LES BOITES DE VITESSES

INTRODUCTION

Pourquoi une boite à vitesses ?Pourquoi une boite à vitesses ?

Caractéristiques d’un moteur thermique :Caractéristiques d’un moteur thermique :

• Le couple est disponible sur un plage de régime relativement restreinte, chaque moteur a un pic de couple et il convient de l’utiliser autour du régime de couple maximum sous peine d’inconfort ou de surconsommation.

• Bas régime : vibrations, mauvaise lubrification (hydrodynamique), usure, mauvaise dynamique des veines gazeuses, mauvais rendement (cale)• Haut régime : bruit, frottements (visqueux α v²), rendement dégradé, combustion trop lente (Diesel), usure rapide

• Un moteur ne peut tourner que dans un seul sens marche arrière ?

INTRODUCTION

+

• La boite de vitesses permet d’adapter le couple et la vitesse en fonction du besoin

• Différentes catégories de boites de vitesses Les boites dites manuelles (boites à engrenages en prise, peu

coûteuses, bon rendement (~0,95), inconvénients : embrayage, conduite plus « technique »)

Automatiques (cours suivant)• Convertisseur hydraulique de couple et train épicycloïdal• CVT : transmission à variation continue, pas de changement de

rapport : jeu de poulies variables (Mitsubishi, …) ou couples toroïdaux (Nissan)

• Pas d’embrayage mais problème de rendement mécanique (~0,8), pas ou peu de flexibilité de comportement

Robotisées : pour résumer boites manuelles actionnées par un calculateur et des actionneurs

• AMT • DCT, DSG, etc (double embrayage : resp. BMW, VAG)• Fiabilité --, coût --, et puis pas touche à mon levier de vitesses !

Nous nous arrêterons aux boites manuelles

INTRODUCTIONLa solution : trouver un moyen de modifier le rapport de réductionLa solution : trouver un moyen de modifier le rapport de réduction

Il existe 2 principaux types d’architectures :

• Longitudinale• Transversale

ARCHITECTURE - IMPLANTATION

L’EMBRAYAGE

LE SYSTÈME DE TRANSMISSION

SYSTÈME NON-SYNCHRONISÉ

• Utilisation d’un baladeur

SYSTÈME SYNCHRONISÉ

Tous les pignons sont en prise, pourtant on ne peut engager qu’un seul rapport à la fois sinon

…

Comment ça fonctionne ?

ARBRES PRIMAIRE ET SECONDAIRE

CINÉMATIQUE

LE PRINCIPE DE BASE 1/3

LE PRINCIPE DE BASE 2/3

LE PRINCIPE DE BASE 3/3

LES CHEVRONS DE CITROEN

Pour qu’une vitesse s’enclenche, il faut que la vitesse angulaire du moyeu soit identique à celle du pignon fou. Sinon la vitesse est impossible à passer ou dans le meilleur des cas ça craque.

Deux solutions : - Utilisation de synchronisateur - Le double débrayage

PROBLÈMES DE SYNCHRONISATION

Exemple sur une BV à 2 rapports!On considère que l’on est en 2 et qu’on doit rétrograder en première

2000 tr/min

1000 tr/min

500 tr/min

PROBLÈMES DE SYNCHRONISATION

On va placer entre le baladeur la roue libre un synchronisateur qui peut être assimilé à un embrayage.

PROBLÈMES DE SYNCHRONISATION

PROBLÈMES DE SYNCHRONISATION

Le synchro est entraîné par le baladeur a la vitesse de l’arbre de sortie

Grace à la force axiale exercé par la fourchette et huile présente dans la boite, le pignon fous voit sa vitesse se synchroniser grâce à la forme conique des pièces.

PROBLÈMES DE SYNCHRONISATION

LE DIFFÉRENTIEL

Il permet aux roue de tourner à des vitesses différentes

LE DIFFÉRENTIEL

LE DIFFÉRENTIEL

LE DIFFÉRENTIEL

LE DIFFÉRENTIEL

LE DIFFÉRENTIEL