émissivité Σ1 et Σ2 soit supérieur ou égal à 0,64 tel que Σ1 x Σ2 ≥ 0,64.
Le coefficient d’émissivité Σ1, Σ2 thermographique en infrarouge exprime la capacité d’un matériau à émettre de la chaleur de manière radiative, un tel coefficient pouvant prendre une valeur comprise entre 0 et 1.
Selon le premier mode de mise en œuvre de l’invention, le plateau de pression intermédiaire 21 et le plateau de pression d’extrémité 22 supportent des surfaces d’émission 219, 229 de rayonnement infrarouge pour lequel le coefficient d’émissivité Σ1 de ces surfaces d’émission est supérieur à 0,64.
Par exemple, les deux plateaux de pression 21, 22 sont réalisés en fonte d’acier, les surfaces d’émission 219, 229 des plateaux de pression étant obtenue brute de fonderie. Selon cet exemple, le coefficient d’émissivité Σ1 est sensiblement égal à 0,8. Les surfaces d’émission 219, 229 sont les surfaces qui ne sont pas en contact avec les disques de friction et qui sont orientées en direction de la surface intérieure de réception du logement 80.
Comme illustré sur la , le plateau de pression intermédiaire 21 comporte une surface périphérique externe 215 délimitée par les faces de frottement 211a, 211b, ladite surface périphérique externe 215 supporte la surface d’émission 219 de rayonnement infrarouge. Les pattes 212 issues de matière depuis la périphérie externe du plateau de pression supportent également la surface d’émission.
Toujours selon le premier mode de mise en œuvre de l’invention, le carter de transmission 60 et la couronne externe 40 supportent des surfaces intérieures de réception 81a, 81b de rayonnement infrarouge, le coefficient d’émissivité Σ2 de ces surfaces intérieures de réception étant supérieur à 0,64.
Par exemple, le carter de transmission 60 et la couronne externe 40 sont réalisés en fonte d’aluminium, les surfaces intérieures de réception 81a, 81b étant obtenues par un traitement d’anodisation permettant d’obtenir un coefficient d’émissivité Σ2 égal à 0,77. Les surfaces intérieures de réception 81a, 81b du logement 80 sont orientées en direction de l’embrayage de coupure de couple 10.
Pour améliorer la capacité d’échange thermique entre l’embrayage de coupure de couple 10 et le logement 80, il est avantageux d’augmenter la superficie d’échange commune entre la surface d’émission disponible et la surface intérieure de réception disponible au sein du module de transmission de couple. Le résultat est optimal lorsque la surface d’émission 229 du plateau de pression d’extrémité 22 est apte à définir une droite normale N1 en un de ses points et la surface intérieure de réception 81b du logement 80 est apte à définir une droite normale N2 en un de ses points, les droites normales N1, N2 aux surfaces d’émission et intérieure de réception étant parallèles entre-elles. Par exemple, on augmente la surface d’émission 229 du plateau de pression d’extrémité 22 disposée axialement en regard de la surface intérieure de réception 81b du carter de transmission 60.
Pour maintenir une température acceptable au niveau de faces de frottement de l’embrayage de coupure de couple, le module de transmission de couple M comprend une inertie indépendante 100 et mobile en rotation autour de l’axe X par rapport à l’embrayage de coupure de couple 10 et disposée à l’intérieur du logement 80.
De cette manière, il est possible de refroidir efficacement l’embrayage de coupure de couple lorsque celui-ci est inséré dans un environnement clos. Le logement 80 comprend seulement un trou de petite dimension aménagé afin de conserver l’environnement de l’embrayage de coupure de couple 10 à la pression atmosphérique.
L’inertie indépendante 100 comporte un corps 101 et des pales 102 réparties angulairement autour du corps, le corps étant supporté en rotation par l’embrayage de coupure de couple au moyen d’un palier de guidage 103. Un flux d’air au sein du logement 80 est créé grâce à l’inertie indépendante 100 montée à rotation sur un composant ayant la plus grande variation de vitesse angulaire. L’efficacité est renforcée lorsque l’inertie indépendante 100 est installée sur le composant du module de transmission de couple qui a le plus de variation de vitesse, de préférence sur l’organe d’entrée de couple 11 de l’embrayage de coupure de couple.
Le palier de guidage 103 est un roulement à billes. En rotation, le roulement à billes est soumis à des frottement internes se caractérisant par un couple de trainée, le couple de trainée ayant une valeur comprise entre 2 et 20 Nm.
On va maintenant décrire en référence à la , un module de transmission de couple M selon un deuxième mode de mise en œuvre de l’invention dans lequel la surface périphérique externe 215 du plateau de pression intermédiaire 21 comporte des excroissances de matière 212 qui augmentent la surface d’émission 219 de rayonnement infrarouge.
Dans ce deuxième mode de mise en œuvre de l’invention, le plateau de pression intermédiaire 21 présente en section dans un plan passant par l’axe de rotation X une forme de T. Les excroissances de matière 212 sont décalées radialement par rapport au faces de frottements 211a, 211b. Ainsi la surface d’émission 219 est augmentée et la capacité d’échange thermique entre l’embrayage de coupure de couple 10 et le logement 80 est améliorée.
Egalement, on augmente la surface d’émission 229 du plateau de pression d’extrémité 22 disposée axialement en regard de la surface intérieure de réception 81b du carter de transmission 60. Pour cela, on réduit au maximum le diamètre intérieur de l’alésage central 225 du plateau de pression d’extrémité 22.
Dans ce deuxième mode de mise en œuvre de l’invention, pour maintenir une température acceptable au niveau de faces de frottement de l’embrayage de coupure de couple, le module de transmission de couple M comprend une inertie indépendante 100 et mobile en rotation autour de l’axe X par rapport à l’embrayage de coupure de couple 10 et disposée à l’intérieur du logement 80.
Comme illustré sur la , l’inertie indépendante 100 comporte un corps 101 et des pales 102 réparties angulairement autour du corps, le corps étant supporté en rotation par le carter de transmission 60. Notamment, le palier de guidage 103 de l’inertie indépendante 100 est supporté par le carter de transmission 60.
L’invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d’être décrit. Dans un autre mode de mise en œuvre selon l’invention, l’embrayage de coupure de couple peut comprendre un plus grand nombre de disques de friction, par exemple trois disques de friction. Dans un autre mode de mise en œuvre selon l’invention, l’embrayage de coupure de couple peut comprendre un seul disque de friction.

Claims (16)

  1. Module de transmission de couple (M) destiné à équiper une transmission (1) hybride de véhicule motorisé, comprenant :
    - un couronne externe (40) agencée pour être raccordée à un rotor de machine électrique tournante (50),
    - un embrayage de coupure de couple (10) mobile en rotation autour d'un axe (X), apte à définir en fonctionnement une source chaude thermiquement, comprenant un organe de sortie de couple (30) solidaire en rotation avec la couronne externe (40) ;
    - un carter de transmission (60) apte à définir en fonctionnement une source froide thermiquement ;
    le carter de transmission (60) et la couronne externe (40) étant assemblés de manière à former un logement (80) dans lequel est reçu en partie l’embrayage de coupure de couple (10),
    l’embrayage de coupure de couple (10) comprenant une surface d’émission (219, 229) de rayonnement infrarouge ayant un premier coefficient d’émissivité (Σ1),
    le logement (80) comprenant une surface intérieure de réception (81, 81a, 81b) de rayonnement infrarouge ayant un deuxième coefficient d’émissivité (Σ2) définit en tout ou partie par le carter de transmission, la surface d’émission et la surface intérieure de réception étant solidaire en rotation,
    caractérisé en ce que le produit des coefficients d’émissivité (Σ1) et (Σ2) est supérieur ou égal à 0,64 tel que Σ1 x Σ2 ≥ 0,64.
  2. Module de transmission de couple (M) selon la revendication précédente, dans lequel l’embrayage de coupure de couple (10) est apte à fonctionner dans un environnement à sec et comprend au moins un disque de friction (13a, 13b) intercalé axialement entre l’organe de sortie de couple (30) fixe axialement et un plateau de pression d’extrémité (22) mobile axialement.
  3. Module de transmission de couple (M) selon la revendication précédente, dans lequel l’organe de sortie de couple (30) est un plateau de réaction comprenant une face de frottement (31) disposée axialement en regard du disque de friction.
  4. Module de transmission de couple (M) selon l’une des revendications 2 ou 3, dans lequel le plateau de pression d’extrémité (22) supporte la surface d’émission (229) de rayonnement infrarouge, le coefficient d’émissivité (Σ1) de la surface d’émission étant supérieur à 0,64.
  5. Module de transmission de couple (M) selon la revendication 4, dans lequel plateau de pression d’extrémité (22) est réalisé en fonte d’acier, la surface d’émission (229) du plateau de pression étant obtenue brute de fonderie.
  6. Module de transmission de couple (M) selon l’une des revendications 2 à 5, dans lequel la surface d’émission (229) du plateau de pression d’extrémité (22) est disposée axialement en regard de la surface intérieure de réception (81b) du carter de transmission (60).
  7. Module de transmission de couple (M) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le carter de transmission (60) et / ou la couronne externe (40) supporte(nt) la surface intérieure de réception (81, 81a, 81b) de rayonnement infrarouge, le coefficient d’émissivité (Σ2) de la surface intérieure de réception étant supérieur à 0,64.
  8. Module de transmission de couple (M) selon la revendication précédente, dans lequel le carter de transmission (60) et / ou la couronne externe (40) est(sont) réalisé(e)(s) en fonte d’aluminium, la surface intérieure de réception (81, 81a, 81b) étant obtenue par anodisation.
  9. Module de transmission de couple (M) selon l’une des revendications 2 à 8, dans lequel la surface d’émission (229) du plateau de pression d’extrémité (22) est apte à définir une droite normale (N1) en un de ses points, la surface intérieure de réception (81, 81a, 81b) du logement (80) est apte à définir une droite normale (N2) en un de ses points, les droites normales (N1, N2) aux surfaces d’émission et intérieure de réception étant parallèles entre-elles, par exemple perpendiculaires à l’axe de rotation (X) ou parallèles à l’axe de rotation (X).
  10. Module de transmission de couple (M) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’embrayage de coupure de couple (10) est un embrayage bi-disque comprenant :
    - un organe d’entrée de couple (11) d’axe de rotation (X) agencé pour être lié cinématiquement à un arbre menant ;
    - des disques de friction (13a, 13b) couplés en rotation avec l’organe d’entrée de couple (11);
    - le plateau de pression d’extrémité (22) mobile axialement par rapport à l’organe de sortie de couple comprenant une face de frottement (221) disposée axialement en regard d’un des disques de friction ; et
    - un plateau de pression intermédiaire (21) mobile axialement par rapport à l’organe de sortie de couple, intercalé axialement entre l’organe de sortie de couple (30) et le plateau de pression d’extrémité (22), comprenant deux faces de frottement (211a, 211b) latéralement opposées.
  11. Module de transmission de couple (M) selon la revendication précédente, dans lequel le plateau de pression intermédiaire (21) comporte une surface périphérique externe (215) délimitée par les faces de frottement, ladite surface périphérique externe supporte la surface d’émission (219) de rayonnement infrarouge dont le coefficient d’émissivité (Σ1) de la surface d’émission est supérieur à 0,64.
  12. Module de transmission de couple (M) selon la revendication précédente, dans lequel la surface d’émission (219) du plateau de pression intermédiaire (21) est disposée circonférentiellement en regard de la surface intérieure de réception de la couronne externe (40).
  13. Module de transmission de couple (M) selon la revendication 11 ou 12, dans lequel la surface périphérique externe (215) comporte des excroissances de matière (212) augmentant la surface d’émission (219) de rayonnement infrarouge.
  14. Module de transmission de couple (M) selon l’une des revendications 10 à 13, dans lequel la couronne externe (40) comprend une portée d’extension axiale (41) recouvrant la périphérie externe du plateau de pression intermédiaire (21) et/ou du plateau de pression d’extrémité (22), la portée d’extension axiale étant apte à recevoir le carter de transmission (60) et/ou le rotor de la machine électrique tournante (50).
  15. Module de transmission de couple (M) selon l’une des revendications 10 à 14, dans lequel le couple d’entrainement en provenance d’un arbre moteur pénètre par l’organe d’entrée de couple (11) situé au centre de l’embrayage et ressort par la portée d’extension axiale (41) de la couronne externe (40) de transmission située radialement à l’extérieur de l’embrayage.
  16. Module de transmission de couple (M) selon l’une des revendications 1 à 15, comprenant une inertie indépendante (100) et mobile en rotation autour de l’axe (X) par rapport à l’embrayage de coupure de couple (10) et disposée à l’intérieur du logement (80).
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