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Afin de développer toute sa puissance, le moteur doit tourner à un certain régime pour lequel le couple moteur a sa plus grande valeur.
Lorsque la charge du vĂ©hicule augmente ou lorsque celui-ci gravit une rampe, sa vitesse tend Ă diminuer. Ătant donnĂ© que le moteur est reliĂ© aux roues par la transmission, il ralentit ; autrement dit, son rĂ©gime de rotation sâĂ©loigne de plus en plus du rĂ©gime de puissance maximal et la puissance au moteur baisse progressivement. Il est donc nĂ©cessaire, si lâon veut que le moteur reprenne son rĂ©gime normal, dâintroduire dans la transmission un rapport de dĂ©multiplication dâautant plus grand que lâeffort Ă fournir par le moteur est plus important.
La boĂźte de vitesses dâun vĂ©hicule automobile doit donc permettre dâĂ©quilibrer constamment le couple moteur et le couple rĂ©sistant afin que le moteur se maintienne Ă son rĂ©gime.
Toutes les boĂźtes de vitesses ont une combinaison supplĂ©mentaire dite marche arriĂšre, permettant dâinverser le sens de rotation de lâarbre de transmission et, par consĂ©quent, celui des roues.
Par ailleurs, sur toutes les boĂźtes, il est possible dâamener les pignons dans une position dite point mort dans laquelle lâarbre de transmission nâest pas entraĂźnĂ©.
Lorsque la boĂźte de vitesses est au point mort, le moteur peut ĂȘtre laissĂ© en marche sans que le vĂ©hicule avance, et cela, mĂȘme Ă la position âembrayageâ.
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Une boĂźte de vitesses est un ensemble de roues dentĂ©es grĂące auxquelles il est possible dâobtenir les rapports de dĂ©multiplication adaptĂ©s aux diffĂ©rentes valeurs du couple rĂ©sistant. Lâensemble des roues dentĂ©es est enfermĂ© dans un carter Ă©tanche contenant une certaine quantitĂ© dâhuile en vue du graissage.
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Câest lâensemble de deux roues dentĂ©es ou pignons engrenant lâune dans lâautre. La roue qui donne son mouvement Ă la seconde est dite roue menante. Celle qui reçoit le mouvement est dite roue menĂ©e.
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Sens de rotation de la roue menée
Lorsque les deux pignons dâun engrenage sont en prise extĂ©rieurement, le pignon menĂ© tourne en sens inverse de celui du pignon menant. Â
Lorsque les deux pignons dâun engrenage sont en prise intĂ©rieurement, le pignon menĂ© tourne dans le mĂȘme sens que le pignon menant.
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Lorsquâun pignon intermĂ©diaire est disposĂ© entre le pignon menant et le pignon menĂ© en prise extĂ©rieurement, la vitesse du pignon menĂ© est la mĂȘme que sâil nây avait pas dâintermĂ©diaire, mais le pignon menĂ© tourne dans le mĂȘme sens que le pignon menant.
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On appelle train dâengrenages, une suite de roues dentĂ©es engrenant entre elles, les unes Ă©tant menantes, les autres Ă©tant menĂ©es.
A droite : Dans le cas d'une cascade de pignons, chacun des pignons intermédiaires est à la fois mené et menant.
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Si le nombre des axes du train dâengrenages est pair, les deux roues extrĂȘmes tournent en sens inverse. Si le nombre des axes du train est impair, les deux roues extrĂȘmes tournent dans le mĂȘme sens.
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On dit quâil y a dĂ©multiplication de la vitesse dans un rapport donnĂ© lorsque, dans un engrenage, le pignon menant a un nombre de dents plus petit que le nombre de dents du pignon menĂ©.
Si A est le pignon menant et B le pignon mené, le pignon B tourne moins vite que le pignon A.
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On dit quâil y a surmultiplication de la vitesse dans un rapport donnĂ© lorsque, dans un engrenage, le pignon menant a un nombre de dents plus grand que le nombre de dents du pignon menĂ©.
Si A est le pignon menant et B le pignon mené, le pignon B tourne plus vile que le pignon A.
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Lâensemble des pignons est contenu dans un carter en fonte ou en alliage lĂ©ger qui se prolonge vers lâavant en sâĂ©vasant pour venir se raccorder sur le moteur. Cet Ă©panouissement constitue le carter de lâembrayage.
Le carter, ouvert Ă sa partie supĂ©rieure, est fermĂ© par un couvercle vissĂ©, avec joint dâĂ©tanchĂ©itĂ©, qui supporte les organes de commande des pignons et le systĂšme de verrouillage de ces derniers.
A la partie infĂ©rieure du carter se trouve un orifice de vidange avec bouchon vissĂ© et joint dâĂ©tanchĂ©itĂ©.
Sur le cĂŽtĂ© se trouve lâorifice de remplissage dâhuile, Ă©galement avec bouchon et joint, servant en outre dâorifice de trop plein.
Les pignons de la boßte de vitesses sont montés sur trois arbres :
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Lâarbre primaire (1), appelĂ© dans la pratique pignon Ă queue sort de la paroi antĂ©rieure de la boĂźte dans laquelle il est guidĂ© par un roulement Ă billes. Ce pignon reçoit le mouvement de rotation du moteur, transmis par lâembrayage. Il porte, sur une partie de sa longueur, des cannelures sur lesquelles coulisse le disque dâembrayage. Son extrĂ©mitĂ© cylindrique sâengage dans lâextrĂ©mitĂ© arriĂšre du vilebrequin.
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Cet arbre (10) est situĂ© sous lâarbre primaire. Il est constituĂ© par un train de pignons (8) de diamĂštres diffĂ©rents qui tourillonnent sur un axe fixe dans le carter.
Le pignon avant (2) du train intermĂ©diaire est constamment en prise avec le pignon de lâarbre primaire. Pour cette raison, cet engrenage est appelĂ© prise constante de la boĂźte.
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Lâarbre secondaire (5) est situĂ© dans le prolongement de lâarbre primaire.
Son extrĂ©mitĂ© avant, cylindrique, sâengage dans un alĂ©sage de lâarbre primaire dans lequel elle tourillonne par lâintermĂ©diaire dâun roulement.
A lâarriĂšre, lâarbre tourne dans un roulement logĂ© dans la paroi du carter.
Ă lâintĂ©rieur de la boĂźte, lâarbre est cannelĂ©. Sur cette partie sont montĂ©s des pignons (6) et (7) appelĂ©s baladeurs, pouvant coulisser sur les cannelures mais qui sont obligĂ©s de tourner avec lâarbre.
Sur une des faces de chaque baladeur est usinĂ©e une gorge circulaire. Dans celle-ci, sâengage une fourchette (3) et (4) servant Ă dĂ©placer axialement le baladeur sans sâopposer Ă sa rotation. Le premier baladeur porte sur sa face antĂ©rieure des crabots (11) semblables Ă ceux du pignon primaire.
Ă lâextĂ©rieur de la boĂźte, lâarbre secondaire est cannelĂ© sur une certaine longueur. Sur les cannelures sâengage une piĂšce constituant une des parties dâun joint articulĂ© appelĂ© cardan.
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Lorsque que la boĂźte est au point mort, aucun des baladeurs nâest en prise avec lâun des pignons de lâarbre intermĂ©diaire. Lâarbre primaire et son pignon tournent sous lâaction du moteur et le mouvement se transmet par la prise constante Ă lâensemble du train intermĂ©diaire.
Lâarbre secondaire nâest pas entraĂźnĂ© ; sâil tourne, cela ne peut ĂȘtre que sous lâaction des roues motrices, par lâintermĂ©diaire de lâarbre de transmission.
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Sous lâaction de sa fourchette, commandĂ©e par le levier de changement de vitesses (13), le baladeur BC se dĂ©place vers la droite et le pignon C vient engrener avec le pignon Câ du train intermĂ©diaire. Le mouvement de lâarbre primaire est transmis Ă lâarbre secondaire par les pignons de la prise constante, le pignon Câ et le pignon C.
AprĂšs que le baladeur BC ait Ă©tĂ© ramenĂ© dans la position initiale, il est dĂ©placĂ© vers la gauche et le pignon B vient engrener avec le pignon Bâ du train intermĂ©diaire. Le mouvement de lâarbre primaire est transmis Ă lâarbre secondaire, avec une nouvelle dĂ©multiplication, moins grande quâen premiĂšre vitesse.
Le baladeur BC ayant Ă©tĂ© ramenĂ© au point mort, le baladeur A est dĂ©placĂ© vers la droite et son pignon vient engrener avec le pignon Aâ du train intermĂ©diaire. La dĂ©multiplication est moins grande quâen deuxiĂšme vitesse.
Sous lâaction de sa fourchette, le baladeur A est dĂ©placĂ© vers la gauche et se rapproche du pignon de prise constante de lâarbre primaire.
Les crabots latĂ©raux des deux pignons sâengagent les uns dans les autres. Lâarbre primaire et lâarbre secondaire sont rendus solidaires lâun de lâautre comme sâil sâagissait dâun arbre unique. Lâarbre secondaire tourne alors Ă la mĂȘme vitesse que lâarbre primaire. Câest pour cette raison que la combinaison est dite prise directe.
En marche arriĂšre, lâarbre secondaire doit tourner en sens inverse de celui de lâarbre primaire. Cette inversion du mouvement est obtenue grĂące Ă un pignon inverseur (12) montĂ© fou sur un axe fixĂ© dans le carter de la boĂźte.
Ce pignon est toujours en prise avec un pignon (I) de lâarbre intermĂ©diaire. LâĂ©paisseur du pignon inverseur et sa disposition sont telles que le pignon C peut venir engrener avec lui, sans ĂȘtre en prise avec lâun des pignons Câ ou I.
GrĂące Ă lâinverseur le sens de rotation du pignon Câest le mĂȘme que celui de lâarbre intermĂ©diaire et lâarbre secondaire tourne par consĂ©quent en sens contraire de lâarbre primaire.
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Les fourchettes qui commandent les baladeurs sont montées sur des tiges coulissant soit dans les parois avant et arriÚre de la boßte, soit dans le couvercle de celle-ci.
Dans les tiges sont pratiquĂ©es des encoches dans lesquelles peut sâengager lâextrĂ©mitĂ© infĂ©rieure du levier de commande.
Câest la solution la plus simple.
Un levier (levier de changement de vitesses), dont le bras supĂ©rieur se termine par un pommeau, est montĂ© dans le couvercle de la boĂźte . LâextrĂ©mitĂ© infĂ©rieure du levier est engagĂ©e entre les fourchettes.
En orientant convenablement le levier, le conducteur amĂšne lâextrĂ©mitĂ© infĂ©rieure dans lâencoche de la tige Ă dĂ©placer et peut ainsi la pousser dans un sens ou dans lâautre avec sa fourchette.
La commande directe, qui est la plus simple et la moins sujette aux dĂ©rĂ©glages par usure, a pourtant Ă©tĂ© abandonnĂ©e par certains constructeurs dans le but de dĂ©gager le plancher du vĂ©hicule et de ne pas gĂȘner les passagers assis Ă lâavant.
Dâune maniĂšre gĂ©nĂ©rale, le levier de commande agit indirectement sur les fourchettes des baladeurs par un systĂšme de leviers et de tiges dont la disposition varie suivant les types de voitures.
Les nombreuses articulations que comporte ce genre de commande finissent par prendre du jeu dont le rattrapage est rendu possible par le réglage de la longueur des tiges mais reste parfois assez délicat.
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Ăcrit par Alexandre Degrandcourt
Crédits : Documents Peugeot