[FICHE PRATIQUE] La transmission...

La transmission

La transmission de la puissance du moteur aux roues se fait,
classiquement, par l'intermédiaire :

- d'un embrayage à friction, normalement en prise sous
l'action de ressorts, mais que l'on peut libérer par l'action sur
une pédale, dite d'embrayage , qui est la plus à gauche des
trois pédales habituelles (accélérateur, freins, embrayage) ;

- d'une boîte de vitesses mécanique à plusieurs rapports
avant et un rapport arrière, qui permet de maintenir le moteur
dans une plage de vitesse de rotation qui lui convient (dans
laquelle, en particulier, la valeur de son couple est
suffisante), quelle que soit la vitesse du véhicule ;

- d'un arbre de transmission éventuel si le moteur est à l'avant
et les roues motrices à l'arrière ;

- d'un pont comportant un renvoi d'angle entre l'axe de l'arbre
de transmission et celui des roues, pont qui comporte un
différentiel incorporé, permettant aux deux roues motrices de
ne pas tourner à la même vitesse, si la voiture est engagée
dans un virage. Lorsque le moteur est à la hauteur des roues
motrices (tout à l'avant ou tout à l'arrière), le renvoi d'angle et
le différentiel sont généralement incorporés dans le carter de
la boîte de vitesses. Les véhicules à quatre roues motrices
possèdent toujours un arbre de transmission, deux
différentiels de pont et un différentiel d'arbre.

Les boîtes de vitesses mécaniques comportent un arbre d'entrée et un
arbre de sortie coaxiaux et un arbre intermédiaire décalé, entraîné en
permanence par l'arbre d'entrée (par l'intermédiaire d'un couple
d'engrenages). Cet arbre intermédiaire porte autant d'engrenages qu'il y
a de rapports (généralement quatre ou cinq rapports avant et un rapport
arrière), moins un. Chacun de ces engrenages entraîne un engrenage
homologue monté fou sur l'arbre de sortie (ils tournent librement sur lui,
sans l'entraîner). Un engrenage intermédiaire est inséré, pour le rapport
arrière, entre l'engrenage de l'arbre intermédiaire et celui de l'arbre de
sortie. L'arbre de sortie porte également des baladeurs qui tournent avec
lui tout en pouvant coulisser axialement grâce à des cannelures.
L'enclenchement d'un rapport se produit, après avoir débrayé pour
désolidariser du moteur l'arbre d'entrée et l'arbre intermédiaire, en
faisant coulisser l'un de ces baladeurs. Dans un premier temps, il vient
frotter sur le flanc d'un engrenage fou. Il en résulte une synchronisation,
avec l'arbre de sortie, de cet engrenage, et, par son intermédiaire, de
l'arbre intermédiaire et de l'arbre d'entrée. Dans un deuxième temps, le
baladeur se crabote définitivement sur l'engrenage synchronisé. Il est
alors possible de relâcher la pédale d'embrayage et de rétablir la
continuité moteur-roues sur le rapport choisi. On économise un train
d'engrenage en prévoyant un baladeur particulier qui synchronise puis
crabote directement l'arbre d'entrée sur l'arbre de sortie (prise directe).
Les baladeurs sont à simple ou à double effet : dans ce dernier cas, ils
synchronisent un rapport en coulissant dans un sens, et un autre rapport
en coulissant dans l'autre sens. Les baladeurs sont commandés par
des fourchettes, engagées dans une gorge à leur périphérie, fourchettes
solidaires de coulisseaux glissant sur des tiges lisses fixes. Au point
mort de la boîte, tous les baladeurs sont en position neutre et tous les
coulisseaux (3 ou 4 généralement) sont à côté les uns des autres,
alignés sur une droite perpendiculaire aux arbres. Le levier de
changement de vitesse, articulé sur une rotule, peut se déplacer
latéralement et engager son extrémité inférieure dans des rainures
usinées à la partie supérieure de chaque coulisseau. Lorsqu'un
coulisseau a ainsi été sélectionné, il suffit de pousser le levier en avant
ou de le tirer en arrière, pour faire reculer ou avancer le coulisseau
correspondant, sa fourchette, le baladeur, et enclencher ainsi un rapport.
Un tel dispositif interdit de sélectionner un autre baladeur, avant d'avoir
ramené le précédent au point mort.



Les boîtes de vitesses mécaniques sont de plus en plus concurrencées
par les boîtes de vitesses automatiques, qu'elles ont même totalement
supplantées aux États-Unis. Les boîtes automatiques sont, le plus
souvent, des boîtes classiques à trois vitesses, automatiquement
télécommandées, en fonction de la vitesse du moteur et de la puissance
qui lui est demandée. L'embrayage mécanique et sa pédale sont
supprimés et remplacés par un coupleur hydraulique. Un sélecteur
manuel de commande comporte deux positions principales : marche
arrière et conduite normale. En conduite normale, lorsque la voiture est
arrêtée et que le moteur tourne au ralenti, le coupleur ne transmet aucun
couple appréciable. Il suffit d'accélérer progressivement le moteur pour
démarrer la voiture et l'accélérer, jusqu'à ce que la commande
automatique passe la vitesse suivante, etc. Pour assurer une forte
accélération, par exemple pour dépasser un camion, il faut écraser la
pédale d'accélérateur, ce qui provoque une rétrogradation immédiate à la
vitesse inférieure. Le sélecteur possède également une position de
blocage en stationnement (il suffit, par exemple, d'enclencher
simultanément deux rapports différents, ce qui est impossible dans une
boîte mécanique), et une ou deux positions de verrouillage sur le premier
et le deuxième rapport, positions utilisées uniquement à basse vitesse,
dans des passages particulièrement difficiles.

Les différentiels attaquent les deux demi-arbres entraînant
respectivement les roues motrices droite et gauche, par l'intermédiaire
de deux engrenages coniques, ou planétaires, montés à leurs
extrémités. Ces deux planétaires sont placés à l'intérieur d'une cage
rotative solidaire du mouvement à transmettre, provenant du moteur.
Cette cage porte plusieurs engrenages coniques, ou satellites, en prise
avec les planétaires (leurs axes sont perpendiculaires). Lorsque la cage
tourne et que la voiture est engagée en ligne droite, l'ensemble constitué
par la cage, les satellites et les planétaires se comporte comme un
ensemble monobloc : les satellites suivent le mouvement de la cage
mais ne tournent pas sur eux-mêmes, les deux planétaires tournent à la
même vitesse. Si la voiture s'engage dans un virage, les trajectoires
suivies par les deux roues motrices sont différentes et leur adhérence
sur le sol les oblige à tourner à des vitesses également différentes. Les
satellites tournent alors sur eux-mêmes. Le mouvement de la cage est
toujours transmis aux planétaires, mais la rotation des satellites permet
d'adapter le dispositif aux vitesses de rotation différentes des roues, dont
la moyenne arithmétique reste alors égale à celle de la cage.

L'inconvénient principal d'un tel dispositif est que la perte d'adhérence
d'une roue (patinage ) entraîne l'immobilisation du véhicule. La roue qui
patine accélère, en effet, jusqu'au double de la vitesse de la cage, et la
roue qui ne patine pas s'arrête. Cela explique l'apparition, surtout chez
des véhicules destinés à des conditions d'utilisations difficiles, de
différentiels plus complexes qui, en cas de début d'accélération
intempestif d'une roue, sont autobloquants.

Une superbe étude:

transmission-integrale_bac-pro.pdf

Edition xi : lien qui ne passait pas à cause du 'ç'