Boîte de vitesses manuelle UMV BE45

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1 Boîte de vitesses manuelle UMV BE45 C II I 11 1 :: : AA nn n aa a ll yy l y ss see eee ett tcc coo onn ncc cee epp ptt t ii oo i o nn n d ee e ss sss syy yss stt t èè è mm ee e ss s C II I4 :: : SS éé é qq quu uee enn ntt t ii ee i ell lee e tt tcc c oo o mm b ii nn in aa att too o ii rr i r ee e C II I2 :: : AA nn n aa a ll yy l y ss see e d uu u cc c oo o mm pp p oo orr rtt t ee e mm ee e nn ntt t d ee e ss sss syy yss stt t èè è mm ee e ss s ii nn i n vv vaa arr r ii aa i a nn ntt tss scc coo onn ntt t ii nn i n uu uss s C II I5 :: : F aa ab rr rii cc i c aa att t ii oo i o nn n d ee e ss spp p ii èè i è cc cee e ss s mm éé é cc caa ann n ii qq i q uu uee ess s C II I3 :: : R éé é ss s ii ss i s tt taa ann ncc cee e d ee ess s mm aa a tt téé érr r ii aa i a uu u x C II I6 :: : SS pp p éé écc c ii ff i fii cc i c aa att t ii oo i o nn nss see ett tcc coo onn ntt trr rôô ô ll ee l e I.Présentation A. Mise en situation La boîte de vitesses présentée est fabriquée chez PSA PEUGEOT CITROEN-Site de Valenciennes. Cette société qui emploie aujourd'hui environ 2100 personnes, réalise sa première boîte de vitesses en série, la BE1, en novembre 81. Elle en a produit plus d un million en 2009 et atteint 31 millions de boîtes de vitesses à ce jour. Actuellement, la cadence quotidienne est de l'ordre de 4800 boîtes de vitesses mécaniques (BE). Figure 1 : perspective ouverte de la BE3 La fabrication concerne l usinage, le traitement thermique et la métrologie des arbres, pignons, synchroniseurs et carters. Elle s associe évidemment à une démarche qualité et une maîtrise des flux. B. Analyse externe 1. Situation du système dans son contexte 1. Présenter le système étudié dans son contexte par un diagramme des inter-acteurs (diagramme pieuvre). 2. Bilan des puissances 2. Décrire le système étudié par un SADT de niveau A-0. Indiquer les unités des grandeurs introduites. On prendra un rendement global de 0,9. 3. Indiquer ce qui différencie une boîte de vitesses de véhicule d'une boîte de vitesses de machine-outil traditionnelle. Boîte de vitesses manuelle UMV BE45 du 17/02/2010 1/10 B.D.V.S.

2 II.Analyse interne de la boîte de vitesses-lecture de plan A. Architecture de la boîte de vitesses 1. Situation générale La boîte de vitesses BE4/5 est un ensemble boîte-pont constitué de quatre carters. Figure 2 4. Situer les différents carters sur la perspective puis sur les vues du plan. 5. Placer les roues sur la coupe principale du plan puis en déduire le positionnement du moteur (transversal ou longitudinal). 2. Embrayage 6. Après étude des figures et photos ci-dessous, indiquer quel est le type de commande d'embrayage utilisé. Figures 3 : commande à rotule ou à axe Boîte de vitesses manuelle UMV BE45 du 17/02/2010 2/10 B.D.V.S.

3 Figure 4 : deux configurations extrêmes de l'embrayage Figure 5 : embrayage à diaphragme B. Etude cinématique de la boîte de vitesses 1. Marche avant 7. Effectuer le schéma cinématique de la boîte de vitesses au point mort (hors synchroniseurs) (voir section AA). 8. Pour chaque rapport i (i {0=Point mort,1...5}), faire un schéma clair expliquant comment passe la puissance ; on précisera notamment la position occupée par chacun des trois baladeurs. 9. Calculer les différents rapports de la partie réducteur de la boite de vitesses. Calculer le rapport de pont. En déduire les rapports globaux Ri. 2. Marche arrière 10. Expliquer le fonctionnement de la marche arrière (section AA, coupe BB et NN). Situer à l'aide du plan et du matériel les pignons qui interviennent dans la transmission de puissance. Conclusion? Boîte de vitesses manuelle UMV BE45 du 17/02/2010 3/10 B.D.V.S.

4 11. Calculer le rapport de marche arrière. Avec le rapport de pont, en déduire le rapport global Ri. 12. Situer le détecteur qui permettra l allumage du feu de recul. 13. Expliquer le guidage de l axe supportant le pignon fou de MAR (section AA). 14. Quel mécanisme empêche au pignon de MAR de se balader (coupe NN)? Figure 6 3. Différentiel 15. Expliquer la fonction du différentiel. Préciser sa situation dans la chaîne de transmission de puissance. 16. Faire un schéma cinématique du différentiel (section AA). 17. Quel est l'inconvénient majeur d'un différentiel classique? Indiquer un système palliant ce défaut. 18. Ecrire la relation qui régit la cinématique du différentiel. 19. Quel est le rôle des goupilles élastiques, qui dépassent de 9,5 mm? Figure 7 : différentiel C. Technologie de la construction 1. Arbre primaire 20. Justifier le montage de roulements de l'arbre primaire selon trois critères : efforts, fatigue et rigidité. Ce montage est-il isostatique? Pourquoi? 21. En déduire le type d'ajustement sur chaque roulement et donner les tolérances probables correspondantes sur arbre et logement. Boîte de vitesses manuelle UMV BE45 du 17/02/2010 4/10 B.D.V.S.

5 22. Indiquer les sens des hélices des différents pignons. 23. Proposer un matériau pour l'arbre ainsi que le traitement thermique qui lui correspond. 24. Expliquer le fonctionnement d un synchroniseur et décrire les éléments le constituant. Figure 8 : les constituants de l'arbre primaire 2. Arbre secondaire 25. Le montage de roulements est-il isostatique? Pourquoi ne pas avoir reconduit le montage de l'arbre primaire? Quels sont les avantages du montage proposé? 26. Comment est réalisé l arrêt axial du roulement à billes? (section AA et vue J) 27. Donner les tolérances au niveau des deux roulements. Boîte de vitesses manuelle UMV BE45 du 17/02/2010 5/10 B.D.V.S.

6 28. Quelle sont les liaisons entre les pignons de première, de deuxième et l arbre secondaire? Indiquer comment elles sont réalisées. 29. Pourquoi le carter possède-t-il une proéminence s insérant sans contact à droite dans l arbre secondaire? (section AA) Figure 9 3. Vues K et L 30. Quel est le rôle du mécanisme représenté section L? 31. Comment est fixé le boîtier contenant ce mécanisme? 32. Situer la vis de vidange. 4. Vues J et H 33. Comment est effectué l étanchéité du carter côté gauche (vue AA)? 34. Justifier l utilisation d un carter en tôle. Boîte de vitesses manuelle UMV BE45 du 17/02/2010 6/10 B.D.V.S.

7 Figure 10 : prolonge de différentiel 5. Lubrification 35. Citer les différentes fonctions de la lubrification. 36. Expliquer comment s effectue la lubrification de la boite de vitesses ; justifier notamment les perçages dans les arbres, l intérêt de la projection de l huile sur les carters. D. La commande des différents rapports 1. Présentation des différents constituants A partir du levier de vitesses, deux mouvements sont nécessaires afin de pouvoir engager une vitesse. Les mouvements latéral et longitudinal du levier commandant respectivement la sélection et le passage. Figure 11 Boîte de vitesses manuelle UMV BE45 du 17/02/2010 7/10 B.D.V.S.

8 Ces mouvements sont transmis à la boîte de vitesses par un système de tringlerie et de biellettes. Figure Repérer le levier de sélection sur les différentes vues du plan. Figure 13 Figure 14 Boîte de vitesses manuelle UMV BE45 du 17/02/2010 8/10 B.D.V.S.

9 38. Repérer le levier de passage sur les différentes vues du plan ; indiquer ses différentes possibilités de mouvement. Figure 15 Figure 16 : billage amont afin de réduire les jeux fonctionnels dans la commande (depuis 2007) Boîte de vitesses manuelle UMV BE45 du 17/02/2010 9/10 B.D.V.S.

10 2. Fonctionnement 39. Expliquer les différentes phases du passage des vitesses 40. Quel est le rôle du dispositif à ressort placé au milieu de l axe de passage des vitesses? Figure 17 Boîte de vitesses manuelle UMV BE45 du 17/02/ /10 B.D.V.S.