FR2705751A1 - Transmission automatique à variation continue. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une transmission à variation continue automatique pour entraîner un arbre de sortie (2) dont la vitesse varie, par exemple dans un rapport de 1/4 à 1/1 de la vitesse de l'arbre d'entrée (1), sans utilisation d'une boîte de vitesses. La transmission comporte au moins un train planétaire d'entrée (4), un convertisseur de couple (5) et un coupleur centrifuge (24) - ou un embrayage de prise directe - entre les arbres d'entrée (1) et de sortie (2). La roue d'appui sur carter (14) du convertisseur est entraînée à une fraction de la vitesse de l'arbre d'entrée, de sorte que le rendement du convertisseur est élevé. Dès que le rapport de transmission dépasse environ 0,75, la puissance est automatiquement dérivée progressivement du convertisseur (5) au coupleur (24). Quand le rapport dépasse 0,97, le coupleur transmet toute la puissance et le frein (16) d'appui sur le carter est libéré, de sorte que toute la transmission tourne en bloc au rapport 1/1. Dans une variante, le convertisseur comporte une seconde roue de pompe qui tourne plus vite que l'arbre d'entrée. Applications: entraînement de machines ou de véhicules.

Description

TRANSMISSION AUTOMATIQUE A VARIATION CONTINUE
La présente invention concerne une transmission automatique à variation continue, comportant un convertisseur de couple pourvu d' une roue de pompe couplée mécaniquement à un arbre d'entrée, d'une roue d'appui et d'une roue de turbine couplée mécaniquement à un arbre de sortie, et des moyens de couplage susceptibles de transmettre une puissance de l'arbre d' entrée à l'arbre de sortie sans passer par le convertisseur de couple.

Il est bien connu d' utiliser un convertisseur hydrodynamique de couple dans une transmission automatique, notamment pour véhicules à moteur, pour transmettre la puissance à un arbre de sortie dont la vitesse est variable en continu dans une plage plus ou moins large. La roue d'appui du convertisseur, appelée stator, est directement liée au carter. Comme un tel convertisseur ne présente un bon rendement énergétique que dans une plage assez limitée de rapports entre les vitesses respectives des arbres d'entrée et de sortie, on doit généralement utiliser, en particulier dans les transmissions de véhicules à moteur, une boîte de vitesses commutable en charge, entraînée par l'arbre de sortie du convertisseur. En outre, le convertisseur de couple ne peut pas faire tourner l'arbre de sortie exactement à la même vitesse que l'arbre d'entrée, car il se "débraye" quand ces deux vitesses deviennent très voisines (rapport compris entre 0,97 et 1). Pour y remédier, il est connu de réaliser un couplage mécanique dès que le rapport atteint 0,88 car le rendement chute ensuite brutalement. Ce couplage est réalisé entre les deux arbres au moyen d'un embrayage de prise directe qui"court-circuite" le convertisseur, en évitant en même temps les pertes inhérentes à celui-ci.

La nécessité d'une boîte de vitesses dans la plupart des applications des transmissions de ce genre freine considérablement leur diffusion, à cause des suppléments de poids, de volume, de coût de construction de la transmission automatique, ainsi que des moyens de commande de la boîte de vitesses. La présente invention vise à perfectionner une telle transmission de façon à éviter ces inconvénients, notamment en élargissant la plage des vitesses de sortie où le convertisseur présente un bon rendement, pour supprimer autant que possible la nécessité d'une boîte de vitesses.

Dans une version de base de la présente invention, il est prévu une transmission automatique du genre indiqué en préambule, caractérisée en ce que la roue d'appui du convertisseur de couple est susceptible d'être entraînée par l'arbre d' entrée au moyen d' un train démultiplicateur pour tourner à une vitesse inférieure à celle de la roue de pompe.

Ainsi, par rapport à un convertisseur usuel, la roue d'appui du convertisseur de couple tourne à une vitesse plus proche de celle de la roue de turbine dès que l'arbre de sortie a démarré. Il en résulte que les écarts de vitesse entre les différents éléments du convertisseur sont moindres sur toute la plage des régimes utiles du convertisseur, en particulier aux vitesses élevées de l'arbre de sortie, et cela permet un meilleur rendement énergétique.

L' utilisation d'un mécanisme à roue libre sur la roue d'appui reste possible.

Dans une première forme de réalisation de la transmission, lesdits moyens de couplage comportent un embrayage de prise directe entre l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie ou entre des éléments mécaniques liés à ces arbres.

Dans une autre forme de réalisation, lesdits moyens de couplage comportent un coupleur centrifuge qui tourne à une vitesse proportionnelle ou égale à celle de l' arbre de sortie ou de l'arbre d' entrée. De préférence, le coupleur centrifuge comporte une roue centrale et un porte-satellites liés respectivement à l'arbre d'entrée ou à l'arbre de sortie, ou inversement, des roues satellites rotatives dans le porte-satellites et s'engrenant sur ladite roue centrale, et des éléments centrifuges liés chacun à 1' une des dites roues satellites et susceptibles d' exercer sur celles-ci un couple produit par une force centrifuge due à la rotation du porte-satellites. Dans une forme avantageuse d'un tel coupleur, chacun desdits éléments centrifuges comporte une chambre circulaire disposée coaxialement sur la roue satellite correspondante et pourvue de pales internes pour déplacer tangentiellement, par la rotation de la roue satellite, une masse liquide contenue dans la chambre. Chacun des dits éléments centrifuges peut être agencé pour fonctionner dans les deux sens de rotation de la roue satellite correspondante, de sorte que le coupleur centrifuge transmet un couple de l'arbre de sortie à l'arbre d'entrée quand la vitesse de l'arbre de sortie dépasse celle de l'arbre d'entrée.

De préférence, 11 arbre d'entrée, l'arbre de sortie, le train démultiplicateur, le convertisseur de couple et le coupleur centrifuge sont tous disposés coaxialement pour tourner autour d'un axe commun, de sorte qu'ils tournent tous en un bloc quand les vitesses de l'arbre d'entrée et de l'arbre de sortie sont égales.

Dans un aspect préféré de l'invention, ledit train démultiplicateur est un train planétaire d'entrée comportant un premier, un deuxième et un troisième élément centré qui sont liés respectivement à l'arbre d'entrée, à la roue d'appui du convertisseur de couple et à un point d'appui sur un carter. Le point d'appui sur le carter est un engrenage immobilisé par un frein pendant une grande partie de la variation mais qui peut être libéré en fin de variation vers le rapport 1. Le train planétaire d' entrée peut comporter un quatrième élément centré qui est lié à la roue de pompe du convertisseur de couple et agencé pour entraîner celle-ci à une vitesse supérieure à celle de l'arbre d'entrée.

Dans une forme très avantageuse d'une transmission selon l'invention, le convertisseur de couple comporte en outre une seconde roue de turbine qui est couplée mécaniquement à la première roue de turbine et à la roue d'appui au moyen d'un train planétaire de sortie supplémentaire.

Dans chacune des formes évoquées ci-dessus, la transmission peut comporter un dispositif de marche arrière commandé par un frein et constitué par un train planétaire qui couple l'arbre d'entrée à 1' arbre de sortie et audit frein.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront dans la description suivante de différents exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est un schéma d' une première forme d' une transmission continue selon l'invention, - la figure 2 est un schéma d'une deuxième forme d' une transmission continue selon l'invention, - la figure 3 est un schéma d'une troisième forme d'une transmission continue selon l'invention, - la figure 4 est une vue schématique en coupe transversale d'un élément d'un coupleur hydrocinétique centrifuge faisant partie de la transmission de la figure 3, suivant la ligne IV-IV de la figure 5, - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'une transmission réalisée selon le schéma de la figure 3, - la figure 6 est un schéma d' une quatrième forme d' une transmission continue selon 1' invention - la figure 7 est un diagramme de Ravigneaux illustrant le fonctionnement de la transmission de la figure 6, - la figure 8 est un diagramme illustrant schématiquement les pertes énergétiques théoriques dans la transmission de la figure 6, - la figure 9 est un schéma d'une quatrième forme d' une transmission continue selon l'invention, et - la figure 10 est un diagramme de Ravigneaux illustrant le fonctionnement de la transmission de la figure 9.

La transmission illustrée par la figure 1 comporte un arbre d' entrée 1 et un arbre de sortie 2 qui sont supportés dans un carter 3 par des paliers non représentés. Dans ce carter, la transmission comprend un train planétaire d'entrée 4, un convertisseur de couple 5 et un embrayage de prise directe 6. Le train planétaire 4 comporte un porte-satellites 7 lié à l'arbre d'entrée 1 et portant des satellites doubles pourvus d' une roue satellite 8, s' engrenant sur une roue planétaire 9 fixée au carter 3, et d'une roue satellite 10 s'engrenant sur une roue planétaire 11. Les roues planétaires 9 et 11 sont disposées à l'intérieur, mais on pourrait aussi les prévoir sur le côté extérieur du train planétaire 4. Comme le produit des rayons RoxRlo est inférieur au produit des rayons RsxR11, la roue planétaire 11 est entraînée dans le même sens que l'arbre d'entrée 1, mais à une vitesse réduite, par exemple avec un rapport d'environ 1/4 ou 1/5. Si ce rapport est trop grand, les performances au démarrage sont médiocres. S'il est trop petit, les performances dans la plage des régimes utiles de fonctionnement continu ne sont pratiquement pas améliorées par rapport à celles d'un convertisseur classique.

Le convertisseur de couple 5 comporte, comme un convertisseur classique, une roue de pompe 12 liée à l'arbre moteur 1 (éventuellement par l'entremise d'une roue libre non représentée) et une roue de turbine -13 liée à l'arbre de sortie 2, ainsi qu'une roue d' appui 14 qui permet d'ajouter un couple de réaction au couple moteur. Cependant, au lieu d'être obtenu par appui direct sur le carter, le couple de réaction est obtenu ici par appui de la roue 14 sur la roue planétaire 11 qui tourne à une vitesse proportionnelle à celle de la roue d'entrée et de la roue de pompe 12.

Une telle transmission est capable de transmettre un couple de 1' arbre d' entrée 1à l' arbre de sortie 2 avec une variation continue du rapport a entre les vitesses respectives de l'arbre de sortie et de l'arbre d'entrée. La plage de variation de ce rapport peut s'étendre de O à 1, ou par exemple de 1/4 à 1 si un embrayage est prévu entre le moteur et l'arbre d'entrée 1. Au démarrage, l'embrayage de prise directe 6 est ouvert et la vitesse de l'arbre d'entrée 1 peut monter jusqu'à une vitesse nominale constante, par exemple 4000 tours par minute. Le convertisseur 5 exerce alors sur la roue de turbine 13, un couple qui fait tourner l'arbre de sortie 2 dès qu'il dépasse la valeur du couple résistant appliqué à cet arbre.

Quand la vitesse de l'arbre de sortie se rapproche de celle de l'arbre d'entrée, c' est-à-dire quand le rapport a se rapproche de 1, le convertisseur 5 a tendance à "décrocher" et à ne plus transmettre tout le couple moteur. Une commande automatique de type connu agit alors de manière à fermer progressivement l'embrayage 6 pour entraîner l'arbre 2 en prise directe sur l'arbre 1, c' est-à-dire que a = 1. Pour éviter des pertes par brassage dans le convertisseur 5, on peut prévoir la possibilité de libérer la roue planétaire 9 par rapport au carter 3, par libération d' un frein ou au moyen d'une roue libre, pour que la roue d'appui 14 puisse tourner librement à la même vitesse que les roues 12 et 13.

La figure 2 représente une variante de la transmission de la figure 1, où les mêmes éléments portent les mêmes numéros de référence.

D'une part, on a ajouté un frein 16 pour bloquer et libérer sélectivement la roue planétaire 9 du train planétaire d'entrée 4.

D'autre part, il est prévu un mécanisme de marche arrière 17 mis en action par serrage d'un frein 18. Ce mécanisme comporte des satellites doubles montés sur le porte-satellites 7 du train planétaire 4 et comprenant chacun une roue satellite 19, qui s' engrène sur une roue planétaire 20 liée au frein 18, et une roue satellite 21 qui s' engrène sur une roue planétaire 22 liée à l'arbre de sortie 2. Pour faire fonctionner la transmission en marche arrière, il suffit de libérer l'embrayage 6 et de serrer le frein 18.

La forme de réalisation illustrée par la figure 3 se distingue de celle des figures 1 et 2 en ce que l'embrayage de prise directe 6 est remplacé par un coupleur centrifuge 24 reliant l'arbre d'entrée 1 à 1' arbre de sortie 2. Ce coupleur comporte un train planétaire incomplet, formé d'une roue planétaire centrale 25 liée à 1' arbre 1 et s'engrenant sur des satellites 26 montés sur un porte-satellites 27 lié à l'arbre 2. 1l nit y a pas de roue planétaire extérieure. Dans une variante, on peut aussi monter le planétaire 25 sur l'arbre de sortie 2 et le porte-satellite 27 sur l'arbre d' entrée 1, surtout dans le cas où l'on neutralise le coupleur pendant une grande partie de la variation, comme on le décrira plus loin. Chacun des satellites 26
(de préférence au nombre de trois) porte un élément hydrocinétique centrifuge 28 qui est représenté plus en détail à la figure 4.

Chaque élément centrifuge 28 est formé par un boîtier cylindrique étanche 30 renfermant une chambre 31 dont la périphérie est subdivisée en plusieurs cellules identiques 32 par des pales radiales 33 qui ne s'étendent pas jusqu a l'axe de rotation Oi de l'élément 28 et du satellite 26. Une certaine quantité d'un liquide 34, par exemple une huile fluide, occupe une fraction du volume de la chambre 31 et peut se déverser d'une cellule 32 à la suivante pardessus le bord libre 61 de chaque pale 33. Les rayons de la roue centrale 25 et du satellite 26 (dont on a représenté les cercles primitifs en traits mixtes dans la figure 4) sont choisis de façon que chaque élément centrifuge 28 tourne relativement lentement sur luimême suivant la flèche S. Ainsi, après une phase de démarrage où la vitesse QR de 1' arbre de sortie 2 et du porte-satellites 27 atteint une valeur qui est une fraction de la vitesse QM de l'arbre d'entrée 1 et de la roue 25, la force centrifuge F due à la rotation de l'axe O1 à la vitesse Qr autour de l'axe commun O de la roue 25 et du porte-satellites 27 devient plus grande que celle qui résulte de la rotation de l'élément 28 autour de l'axe Ol. Dans ces conditions, le liquide 34 occupe la position représentée à la figure 4, même si la rotation S s'arrête. La force centrifuge F appliquée au centre de gravité G du liquide 34 exerce, par rapport à l'axe O1, un couple
Cx sur chaque satellite 26. Il en résulte qu'un couple proportionnel à Cx est opposé au couple transmis par la roue centrale 25, liée en rotation à l'arbre d'entrée 1, le porte-satellites 27 étant lié en rotation à l'arbre de sortie 2. Cela signifie que ce couple est dérivé de l'arbre 1 à l'arbre 2 sans passer par le convertisseur de couple 5. Le couple de sortie de ce dernier est transmis de la roue de turbine 13 à l'arbre de sortie 2 par un arbre intermédiaire 35 lié en rotation au porte-satellites 27.

Au démarrage, la vitesse QPI de l'arbre d'entrée 1 peut monter jusqu a une vitesse nominale constante. Le coupleur centrifuge 24 n'a pas d'effet tant que la vitesse QR de l'arbre de sortie 2 est nulle ou faible, c' est-à-dire que la totalité de la puissance passe à travers le convertisseur de couple 5 jusqu'à ce que l'arbre de sortie 2 tourne assez vite pour que le couple centrifuge Cx se manifeste et augmente progressivement avec le carré de la vitesse Q. Dans le même temps, la vitesse de rotation des éléments centrifuges 28 suivant S diminue, ce qui diminue aussi les pertes par brassage du liquide 34. Par conséquent, plus le rapport a = Qr / QM se rapproche de la valeur 1, plus le couple transmis par le dispositif centrifuge 24 augmente et plus le couple transmis par le convertisseur 5 diminue. Il en résulte que l' effet de débrayage du convertisseur 5, quand a atteint la valeur de 0,97, n' est pas gênant, puisque le coupleur centrifuge 24 peut transmettre alors la totalité du couple moteur jusqu'à a = 1, c'est-à-dire que Qr = RM.

A ce moment, les éléments centrifuges 28 ne tournent plus sur euxmêmes et la masse liquide 34 agit en balourd fixe, sans aucune perte hydrodynamique. Tous les éléments du coupleur centrifuge 24 tournent en un seul bloc et assurent une prise directe entre les arbres 1 et 2. La commande de la transmission automatique peut desserrer le frein 16 dès que le convertisseur 5 commence à débrayer, si bien que tous les éléments du train planétaire 4 et du convertisseur 5 peuvent aussi tourner en un seul bloc et sans perte, à la même vitesse que les arbres 1 et 2.

Si la vitesse QR de l'arbre de sortie 2 excède la vitesse QM de l'arbre d'entrée 1, les éléments centrifuges 28 amorcent une rotation dans le sens opposé à S, la masse liquide se déplace de l'autre côté et exerce un couple Cx de sens opposé, c' est-à-dire que la transmission agit automatiquement en frein moteur, jusqu'à ce que les vitesses des deux arbres redeviennent égales.

La figure 5 représente une forme de construction d'une transmission selon le schéma de la figure 3, où les éléments correspondants portent les mêmes numéros de référence. On y voit en outre des éléments de carter 36 à 39, des roulements 40 à 51 et des clavettes 52 à 57. La figure 5 montre également un mécanisme de commande permettant de neutraliser le coupleur centrifuge 24, grâce à deux noyaux tubulaires 58 agencés pour coulisser l'un en face de l'autre dans chaque élément centrifuge 28 de façon à pouvoir obturer ou libérer sélectivement le passage du liquide 34 (figure 4) par-dessus les bords libres des pales 33. Chaque noyau 58 peut coulisser axialement suivant la double flèche E dans un moyeu correspondant 59 de l' élément 28, par exemple grâce à un micro-moteur 60 attaquant une crémaillère ménagée dans le noyau 58. Quand ils se rapprochent l'un de l'autre, les deux noyaux 58 coulissent le long du bord libre 61 des pales 33, bloquant ainsi le passage d'une cellule 32 à une autre dans chaque élément 28. Ce blocage peut être utile pendant la phase de démarrage de l'arbre de sortie 2, par exemple jusqutà a = 0,75, afin d'éviter des pertes de rendement dans le coupleur centrifuge 24 pendant que le convertisseur 5 peut transmettre efficacement la totalité de la puissance.

D'après la figure 5, un homme du métier constatera qu' une transmission continue selon l'invention peut présenter un encombrement et un poids considérablement réduits par rapport à une transmission automatique classique. Une transmission ainsi réalisée, avec un diamètre maximal d'environ 400 mm, est capable de transmettre un couple d'entrée de 200 Nm d' un arbre d'entrée tournant à 4000 t/mn à un arbre de sortie dont la vitesse peut varier en continu dans une plage allant, par exemple, de 1000 t/mn à 4000 t/mn, en opérant automatiquement une dérivation progressive de la puissance entre le convertisseur de couple et le coupleur centrifuge, dans un sens ou dans l'autre selon que le rapport a augmente ou diminue. Les seules commandes à prévoir sont celles des noyaux 58, si ces organes sont effectivement prévus, et celles du frein 18; elles sont automatisées très simplement puisqu'elles peuvent être basées uniquement sur le rapport a des vitesses des deux arbres.

Les figures 6 à 8 illustrent une forme de réalisation perfectionnée par rapport à celle des figures 3 à 5, avant tout parce que son convertisseur de couple 64 comporte, en plus des roues 12, 13 et 14 analogues à celles de 1' exemple précédent, une seconde roue de turbine 65 qui coopère avec l'arbre de sortie 2 et la roue d'appui 14 au moyen d'un train planétaire de sortie 66. Ce train comprend une roue planétaire intérieure 67 liée à la roue 11 du train d'entrée par un arbre intermédiaire 68, des satellites 69, un porte-satellites 70 lié à l'arbre de sortie 2, à la "première roue de turbine 13 et au porte-satellites 27 du coupleur centrifuge 24, et une roue planétaire extérieure ou grande couronne 71 liée à la seconde roue de turbine 65 et à un flasque de support 72.

D'autre part, cette transmission est complétée par un dispositif de marche arrière 73 commandé par un frein 74. Ce dispositif comporte un train planétaire dont la roue planétaire intérieure 75 est liée à un arbre intermédiaire 76 solidaire de l' arbre d' entrée, des satellites 77, un porte-satellites 78 attaqué par le frein 74, et une grande couronne 79 liée à l'arbre de sortie par les porte-satellites 27 et 70.

Quand le frein 74 est serré, l'arbre 2 est ainsi entraîné en marche arrière directement par l'arbre 2 avec un rapport fixe, par exemple 1/4. Le frein 16 peut être desserré pour libérer la rotation des roues 14 et 65 du convertisseur.

Pour décrire plus clairement le fonctionnement de la transmission de la figure 6, on désignera par des lettres les différents éléments ou ensembles qui tournent autour de l'axe commun des arbres 1 et 2.

Un élément moteur M comprend les composants 1, 7, 75, 76, 25 et 12. Un élément résistant ou entraîné R comprend les composants 2, 70, 13, 27 et 79. Un élément d'appui I comprend les composants 11, 68, 14 et 67. Un élément additionnel A comprend les composants 65, 71 et 72. Un élément d'appui sur carter Q comprend la roue planétaire 9. Enfin, le porte-satellites 78 du train de marche arrière constitue un élément C. Les vitesses de rotation de ces éléments sont désignées ci-dessous par la lettre Q pourvue de l'indice correspondant.

Le fonctionnement de la transmission est décrit en référence à la figure 7, à savoir le diagramme dit de Ravigneaux, bien connu dans le domaine des engrenages planétaires. Les vitesses respectives Q des éléments A, C, I, M, Q et R sont reportées en ordonnées, la vitesse QC! étant nulle quand le frein 16 est serré, tandis que les abscisses représentent les rapports des rayons dans chaque train planétaire. Dans ce agramme, les trois éléments centrés de chaque train planétaire sont représentés par trois points qui sont toujours alignés.

Au démarrage, élément M tournant au ralenti, par exemple à environ 1000 t/mn, est porté à une vitesse nominale du moteur, par exemple 4000 t/mn, que nous supposons constante dans les phases de fonctionnement décrites ici. Le train d'entrée 4 est représenté par la ligne MiQ où QI = QM/5. Le convertisseur 64 animé par M entraîne A et R en s'appuyant sur I, de sorte que la droite ARI représentant le train de sortie 66 monte en pivotant autour du point
I. La position 81 de cette droite correspond à a = QR/Q > = = 0,25, et la position 82 à a = 0,68. A partir de cette position, la roue de turbine 65 de l'élément A, qui tourne à la vitesse QA = 7/8 QM, commence à décrocher par rapport à la roue de pompe 12 et ne sera plus entrainée quand A = environ 0,97 QM, ce qui correspond à la position 83 où a = 0,816. Au-dessous d'une valeur limite de a, par exemple a = 0,75, le dispositif centrifuge 24 est neutralisé parce que les noyaux 58 (figure 5) obturent la zone centrale des éléments 28.

Au-delà de cette limite, une commande électrique automatique fait s'écarter progressivement les noyaux, de sorte que tout ou partie du liquide peut rester constamment dans une position décalée dans les éléments 28 et permettre ainsi au coupleur centrifuge de transmettre une part toujours plus grande du couple moteur pendant que la vitesse QET augmente et que le liquide peut circuler librement, tandis que la part transmise par le convertisseur 64 diminue progressivement et disparaît au-delà de a = 0,8. La commande automatique libère alors le frein 16 pour que 1' élément I puisse tourner librement à une vitesse approximativement égale à
Q R . Une autre solution peut consister à vider l'huile du convertisseur, mais elle est plus complexe et coûteuse. Au-delà de a = 0,8, toute la puissance passe à travers le coupleur centrifuge 24. Quand SZR atteint QM (a = i), toute la transmission tourne en bloc à la même vitesse, donc sans pertes énergétiques dans les engrenages, ni dans les éléments hydrocinétiques centrifuges, ni dans le convertisseur de couple. Si le couple résistant de l'arbre 2 est légèrement plus élevé que le couple moteur dans le domaine de a = 0,8 à a = 1, il est toujours possible de le vaincre par une élévation momentanée de la vitesse du moteur, donc de l'élément M, pour rétablir une dérivation de puissance à travers le convertisseur de couple.

Si l'arbre de sortie 2 se met à tourner plus vite que l'arbre d'entrée 1, par exemple dans un véhicule circulant en poussée, le couple transmis par le coupleur centrifuge change de sens, comme décrit en référence à l'exemple précédent, et la transmission fonctionne en frein moteur.

Si la vitesse Q R de l'arbre de sortie 2 redescend au-dessous de la valeur a = 0,8, les phénomènes inverses interviennent, le coupleur centrifuge est neutralisé par fermeture automatique de ses noyaux 58 et le convertisseur de couple reprend son rôle.

La droite 84 représente le fonctionnement en marche arrière à une vitesse quelconque QM de l' arbre d'entrée. L'élément C étant bloqué, la vitesse Qr est toujours proportionnelle à QM, mais dans le sens opposé.

La figure 8 montre de manière schématique le pourcentage P des pertes énergétiques estimées dans la transmission de la figure 6 dans la plage utile du rapport a = Qr / QM, s'étendant de a = 0,25 à a = 1. On remarque que le rendement est excellent sur toute la moitié supérieure de cette plage et atteint la valeur théorique de 1 en prise directe (a = 1). Grâce au faible niveau des pertes, la transmission selon l'invention permet de se passer d'une boîte de vitesses, notamment pour ltentrâînement d'un véhicule à moteur.

Dans une telle application, la vitesse du moteur peut aussi être réglée automatiquement en fonction du couple résistant et de la position de l'accélérateur de façon que la transmission fonctionne le plus souvent possible en prise directe.

Les figures 9 et 10 représentent une variante qui est modifiée par rapport à la transmission selon les figures 6 à 8 par le fait que la roue de pompe 12 du convertisseur de couple 64 n'est pas entraînée par l'élément M, mais par un élément B entraîné par le train planétaire d'entrée 4 de manière à tourner plus vite que 1' élément M.

L'élément B comprend une roue planétaire extérieure 87 s'engrenant sur les satellites 10 du train planétaire 4 et liée à la roue de pompe 12 par un arbre intermédiaire 88. En outre, le coupleur centrifuge 24 est remplacé dans cet exemple par un embrayage de prise directe 86 entre les arbres 1 et 2.

Le train planétaire de sortie 89 est réalisé différemment de celui de l'exemple précédent, mais remplit la même fonction. Son portesatellites 90 appartient à l'élément I. Il porte des satellites doubles 91 et 92 s' engrenant sur des roues planétaires 93 et 94 liées respectivement à la seconde roue de turbine 65 (élément A) et à l'arbre de sortie 2 (élément R).

Grâce à cet agencement, on voit dans la figure 10 que le domaine de décrochage du convertisseur de couple, délimité par les droites 95 et 96 et déterminé par la différence de vitesse entre A et B, se trouve plus haut que dans le cas de la figure 7. Par conséquent, la vitesse QET à la fin du domaine de décrochage (point R de la droite 96) est approximativement égale à QM et cela permet d'enclencher la prise directe, par l' embrayage 86 sans aucun à-coup et sans modifier la vitesse du moteur.

On notera que l'embrayage de prise directe 86 pourrait aussi être prévu entre les éléments A et B ou être remplacé par un coupleur centrifuge tel que le coupleur 24 entre ces deux éléments.

Les exemples décrits ci-dessus démontrent que l'invention fournit une transmission à variation continue, commandée automatiquement par le couple résistant exercé sur l'arbre de s

Claims (11)

Revendications

1. Transmission automatique à variation continue, comportant un convertisseur de couple pourvu d'une roue de pompe couplée mécaniquement à un arbre d'entrée, d'une roue d'appui et d'une roue de turbine couplée mécaniquement à un arbre de sortie, et des moyens de couplage susceptibles de transmettre une puissance de l'arbre d'entrée à l'arbre de sortie sans passer par le convertisseur de couple, caractérisée en ce que la roue d'appui (14) du convertisseur de couple (5, 64) est susceptible d'être entraînée par l'arbre d'entrée (1) au moyen d'un train démultiplicateur (4) pour tourner à une vitesse inférieure à celle de la roue de pompe (12).

2. Transmission selon la revendication l, caractérisée en ce que lesdits moyens de couplage comportent un embrayage de prise directe (6, 86) entre l'arbre d'entrée (1) et l'arbre de sortie (2) ou entre des éléments mécaniques liés à ces arbres.

3. Transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de couplage comportent un coupleur centrifuge (24) qui tourne à une vitesse proportionnelle ou égale à celle de l'arbre de sortie (2) ou de l'arbre d'entrée (1).

4. Transmission selon la revendication 3, caractérisée en ce que le coupleur centrifuge (24) comporte - une roue centrale (25) et un porte-satellites (27) liés respectivement à l'arbre d'entrée (1) ou à l'arbre de sortie (2), ou inversement, - des roues satellites (26) rotatives dans le porte-satellites' et s'engrenant sur ladite roue centrale (25), - et des éléments centrifuges (28) liés chacun à l'une desdites roues satellites (26) et susceptibles dtexercer sur celles-ci un couple produit par une force centrifuge due à la rotation du porte-satellites (27).

5. Transmission selon la revendication 4, caractérisée en ce que chacun desdits éléments centrifuges (28) comporte une chambre circulaire (31) disposée coaxialement sur la roue satellite correspondante (26) et pourvue de pales internes (33) pour déplacer tangentiellement, par la rotation de la roue satellite, une masse liquide (34) contenue dans la chambre.

6. Transmission selon la revendication 5, caractérisée en ce que chacun desdits éléments centrifuges (28) est agencé pour fonctionner dans les deux sens de rotation de la roue satellite correspondante, de sorte que le coupleur centrifuge (24) transmet un couple de l'arbre de sortie (2) à l'arbre d' entrée (1) quand la vitesse de l'arbre de sortie dépasse celle de l'arbre d'entrée.

7. Transmission selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'arbre d'entrée (1), l'arbre de sortie (2), le train démultiplicateur (4, 40), le convertisseur de couple (5, 64) et le coupleur centrifuge (24) sont tous disposés coaxialement pour tourner autour d'un axe commun, de sorte qu'ils tournent tous en un bloc quand les vitesses de l'arbre d'entrée (1) et de l'arbre de sortie (2) sont égales.

8. Transmission selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit train démultiplicateur est un train planétaire d'entrée comportant - un premier, un deuxième et un troisième élément centré qui sont liés respectivement à l' arbre d'entrée (1), à la roue d'appui (14) du convertisseur de couple et à un point d'appui (16) sur un carter (3).

9. Transmission selon la revendication 8, caractérisée en ce que le point d'appui sur le carter est un élément rotatif (9) immobilisé par un frein (16) pendant une majeure partie de la variation, ledit frein (16) étant libéré quand le rapport de transmission est voisin de 1 pour libérer la roue d'appui (14) du convertisseur de couple.

10. Transmission selon la revendication 8, caractérisée en ce que le train planétaire d'entrée (4) comporte un quatrième élément centré (87) qui est lié à la roue de pompe (12) du convertisseur de couple (64) et agencé pour entraîner celle-ci à une vitesse (QB) supérieure à celle (QM) de l'arbre d'entrée (1).

il. Transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que le convertisseur de couple (64) comporte en outre une seconde roue de turbine (65) qui est couplée mécaniquement à la première roue de turbine (13) et à la roue d'appui (14) au moyen dlun train planétaire de sortie supplémentaire (64, 89).

12. Transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de marche arrière (17, 73) commandé par un frein (18) et constitué par un train planétaire qui couple l'arbre d'entrée (1) à l'arbre de sortie (2) et audit frein (18).