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🧰 Le coup d'écrou#22 - La boite de vitesses - Partie 3

🧰 Le coup d'écrou#22 - La boite de vitesses - Partie 3

Boîtes de vitesses à trains d’engrenages épicycloïdaux

Notions préliminaires

Train épicycloïdal

Train épicycloïdal

Un train épicycloïdal est un ensemble d’engrenages comprenant les éléments suivants :
•    un arbre (M) portant un pignon (A) ou pignon planétaire qui en est solidaire en rotation;
•    une couronne (C) à denture intérieure ;
•    un certain nombre de pignons appelés satellites, engrenant à la fois avec le pignon (A) et avec la couronne (C). Ces satellites tournent fous sur des axes (N) solidaires d’un porte-satellites (R).

Le montage est similaire à celui du satellite (S), monté fou sur un axe (N) fixé sur un bras (B) porte-satellites, lui-même solidaire d’un arbre (R). La couronne (C) qui tourne librement sur un moyeu creux traversé par l’arbre (M) peut être immobilisée par un frein, les autres éléments pouvant être également immobilisés par différents moyens.
Un train épicycloïdal permet alors d’obtenir différents rapports de démultiplication ou de surmultiplication.

Fonctionnement

Figure I : L’arbre (M) est moteur ; la couronne (C) est bloquée ; l’arbre (R) est entraîné. Le mouvement du pignon (A) oblige le satellite (S) à rouler sur la couronne, entraînant le porte-satellites (R) dans une rotation de même sens que (A) mais à moindre vitesse. La démultiplication est élevée.
Figure II : L’arbre (M) est moteur ; le porte-satellites (R) est immobile ; la couronne (C) est entraînée. Le pignon (A) fait tourner, en sens inverse de lui-même, le satellite (S) sur l’axe (N). Le satellite fait tourner, dans le même sens que lui-même, la couronne (C) avec une nouvelle démultiplication. Il y a inversion de sens entre l’élément moteur et l’élément mené.
Figure III : La couronne (C) est motrice ; le pignon (A) est immobile ; l’arbre (R) est entraîné. La couronne (C) fait tourner autour de l’axe (N), le satellite (S) qui, en roulant autour du pignon (A) entraîne en rotation l’axe (N), le porte- satellites (R). La démultiplication est moins grande que dans le premier cas.
Figure IV : La couronne (C) est motrice ; le porte-satellites (R) est immobile ; le pignon (A) et son arbre (M) sont entraînés. La couronne (C) fait tourner autour de l’arbre (N) qui est immobile, le satellite (S). Celui-ci entraîne le pignon (A) et l’arbre (M). Comme dans le cas II, il y a inversion du sens de rotation entre l’élément moteur et l’élément mené.
Figure V : Le porte-satellites (R) est moteur ; le pignon (A) est immobile ; la couronne (C) est entraînée. Le satellite (S) entraîné par son arbre (N) roule autour du pignon (A) et communique à la couronne (C), dans le même sens que lui-même, un mouvement de rotation.
Figure VI : Le porte-satellites (R) est moteur ; la couronne (C) est bloquée ; le pignon (A) et son arbre (M) sont entraînés. Le satellite (S) entraîné par son arbre (N) roule à l’intérieur de la couronne (C) immobile et communique au pignon (A) et à son arbre (M) un mouvement de rotation très rapide.

Certaines des combinaisons ci-dessus sont utilisées dans des boîtes de vitesses. Le blocage des éléments qui doivent rester fixes est obtenu de différentes façons.

Note : Les pignons sont toujours en prise entre eux ou avec la couronne, ce qui rend les changements de vitesse très silencieux.

Applications

La boîte électromagnétique COTAL

La boîte électromagnétique Cotal est une application des trains épicycloïdaux, dans laquelle le blocage de certains éléments des trains ou la réunion de plusieurs éléments entre eux sont obtenus par des électro-aimants.

La boîte de vitesses présélective WILSON

La boîte présélective Wilson, est, comme la boîte Cotal, une boîte à trains d’engrenages épicycloïdaux. Cependant, au lieu que les couronnes des trains de roulement soient freinées par des électro-aimants, elles le sont par des freins à bandes qui peuvent être serrés, au moment voulu, sur des tambours solidaires des couronnes par une commande mécanique ou pneumatique.
De plus, il est possible de sélectionner à l’avance la combinaison de vitesse que l’on veut obtenir et de ne passer effectivement cette vitesse au moment jugé le plus propice.
Par exemple, la boîte étant en quatrième vitesse, le conducteur prévoyant la nécessité de repasser en troisième, place la commande du levier de présélection qui se trouve à sa portée, sur la position III. La quatrième reste en prise jusqu’au moment où le conducteur jugeant le moment venu d’engager la troisième, agit sur la commande (pédale ou bouton), ce qui met immédiatement la boîte en troisième.

Article écrit par Alexandre Degrandcourt

Crédits : documents Peugeot