Thme Mcanique

Embrayage et Bote de vitesses

I. Embrayage

1) Rle de lembrayage : Assurer un accouplement progressif entre le moteur et les organes de transmission jusqu leur complte liaison. Permettre la dsolidarisation moteur-bote de vitesses pour faciliter les changements de rapports en limitant les -coups.

2) Emplacement de lembrayage :

Chane cinmatique Volvo

Lembrayage se situe entre le moteur et la bote de vitesse.

3) Constitution de lembrayage : Il existe diffrents types d'embrayage :

Embrayages friction : Mono disques, bi disques ou multidisques ; Embrayages hydrauliques (convertisseur de couple) : Dispositif utilisant un fluide hydraulique

pour entraner la transmission. Ce systme est utilis surtout pour les vhicules urbains ou effectuant un service avec des arrts frquents (Collecte des dchets, bus de ville) ;

Embrayages centrifuges : Sur lacclration de la rotation de larbre moteur, des patins fixs sur celui-ci scartent et se plaquent lintrieur de la cloche dembrayage lie la transmission (Plus rpandus sur cyclomoteurs, scooters, motocultures).

Il existe diffrents systmes de commandes dembrayage : Commandes mcaniques (Cble ou tringle) ; Commandes lectriques (Sur les vhicules ncessitant des arrts frquents : collecte

dordures mnagres par exemple) ; Commandes lectroniques : Sur les botes de vitesses robotises, la pdale dembrayage est

supprime, mais lembrayage lui-mme existe toujours ; Commandes hydrauliques et olopneumatiques (le plus rpandu sur les vhicules du groupe

lourd).

Bote de vitesses

Embrayage

Thme Mcanique

4) Fonctionnement de lembrayage :

Embrayage commande olopneumatique La pdale transmet le mouvement du conducteur au cylindre metteur avec dmultiplication deffort et de progressivit. (Dbrayer : Appui sur la pdale / Embrayer : La pdale est relche). Le cylindre metteur reoit leffort de la pdale (via la transmission hydraulique) et pousse lhuile vers le servo-pneumatique. Le servo-commande, dclench par la pression hydraulique, pousse la fourchette dembrayage grce son vrin pneumatique.

II. Bote de vitesses

1) Rle de la bote de vitesses : Adapter le couple moteur au couple rsistant en utilisant les diffrents rapports. Permettre linversion du sens de rotation de la transmission (marche arrire). Permettre de sparer le moteur de la transmission, la bote de vitesses tant au point mort et lembrayage en position embraye.

2) Emplacement de la bote de vitesses :

La bote de vitesses se situe entre lembrayage et larbre de transmission.

3) Constitution de la bote de vitesses :

Gnralement, les boites de vitesses manuelles sont composes de trois arbres :

Primaire ; Secondaire ; Intermdiaire.

Transmission Hydraulique

Fourchette Dembrayage

AIR Cylindre

Emetteur

Servo Pneumatique

Compresseur De freinage

Bote de vitesse ZF-ASTRONIC

Thme Mcanique

Vue en coupe bote de vitesse

4) Fonctionnement de la bote de vitesses Le choix de plusieurs couples de pignons (engrenages) de diamtres diffrents offre diffrents rapports de transmission. Pour un mme rgime moteur, la combinaison de la slection permettra dadapter le couple moteur pour dmarrer progressivement, adapter la vitesse de dplacement du vhicule, gravir une cte, utiliser le frein moteur en descente etc. Larbre primaire reoit le mouvement du moteur et de lembrayage. Larbre intermdiaire, pourvu de pignons de tailles diffrentes, est entran en rotation directement par larbre primaire. Des pignons, de tailles diffrentes, engrens par larbre intermdiaire, tournent librement sur laxe de larbre secondaire, cest la position point mort. Le conducteur dbraye : le mouvement du conducteur sur levier de vitesse dplace en translation un pignon baladeur-craboteur qui lie le pignon libre avec larbre secondaire, celui-ci entraine larbre de transmission. Le vhicule entre en mouvement lorsque le conducteur embraye. Pour le changement de rapport en marche, afin que les engrenages ne sentrechoquent pas, il est important que les arbres et pignons aient une vitesse de rotation identique. Un synchroniseur (sorte de frein conique) adaptera la vitesse de rotation des engrenages avant le crabotage.

Arbre primaire

Arbre secondaire

Arbre intermdiaire

Train picyclodal

Arbre de sortie vers transmission

Embrayage

Thme Mcanique

Particularit technique pour les vhicules lourds : En raison dune plage dutilisation troite du moteur (1200 2000 tr/mn), et en fonction du poids (jusqu 44 t), il faut plus de rapports que sur un vhicule lger. Pour garantir une fiabilit mcanique tout en assurant un choix diversifi et adapt de rapports de dmultiplication, on utilise des botes de vitesse tage ou relais, ou la combinaison des deux. Fonctionnement de la bote relais : On divise les rapports de bote par un train de pignons en entre de bote qui permet de faire varier la vitesse de rotation de larbre intermdiaire (demi-vitesse) par la manipulation dun basculeur sur le levier de vitesse. Aprs avoir manipul le basculeur, il sera ncessaire dactionner lembrayage pour que le changement (petite/grande ou inversement) sopre. Fonctionnement de la bote tages : On double le nombre de rapports de bote par un rducteur en sortie de bote qui permet de faire varier la vitesse de rotation de larbre secondaire par rapport larbre de sortie (transmission). En dmultiplication, larbre de sortie (transmission) tourne moins vite que larbre secondaire (gamme basse de 1re 4me), En solidarisant larbre de sortie et larbre de secondaire (prise directe), la vitesse des deux arbres est identique (gamme haute de 5me 8me). La slection seffectue, selon les constructeurs, en poussant le levier de vitesse sur le ct ou avec un basculeur sur le levier de vitesse. Laction se ralise lorsque le levier de vitesse repasse par le point mort.

Lentes Rapides

Commande de bote combinant tages et relais

Grille BV A tages

Commande Du relais

Commande de bote tages

Bote tages grille unique L : 1er tage H : 2me tage

L H

Arrire L1-H5 L3-H7

L2-H6 L4-H8

Commande de bote relais

Bote relais P : Petite G : Grande

P G

Arrire 1P-1G 3P-3G

Super lente

4P-4G 2P-2G

N N

Thme Mcanique

Boite de vitesse doubleur de gamme (tages) : Les pignons sont dentures hlicodales, ce qui limite le bruit compar aux dentures droites. Le graissage ralis par barbotage traditionnellement, peut tre assur sous pression. Il est primordial de dmonter la transmission en cas de remorquage. Le nombre de rapports est doubl par un train picyclodal (boite tages).

Boite de vitesse 5 rapports de marque ZF

Slecteur de rapport

Fourchette de Commande Arbre secondaire

Slecteur du doubleur de gamme

Arbre primaire

Arbre intermdiaire

Crabot, synchroniseur

Pignon de marche arrire

Train picyclodal (doubleur de gamme)

Arbre de sortie

Thme Mcanique

5) Types de botes de vitesses

Bote de vitesses automatise ou robotise : Bote de vitesses mcanique classique engrenages, greffe dun systme automatis lectrotechnique qui pilote lembrayage et la slection des vitesses. A tout moment, selon les constructeurs, le conducteur a le choix de passer du mode automatique au mode manuel et inversement. Bote de vitesses automatiques : Bote de vitesses disposant dun systme capable de dterminer de faon autonome le meilleur rapport de transmission. Un systme lectro-hydraulique pilot par un calculateur lectronique gre le passage des vitesses. Laccouplement moteur / bote de vitesse est assur par un convertisseur de couple hydraulique et non par un disque friction. Il en rsulte un mauvais rendement d au glissement permanent qui tend samliorer sur les botes modernes disposant dun embrayage de pontage du convertisseur qui senclenche lorsque les rgimes de rotation de larbre dentre et de larbre de sortie sont sensiblement identiques. Bote de vitesses squentielles : Bote de vitesse engrenages parallles dont la slection ne permet pas de sauter un ou plusieurs rapports, mais de passer immdiatement un rapport suprieur ou infrieur. Cest un type de bote, utilis frquemment sur les motos et les vhicules de comptition. La slection des rapports est manuelle ou lectrotechnique.

Commandes de bote de vitesses automatiques : N = neutre = point mort D = drive = marche avant normale P = park = vhicule en stationnement L, 3, 2 = slection manuelle

Commandes de bote robotise :

N = neutre = point mort D = drive = marche avant normale R = reverse = recul C = manuvre A/M = basculement mode

automatique/manuel et inversement

Convertisseur de couple

Trains picyclodaux Arbre de sortie

Arbre primaire

Thme Mcanique

6) Les conduites tenir Embrayage : Contrle priodique du niveau du liquide et de la garde. Relcher souplement la commande, ne pas faire patiner, ne pas laisser le pied dessus la pdale. En cas darrt prolong, remettre au point mort et relcher lembrayage. Bote de vitesse : Contrle priodique de la prsence de tches ou de fuites, respecter la zone dutilisation optimale (zone verte) du compte tour pour changer de vitesse.

Bote manuelle : aprs dbrayage, manipuler souplement le levier sans brutalit pour que la synchronisation et le crabotage puissent se coordonner ;

Bote robotise et automatique : acclrer progressivement pour stabiliser en zone

verte et laisser faire la gestion automatique du changement de rapport. Ne pas abuser du mode manuel qui doit tre rserv pour effectuer les manuvres ;

Bote de vitesse squentielle : respecter la zone dutilisation optimale.

Dans tous les cas, en cas darrt prolong, privilgier la position neutre (point mort) pour prserver la mcanique dune part et la scurit dautre part.