Table des matières
Principaux composants et pièces de la boîte de vitesses Arbre d'embrayage
Contre-arbre
Arbre principal
Engrenages
Roulements
schéma des pièces de la boîte de vitesses
Composants de la transmission manuelle Disque d'embrayage
Pédale d'embrayage
Synchroniseurs
Volant
Engrenages
Fourchette de sélection
Boîte de vitesses manuelle
Collier
Composants de transmission automatique - Convertisseur de couple
Pompe à huile
Ensemble d'engrenages planétaires
Packs d'embrayage
Arbre de sortie
Bande de frein
Carter d'huile
Corps de vanne
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Une boîte de vitesses est un train d'engrenages intégré, ou un composant mécanique constitué d'une série d'engrenages logés dans un carter. En résumé, une boîte de vitesses fonctionne comme n'importe quel système d'engrenages : elle modifie le couple et la vitesse entre un dispositif d'entraînement, tel qu'un moteur, et une charge. Pour comprendre le fonctionnement d'une boîte de vitesses, il est nécessaire de comprendre ses composants et leurs fonctions. Dans cet article, nous aborderons les composants et les pièces d'une boîte de vitesses. Consultez ce nouveau blog de Linquip pour découvrir tous les composants d'une boîte de vitesses et leurs fonctions.
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Composants et pièces principaux de la boîte de vitesses
Arbre d'embrayage
Contre-arbre
Arbre principal
Engrenages
Roulements
La liste des principales pièces de rechange pour la boîte de vitesses est décrite ci-dessous.
Arbre d'embrayage
Un arbre d'embrayage, ou arbre moteur, transmet la puissance du moteur à d'autres arbres. Comme son nom l'indique, il est relié à un embrayage ; lorsque celui-ci est engagé, l'arbre moteur se met à tourner. L'arbre d'embrayage ne comporte qu'un seul pignon et tourne à la même vitesse que le vilebrequin du moteur.
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· Contre-arbre
L'arbre intermédiaire est un arbre relié directement à l'arbre d'embrayage. Il comporte l'engrenage qui le relie à l'arbre d'embrayage ainsi qu'à l'arbre principal. Sa vitesse de rotation peut être égale ou inférieure à celle du moteur, selon le rapport de transmission.
Arbre principal
Il s'agit de l'arbre de transmission qui tourne à la vitesse du véhicule. Il transmet la puissance de l'arbre intermédiaire par l'intermédiaire d'engrenages et, selon le rapport de transmission, il tourne à une vitesse et un couple différents de ceux de l'arbre intermédiaire. Une extrémité de cet arbre est reliée à l'arbre de transmission universel.
· Engrenages
Les engrenages servent à transmettre la puissance d'un arbre à un autre. Le couple transmis dépend du nombre de dents et de la taille de l'engrenage. Plus le rapport de transmission est élevé, plus le couple/l'accélération est important, et plus la vitesse est faible. Tous les engrenages sont fixés sur leurs arbres respectifs, à l'exception de ceux montés sur l'arbre principal ; ces derniers peuvent coulisser dans les deux sens le long de l'arbre.
· Roulements
Lorsqu'un mouvement de rotation se produit, des roulements sont nécessaires pour supporter la pièce en rotation et réduire le frottement. Dans une boîte de vitesses, l'arbre intermédiaire et l'arbre principal sont tous deux supportés par des roulements.
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schéma des pièces de la boîte de vitesses
Dans une boîte de vitesses, l'arbre intermédiaire est relié à l'embrayage par un système d'engrenages. Il est ainsi toujours en mouvement. Lorsque l'arbre intermédiaire entre en contact avec l'arbre principal grâce à l'engrènement des engrenages, ce dernier se met à tourner selon le rapport de transmission. Pour changer de rapport, le conducteur appuie simplement sur la pédale d'embrayage, ce qui désengage l'arbre intermédiaire du moteur et relie l'arbre principal à l'arbre intermédiaire par un autre rapport, actionné par le levier de vitesses.
Le schéma des composants de la boîte de vitesses industrielle est présenté dans la figure ci-dessous.
composants de transmission manuelle
Disque d'embrayage
Pédale d'embrayage
Synchroniseurs
Volant
Engrenages
Fourchette de sélection
Boîte de vitesses manuelle
Collier
Nous décrivons ici la liste des pièces de la boîte de vitesses manuelle.
Disque d'embrayage
Le disque d'embrayage permet de transmettre le couple du moteur à la boîte de vitesses manuelle. Son actionnement se fait par la pédale d'embrayage actionnée par le conducteur.
Pédale d'embrayage
La pédale d'embrayage est en réalité un mécanisme indépendant commandé par un système hydraulique. Elle permet de débrayer en appuyant sur la pédale avec le pied.
· Synchroniseurs
Les synchroniseurs facilitent l'engagement entre la bague et l'engrenage afin de synchroniser leurs vitesses. Il arrive parfois que les vitesses soient différentes ; les synchroniseurs sont donc nécessaires pour éviter cela.
· Volant d'inertie
Le volant moteur est un composant circulaire qui transmet le couple du moteur au disque d'embrayage.
· Engrenages
La transmission comporte des engrenages de tailles différentes. Il existe de grands engrenages avec de nombreuses dents et de petits engrenages avec moins de dents. Les grands engrenages génèrent un couple plus important pour ralentir le véhicule. Les petits engrenages génèrent un couple moindre, ce qui permet au véhicule d'aller plus vite.
Fourche de sélection
Il s'agit d'un engrenage qui ressemble à un bras mécanique. Il permet aux colliers de se déplacer sur l'arbre de sortie.
· Boîte de vitesses manuelle
Il s'agit de la pièce que vous actionnez manuellement. C'est le manche vertical qui dépasse de la console centrale. Il est relié à la boîte de vitesses et permet de changer de rapport.
· Collier
Lorsque vous sélectionnez un rapport, la bague de verrouillage bloque la sélection et permet au couple de passer à l'arbre de sortie.
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Convertisseur de couple
Pompe à huile
Ensemble d'engrenages planétaires
Packs d'embrayage
Arbre de sortie
Bande de frein
Carter d'huile
Corps de vanne
Composants de transmission automatique
Les composants de base d'une transmission automatique sont décrits ci-dessous.
Convertisseur de couple
Sur les transmissions automatiques, le convertisseur de couple remplace l'embrayage présent sur les véhicules à boîte manuelle. Il permet au moteur de continuer à tourner lorsque le véhicule est à l'arrêt.
Le convertisseur de couple est un accouplement hydraulique de grande taille, en forme d'anneau (de 25 à 38 cm de diamètre), monté entre le moteur et la boîte de vitesses. Il se compose de trois éléments internes qui fonctionnent de concert pour transmettre la puissance à la boîte de vitesses : la pompe, la turbine et le stator.
Pompe à huile
La pompe à huile d'une boîte de vitesses automatique fonctionne comme n'importe quelle autre pompe à huile. Elle achemine l'huile de transmission du carter jusqu'au bloc hydraulique, qui distribue ensuite l'huile aux différents composants de la transmission selon leurs besoins.
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Ensemble d'engrenages planétaires
Contrairement à une transmission manuelle, qui possède un ensemble de plusieurs engrenages constituant la boîte de vitesses, une transmission automatique possède un ou plusieurs (généralement plus) ensembles d'engrenages planétaires.
Un train épicycloïdal comporte trois ensembles d'engrenages. L'engrenage principal, la roue solaire, est situé au centre du porte-satellites. Le deuxième ensemble est constitué des engrenages planétaires. Il y en a généralement trois ou plus, qui s'engrènent entre la roue solaire et la couronne.
La couronne dentée entoure tous les engrenages planétaires d'un seul anneau, assurant ainsi la liaison et la cohésion de l'ensemble du système. Ce dernier fonctionne en bloquant simultanément deux des trois trains d'engrenages. Chaque train d'engrenages étant de taille différente, on obtient ainsi une multitude de rapports de transmission en bloquant simplement les autres engrenages.
· Packs d'embrayage
Avec une boîte de vitesses manuelle, vous sélectionnez manuellement le rapport que vous souhaitez engager ; une boîte automatique est un peu plus complexe. Au lieu d'un levier de vitesses manuel pour obtenir le rapport désiré, votre boîte de vitesses utilise un embrayage multidisque.
Un embrayage multidisque est composé de plusieurs disques comprimés l'un contre l'autre. Lorsque le bloc hydraulique envoie de l'huile sous pression à l'embrayage, il verrouille un certain nombre de disques, ce qui permet d'obtenir le rapport de transmission souhaité. Différentes pressions d'huile actionnent un nombre différent de disques, ce qui confère au moyeu un rapport de transmission différent.
Arbre de sortie
Une fois que la boîte de vitesses a terminé toutes ses opérations internes, elle transmet la puissance à l'arbre de transmission, qui à son tour alimente les moyeux. Mais c'est l'arbre de sortie de la boîte de vitesses qui entraîne l'arbre de transmission.
D'un côté, vous avez un engrenage qui se connecte à la transmission, et de l'autre côté, un arbre cannelé qui se connecte à l'arbre de transmission via un joint universel de type étrier.
Bande de frein
Les bandes de frein ont pour unique fonction de maintenir temporairement les engrenages planétaires. Elles permettent au régime moteur de s'adapter au rapport de transmission avant de se relâcher, assurant ainsi des changements de vitesse plus fluides. Leur fonctionnement est similaire à celui des freins à tambour : un piston comprime la bande autour d'un tambour. Plus la pression exercée par le piston est forte, plus la puissance de freinage est importante.
Carter d'huile
Tout comme votre moteur possède un carter d'huile en dessous, votre boîte de vitesses en possède également un. Son rôle est simple : il contient l'huile de transmission en excès, que la pompe à huile puise en cas de besoin. Il est généralement équipé d'un filtre à huile de transmission, interne ou externe.
Corps de vanne
Votre moteur est équipé d'un calculateur moteur (ECU), et votre boîte de vitesses automatique d'un bloc hydraulique. Ce dernier répartit la pression de la pompe à huile vers tous les composants de la transmission afin d'obtenir le fonctionnement souhaité. Du convertisseur de couple aux disques d'embrayage, aucun élément n'est lubrifié sans que le bloc hydraulique ne lui indique sa destination.
Dans une transmission automatique, ce système est contrôlé par des capteurs qui interagissent directement avec le module de commande de la transmission (TCM) pour gérer la circulation des fluides. C'est un composant complexe, mais essentiel à votre transmission.
Le schéma des composants de la transmission automatique est présenté dans la figure ci-dessous.
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Vous savez désormais tout ce qu'il faut savoir sur les composants et les pièces d'une boîte de vitesses. Si cet article de Linquip vous a plu, n'hésitez pas à nous faire part de vos commentaires. Nous serions ravis d'avoir votre avis sur les différentes parties d'une boîte de vitesses. Avez-vous des questions ? Inscrivez-vous sur notre site web : nos experts sont à votre disposition pour vous fournir des conseils professionnels.
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Date de publication : 13 décembre 2021