La transmission du couple moteur aux roues

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1 J'ai un "cardan" qui fait du bruit! Ma boîte de vitesse "siffle" en marche arrière! Mes vitesses "craquent"! Mon embrayage patine! Qu'est ce qu'une boîte courte? moteur aux roues Montage conventionnel Page 1 sur 13

2 I) La chaîne cinématique. Définition: La chaîne cinématique est l'ensemble des éléments qui permettent au couple moteur d'arriver aux roues motrices. Pourquoi le moteur n'est-il pas relié aux roues directement? 1) Circulation du mouvement du moteur aux roues. Chaîne cinématique élémentaire: Pourquoi utilise t-on un renvoi d'angle. Est-ce obligatoire sur toutes les voitures? Chaîne cinématique conventionnelle: Trouvez les autres montages existant sur les véhicules commercialisés en France. Page 2 sur 13

3 2) Mise en situation des composants de la chaîne cinématique. A L'atelier Je situe et je nomme tous les éléments de la chaîne cinématique sur plusieurs véhicules de mon choix. II) Etude des éléments de la chaîne cinématique. 1) L'embrayage. Rôle: Il permet de transmettre ou d'interrompre la transmission du couple moteur à la boîte de vitesse. Composition d'un embrayage: Le disque: Il assure la liaison par friction entre le volant moteur et le mécanisme. Le mécanisme: Il relâche ou maintient la pression sur le disque. La butée: Elle sert de liaison entre la fourchette de commande et le mécanisme. A quoi servent les ressorts situés sur le disque d'embrayage. Page 3 sur 13

4 Fonctionnement de l'embrayage: Position débrayée Position embrayée 2) La boîte de vitesse. a) Rôle de la boîte de vitesse. - Elle permet le point mort Pourquoi dit t'on d'une boite qu'elle est courte? - Elle permet la marche arrière Quel est l'intérêt d'avoir 3, 4 ou 6 rapports? - Elle multiplie le couple moteur. - Elle démultiplie le régime moteur. b) Principaux composants d'une Boîte de vitesse. A L'atelier Je démonte une BV mécanique 5 vitesses et j'identifi e tous les composants. c) La commande de boîte de vitesse. - La commande de boîte de vitesse mécanique classique peut se faire par biellettes ou par câbles. Page 4 sur 13

5 Exemple de commande par câble: Comment s'appellent les boîtes de vitesses mécaniques dont on a supprimé le levier de vitesse? - La commande de boîte de vitesse doit réaliser avec un maximum de précision deux choses: - La sélection du rapport. (Choix de la vitesse) - L'engagement du rapport. (Déplacer le baladeur pour enclencher le rapport) d) Réalisation des différents rapports. Principaux composants internes d'une BV (hors pignonnerie): Les pignons qui sont situés sur l'arbre secondaire sont dit "fou". C'est-à-dire qu'ils tournent librement autour de l'arbre quand aucun rapport n'est sélectionnés. Page 5 sur 13

6 Afin de permettre au véhicule de porter de lourde charge et d'atteindre des vitesses de déplacement élevée. La boîte de vitesse contient plusieurs combinaisons de rapports. Le premier rapport: Il doit permettre de vaincre l'inertie du véhicule à l'arrêt pour lui faire prendre un peu de vitesse. Il y a donc un petit pignon menant et un gros pignon mené ceci afin de multiplier le couple du moteur. Exemple chiffré: Pignon Menant 20 dents Mené 40 Dents, 20 / 40 = 0,5 Le rapport de première est donc de 0,5. Ce qui veut dire que le couple moteur est divisé par 0,5 et la vitesse multipliée par 0,5. Si le moteur à un couple de 15 mdan alors 30 mdan arrive au couple de descente. Si le moteur tourne à 1500 Tr/min alors l'arbre secondaire tourne à 750 Tr/min Le dernier rapport de boîte de vitesse: Il doit permettre au véhicule de maintenir une vitesse de croisière correcte tout en limitant le régime du moteur. Le dernier rapport peut être en prise directe, le pignon menant et le pignon mené on la même taille, seul le "couple de descente" assure une démultiplication. Exemple chiffré: Pignon menant 40 dents, Mené 40 dents, 40/40 = 1, rapport de vitesse et de couple =1. Le couple moteur arrive à l'identique sur l'arbre secondaire, l'arbre secondaire tourne à la vitesse du moteur. Cheminement du couple moteur dans la boîte de vitesse, exemple pour la première vitesse: L'action sur le levier de vitesse a fait bouger le baladeur. Celui-ci a solidarisé le pignon fou du 1er rapport avec l'arbre secondaire. Le couple moteur peut aller en direction des roues. Page 6 sur 13

7 Pour rendre les pignons fous solidaires de l'arbre secondaire le baladeur réalise deux phases. - La synchronisation: C'est l'égalisation des vitesses de rotation entre le baladeur et le pignon fou pour permettre le crabotage. - Le crabotage. - C'est la solidarisation du baladeur avec le pignon fou. Point mort Synchronisation Crabotage Pourquoi la marche arrière "craque" si on l'enclenche précipitamment? Réalisation de la marche arrière. - Pour faire reculer le véhicule il faut inverser le sens de rotation de l'arbre secondaire. C'est le rôle du pignon de marche arrière qui vient s'intercaler entre le pignon de l'arbre primaire et le pignon de l'arbre secondaire. Pourquoi lorsqu'un véhicule recule la boîte de vitesse "siffl e"? Page 7 sur 13

8 Le verrouillage. - Une fois enclenché, il ne faut pas que le rapport sélectionné "saute". C'est le rôle du système de verrouillage. Il est réalisé à l'aide de billes et de ressorts. Pourquoi la boîte de bloque si 2 rapports s'enclenchent ensemble? L'interdiction. - Quand une vitesse est enclenchée, il ne faut pas qu'un autre rapport puisse s'engager. Sinon la boîte se bloque (destruction). C'est le rôle de l'interdiction. Il existe plusieurs montages pour réaliser l'interdiction: Bille, Anneau, Ancre, doigts Exemple sur BV PSA. - Les doigts de passage et d'interdiction tournent ensemble. Un doigt de passage ne peut donc pas actionner 2 fourchettes de commande simultanément car un doigt d'interdiction l'en empêchera. Page 8 sur 13

9 3) Le différentiel libre. - Il permet aux roues motrices de tourner à des vitesses différentes lors des virages. En virage à droite, la roue gauche va plus vite. En virage à gauche, la roue droite va plus vite. Pour quelle raison la roue extérieure au virage vaelle plus vite en virage? Que se passe t-il si une roue est dégonfl ée? Grâce au différentiel, le ripage des pneus est diminué et la maniabilité du véhicule fortement amélioré. A L'atelier Je mets un véhicule roues pendantes et je fais tourner à la main l'une des roues motrices. Que se passe t'il? - Si une des roues perd l'adhérence alors tout le couple moteur est "transféré" sur celle-ci. Le véhicule n'avance plus. La roue "folle" tourne 2 fois plus vite que le boîtier (voir formule). Quelle solution technologique peut-on utiliser pour palier aux défauts du différentiel libre? 4) Les arbres de transmission. Appelé aussi "cardan". C'est l'étage final de la transmission du mouvement pour une automobile (hors contact pneu-sol). Techniquement parlant c'est un joint homocinétique. Le couple moteur est transmis par des cannelures, les mouvements décrit par les cardans lors du roulage Page 9 sur 13

10 du véhicule sont complexes. A L'atelier Je démonte un cardan, j'identifi e les composants et repère les pièces d'usures. III) Les évolutions. A partir des boîtes mécaniques des nombreuses évolutions ont vu le jour dans le but d'automatiser la sélection et l'engagement des rapports mais aussi pour réduire le temps ou le moteur n'est pas en prise avec la transmission entre deux rapport. (gain en accélération) Dès lors qu'une transmission devient "robotisée" de nombreux capteurs et actionneurs viennent compléter les composants de base de la chaîne cinématique. - Un calculateur est chargé de géré le fonctionnement du système. Il peut communiquer avec les autres calculateurs présents sur le véhicule pour assurer des fonctions de confort et de sécurité. Automatisation de sélection et de passage: Sujets d'examen BAC pro années 2006 (C3 sensodrive) et Voir ici : Continuité de transmission de puissance et rapidité de monté des rapports: voir ici: IV) Hygiène et sécurité. - Risque important de coincement lors des interventions en binôme sur les véhicules "moteur tournant" et "roues pendantes". - Les huiles de BV se récupèrent et se recyclent de la même manière que les huiles de moteur. Page 10 sur 13

11 Annexe 1 Page 11 sur 13

12 "La transmission" Document réponse aux questions de cours "aller plus loin" - Pourquoi le moteur n'est-il pas relié aux roues directement? Pourquoi utilise t-on un renvoi d'angle. Est-ce obligatoire sur toutes les voitures? Trouvez les autres montages existant sur les véhicules commercialisés en France A quoi servent les ressorts situés sur le disque d'embrayage Pourquoi dit t'on d'une boite qu'elle est courte? Quel est l'intérêt d'avoir 3, 4 ou 6 rapports? Comment s'appellent les boîtes de vitesses mécaniques dont on a supprimé le levier de vitesse? Pourquoi la marche arrière "craque" si on l'enclenche précipitamment? Pourquoi lorsqu'un véhicule recule la boîte de vitesse "siffle"? Pourquoi la boîte de bloque si 2 rapports s'enclenchent ensemble? Page 12 sur 13

13 - Pour quelle raison la roue extérieure au virage va-elle plus vite en virage? Que se passe t-il si une roue est dégonflée? Quelle solution technologique peut-on utiliser pour palier aux défauts du différentiel libre? Page 13 sur 13

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