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FR2705749A1 - Dispositif d'amortissement des vibrations de torsion dans une chaîne de transmission de puissance. - Google Patents

Dispositif d'amortissement des vibrations de torsion dans une chaîne de transmission de puissance. Download PDF

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FR2705749A1
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Borjesson Jan
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Regie Nationale des Usines Renault
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Renault SAS
Regie Nationale des Usines Renault
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/14—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers
    • F16F15/1407—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers the rotation being limited with respect to the driving means
    • F16F15/1414—Masses driven by elastic elements
    • F16F15/1435—Elastomeric springs, i.e. made of plastic or rubber
    • F16F15/1442—Elastomeric springs, i.e. made of plastic or rubber with a single mass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

Dispositif d'amortissement des vibrations dans une chaîne de transmission de puissance comportant un moteur à combustion interne (1) assurant le déplacement d'un véhicule par l'intermédiaire d'un embrayage (4) et d'une boîte de vitesses (5), caractérisé en ce qu'il présente un élément d'inertie rotatif (11) entraîné en rotation par la boîte de vitesses (5).

Description

DISPOSITIF D'AMORTISSEMENT DES VIBRATIONS DE
TORSION DANS UNE CHAINE DE TRANSMISSION DE
PUISSANCE
La présente invention se rapporte au domaine technique des transmissions. Plus précisément, elle a pour objet l'intégration, dans la chaîne de transmission de puissance d'un véhicule automobile, d'un organe atténuant les vibrations dues au travail en torsion de celle-ci.
Le cycle de combustion périodique d'un moteur à pistons engendre, dans la chaîne de transmission d'un véhicule automobile, des vibrations en torsion. Ces vibrations, dont l'origine est I'excitation acyclique de la chaîne cinématique par le moteur, sont amplifiées par les résonances en torsion de celle-ci Elles se traduisent, pour les occupants du véhicule, par l'apparition de bruits désagréables, tels que le "graillonnement" de la boîte de vitesses, à certains régimes de rotation du moteur, ou sous certaines conditions de charge du véhicule.
Par la publication FR 2 601 099, on connaît un système amortisseur de torsion comprenant deux parties de disque extérieures fixées entre elles à distance axiale l'une de autre, entre lesquelles est disposée une partie de disque intérieure. Les parties de disques extérieures présentent des fenêtres dans lesquelles sont logés des ressorts de compression hélicoïdaux. Les ressorts sont sollicités élastiquement lors de la rotation relative des deux parties de disque extérieures.
Celles-ci sont respectivement liées au moteur et à la boîte de vitesses, tout en étant accouplées élastiquement par les ressorts. Un un tel dispositif filtre certaines vibrations du moteur. Cependant le dimensionnement et la raideur des ressorts utilisés ne permettent pas de filtrer toutes les oscillations transmises. En particulier, le problème du "graillonnement" de la transmission au ralenti n'est pas supprimé, car les ressorts, suffisamment raides pour transmettre le couple moteur sans risque de rupture, ne sont pas en mesure de filtrer les oscillations correspondantes.
Les constructeurs ont donc mis au point d'autres systèmes d'amortissement des oscillations dans une chaîne cinématique de transmission, dont le "double volant amortisseur" (DIVA) appelé également "volant bimasse". La publication FR 2 670 856 décrit un dispositif de ce type, placé entre le moteur et la transmission. Ce dispositif comporte deux masses, accouplées respectivement au moteur et à l'embrayage, reliées entre elles par un système ressortamortisseur. Le "volant bimasse" assure un amortissement satisfaisant des oscillations, grâce à une nouvelle répartition des masses d'inertie de la transmission, de part et d'autre du ressort. Son intégration entraîne toutefois une modification importante de celle-ci, supprimant le montage traditionnel de l'embrayage sur le volant moteur.
La présente invention a pour but d'augmenter I'amortissement des oscillations générées dans une transmission par les acyclismes du moteur, sans modifier la chaîne cinématique de celle-ci. Elle propose à cet effet un dispositif d'amortissement peu encombrant, et adaptable sur toutes les transmissions.
L'invention concerne un dispositif d'amortissement des vibrations dans une chaîne de transmission de puissance comportant un moteur à combustion interne assurant le déplacement d'un véhicule par l'intermédiaire d'un embrayage et d'une boîte de vitesses. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il présente un élément d'inertie entraîné en rotation par la boîte de vitesses.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément d'inertie est un batteur en torsion, monté sur un arbre de la boîte de vitesses.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément d'inertie est placé à ltextérieur du carter de la boîte de vitesses.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le batteur en torsion est monté sur l'arbre primaire de la boîte de vitesses.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le batteur en torsion est fixé sur une extrémité de l'arbre, dépassant à l'extérieur du carter.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le batteur en torsion est fixé sur un embout rapporté sur une extrémité de l'arbre, et dépassant à l'extérieur du carter.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le batteur en torsion présente une partie centrale et une partie annulaire métalliques, réunies par une bague en matériau élastique.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le batteur en torsion est fixé par une vis, sur l'extrémité de l'arbre.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le batteur en torsion est fixé par une vis sur l'embout rapporté à l'extrémité de l'arbre.
Selon un mode de réalisation de I'invention, la vis est engagée au travers d'une rondelle retenue contre le batteur.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de celle-ci, en liaison avec les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 situe l'implantation d'un embrayage conventionnel dans
un groupe moto-propulseur, - la figure 2 situe l'implantation d'un volant bimasse dans le même
groupe moto-propulseur, - la figure 3 se rapporte au dispositif de l'invention, - la figure 4 représente ce dispositif, et - la figure 5 illustre graphiquement le résultat obtenu grâce à celui
ci sur un véhicule automobile,
Sur les figures 1, 2 et 3, on a représenté schématiquement un moteur 1, identifiable grâce à ses pistons 2 et à son vilebrequin 3.
L'embrayage 4, placé entre le moteur 1 et la boîte de vitesses 5 est monté sur un volant 6, 6", et présente un disque de friction 7. Sur les figures 1 et 3, l'embrayage 4 est monté de façon conventionnelle sur un volant unique 6, solidaire du vilebrequin 3. Le disque de friction 7 est monté sur un moyeu amortisseur 8 à ressorts 9. En revanche, la figure 2 fait apparaître un volant primaire 6' et un volant secondaire 6". Ce volant bimasse 6', 6" est disposé de part et d'autre du moyeu amortisseur 8, I'embrayage 4 étant solidaire du volant secondaire 6". La transmission illustrée par la figure 1 dispose donc d'un dispositif d'amortissement d'oscillations classique, intégré à l'embrayage 4, tandis que celle de la figure 2 est pourvue d'un volant bimasse 6', 7, 6". Enfin sur la figure 3, on retrouve le dispositif d'amortissement conventionnel de la figure 1, mais on voit apparaître un élément 11, tel qu'un batteur en torsion, situé hors de la boîte de vitesses 5, à l'extrémité de l'arbre primaire 10 de celle-ci.
Le batteur en torsion ll faisant l'objet de la figure 4 est donc situé hors du carter 12 de la boîte 5, à l'extrémité de l'arbre primaire 10 de celle-ci. Ce batteur 11, présente une partie centrale 13 et une partie annulaire 14 métalliques, réunies par une bague en matériau élastique 15. Il est maintenu au moyen d'une vis de fixation 16 introduite au travers d'une rondelle 17, contre un embout 18 rapporté sur l'extrémité de l'arbre 10. L'embout rapporté 18 n'est pas indispensable, car on peut envisager de monter directement le batteur Il sur l'extrémité de l'arbre 10, cette extrémité dépassant alors elle-même hors du carter 12, ce qui revient à intégrer L'embout 18 dans l'arbre 10. Sur cette figure apparaissent également le roulement conique 19 assurant le maintien et la rotation de l'arbre 10 au travers du carter 12, ainsi qu'une bague d'étanchéité à lèvres 20 à armature métallique 21, disposée entre l'arbre 10 et une bague de rapport 22 contre le carter 12. La bague 20 est appliquée contre l'arbre 10 par un ressort 23.
La figure 5 illustre le gain obtenu sur un véhicule, grâce au montage d'un batteur en torsion, tel que décrit sur la figure 4, dans des conditions de pleine charge moteur. La courbe A, relative à l'excitation du moteur entre 1000 et 2500 tours/minutes traduit l'acyclisme en torsion correspondant à la seconde harmonique de rotation d'un moteur à quatre cylindres. La courbe B représente la réponse de la boîte de vitesses à cette excitation, en l'absence de batteur en torsion, et la courbe C représente la réponse correspondante d'une boîte de vitesses équipée, conformément à l'invention, d'un batteur en torsion en extrémité de son arbre primaire. Les courbes B et C mettent en évidence un amortissement des oscillations particulièrement efficace entre 1500 et 2000 tours/minute. L'exemple illustré par la figure 5 a une valeur purement indicative et ne limite en aucune mesure la portée de l'invention.
En effet, sans sortir du cadre de celle-ci, il est possible de monter le batteur, à l'extrémité d'un arbre secondaire de la boîte de vitesses, ou à Itintérieur du carter Par ailleurs, la plage de fréquence sur laquelle les oscillations sont amorties dépend également des caractéristiques élastiques du batteur et de son rayon, qui déterminent sa fréquence propre de vibrations.
Sans pour autant limiter le cadre de l'invention à celles-ci, on peut dégager trois applications privilégiées du dispositif d'amortissement proposé par l'invention: - la suppression des problèmes de graillonnement en pleine charge
("pied dedans") apparaissant lors des reprises à bas régimes,
principalement entre 1500 et 2000 tours/minutes, - l'élimination des vibrations pouvant se développer à faible charge
et à bas régime, notamment entre 1000 et 1500 tours/minutes, et - la réduction des "bruits de point mort", lorsque le moteur tourne
au ralenti, véhicule arrêté.
En conclusion, l'implantation d'un batteur de torsion sur un arbre de la boîte de vitesses, notamment de son arbre primaire, assure à celui-ci, pour une même inertie, une efficacité supérieure aux dispositifs d'amortissement connus.

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS
    tll Dispositif d'amortissement des vibrations dans une chaîne de
    transmission de puissance comportant un moteur à combustion
    interne (1) assurant le déplacement d'un véhicule par
    l'intermédiaire d'un embrayage (4) et d'une boîte de vitesses
    (5), caractérisé en ce qu'il présente un élément d'inertie rotatif
    (11) entraîné en rotation par la boîte de vitesses (5).
    [2] Dispositif d'amortissement des vibrations selon la
    revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (11) est un
    batteur en torsion monté sur un arbre (10) de la boîte de
    vitesses (5).
    [3] Dispositif d'amortissement des vibrations selon les
    revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément d'inertie
    (11) est placé à l'intérieur du carter (12) de la boîte de
    vitesses (5).
    [4] Dispositif d'amortissement des vibrations selon les
    revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le batteur en
    torsion (11) est monté sur l'arbre primaire (10) de la boîte de
    vitesses (5).
    [5] Dispositif d'amortissement des vibrations selon les
    revendications 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le batteur en
    torsion (11) est fixé sur une extrémité de l'arbre (10),
    dépassant à l'extérieur du carter (12).
    [6] Dispositif d'amortissement des vibrations selon les
    revendications 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le batteur en
    torsion (1I) est fixé sur un embout (18) rapporté sur une
    extrémité de l'arbre (10), et dépassant à l'extérieur du carter
    (12).
    [7] Dispositif d'amortissement des vibrations selon l'une des
    revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le batteur en
    torsion (11) présente une partie centrale (13) et une partie
    annulaire (14) métalliques, réunies par une bague en matériau
    élastique (15).
    [8] Dispositif d'amortissement des vibrations selon les
    revendications 5 ou 7, caractérisé en ce que le batteur en
    torsion (11) est fixé par une vis (16), sur l'extrémité de l'arbre
    (11).
    [9] Dispositif d'amortissement des vibrations selon les
    revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le batteur en
    torsion (11) est fixé par une vis (16), sur l'embout (18)
    rapporté à l'extrémité de l'arbre (11).
    [10] Dispositif d'amortissement des vibrations selon les
    revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que la vis (16) est
    engagée au travers d'une rondelle (17), retenue contre le
    batteur (11).
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