TRANSMISSIONS


bases

la boîte de vitesses mécanique - la boîte de vitesses automatique

les performances d'une automobile

transmissions à joints tripodes - soufflets de rechange
dimensionnement des transmissions à cardans

le pont, les différentiels

transmission intégrale - tout-terrain - conduite en terrain

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Bases

Système de transmission
Connaître l'organisation de la transmission du mouvement aux roues.
Calculer les forces résistantes à l'avancement du véhicule.
Calculer l'effort moteur aux roues.

Fonction
Transmettre le couple moteur dans toutes les conditions réalistes d'exploitation du véhicule,
Assurer une bonne progressivité lors du démarrage du véhicule.

Phases de fonctionnement
Véhicule roulant en palier en ligne droite, changement d'allure (vitesse, pente), point mort, virage.

Grandeurs associées:
Puissance : P = Cw
Couple C, vitesses angulaire w : régime de rotation n : w = 2p.n/60

Architecture du véhicule
Voitures à 2 roues motrices :
tout à l'avant, transmission classique, tout à l'arrière,
moteur - embrayage - boîte de vitesses - pont - roues - sol, arbres de transmission.
Position moteur :
transversal, longitudinal (renvoi d'angle).
Voitures à 4 roues motrices.

Documents fournis
Caractéristiques d'un véhicule - courbes de couple/puissance/consommation - couple moteur
résistance à l'avancement - résistance de pente
architectures de transmission - moteur transversal - longitudinal

Maintenance
...

Recherche

Rechercher les éléments qui composent la transmission sur un véhicule de son choix.
Donner les caractéristiques de chacun d'eux.


Transmission du couple moteur - Embrayage
Identifier les éléments de la transmission et et enoncer leur fonction.
Connaître les principes élémentaires de l'embrayage.
Connaître la relation couple-rayon-coef d'adhérence-effort presseur. Connaître les principes élémentaires des embrayages automatiques.


Fonction
assurer l'accouplement progressif de la transmission : démarrage du véhicule, son accouplement et désaccouplement : passage des vitesses,
filtrer les vibrations et à-coup du moteur.
Principe : friction mécanique : embrayage,
Grandeurs associées : couple, rayon, coefficient d'adhérence, effort presseur.


Technologie
embrayage commandé : embrayage à disque à diaphragme poussé ou tiré, moyeu amortisseur. commande mécanique, hydraulique,
servo-commande d'embrayage à dépression, à pilotage électronique.
embrayage automatique : embrayage centrifuge, embrayage électromagnétique.

le coupleur électromagnétique Jaeger

embrayage à disque à diaphragme


Le diaphragme

Le disque d'embrayage : les ressorts de progression

Caractéristiques
le couple transmis C = rm . f .n . F est fonction :
du coefficient de frottement volant/garniture/plateau de pression f, de l'effort axial appliqué sur la garniture F, du rayon moyen rm et du nombre de surfaces de frottements n.

Documents fournis
Principe de l'embrayage mécanique - embrayage à diaphragme - éléments - moyeu amortisseur - embrayage poussé - embrayage tiré commande mécanique - hydraulique - assistance de débrayage
embrayage électromagnétique -centrifuge
contrôler un embrayage - monter un embrayage

Maintenance
Régler la garde d'embrayage.
Remplacer un câble d'embrayage.
Apprécier l'étanchéité du circuit de commande hydraulique d'embrayage. Remplacer une commande hydraulique d'embrayage.
Purger un circuit hydraulique de commande d'embrayage avec appareil. Remplacer un embrayage : comprenant contrôle de l'embrayage.
Effectuer le diagnostic de l'embrayage : passage de vitesses difficile.
Remplacer un embrayage

Recherche
Rechercher les caractéristiques détaillées d'un embrayage de son choix.



Adaptation du couple à la vitesse - Coupleur
Identifier les éléments de la transmission et et enoncer leur fonction.
Connaître le principe hydraulique de conversion du couple moteur.

Principe
Utilisation de l'énergie cinétique hydraulique pour le couplage de la transmission.


Technologie
Coupleur : fluide hydraulique, pompe centrifuge, turbine centripète.
Embrayage de coupure.

Caractéristiques
Glissement.

Convertisseur de couple
Multiplication du couple dans les phases de conversion (couple résistant élevé),
Fonctionnement en coupleur au-delà.
Réacteur.


avec U vitesse d'entraînement (U = w x r), w vitesse relative (tangeante à la directrice de la pale), C vitesse absolue (résultante de U et de w)
...Point 2 : U2 x w2 => C2
Point 4 : U4 x w4 => C4Point 3 : U3 = U2, C3 = C2 => w3 = w2
Point 5 : C5 = C4, U5 = 0 => w5 = C5 = C4     Point 6 : U6 = 0 => C6 = w6
Point 1 : C1 = C6, U1 = U4 => w1

C1, défini par C6, tend à accroître U1, or ¨P x S = F x r = couple (P = f(v), d'où augmentation du couple moteur (convertisseur de couple).
Si le réacteur est court-circuité, C'1 est défini par C4, d'où augmentation du couple nulle, C'1 et U1 étant perpendiculaires (coupleur).

Documents fournis
Coupleur hydraulique - coupleur - convertisseur de couple hydraulique - embrayage de coupure
transmission semi-automatique (boîte à vitesses à convertisseur)

Maintenance
Effectuer le diagnostic d'un système d'embrayage automatique.

Recherche
Rechercher un type de véhicule équipé d'un embrayage semi-automatique.
Faire la comparaison avec le même type de véhicule à transmission classique : rapports, vitesse de pointe, accélérations, consommation, etc.


Transmission du couple moteur - Arbres - Joints déformables
Identifier les éléments de la transmission et et enoncer leur fonction.
Connaître le principe des joints homocinétiques.

Fonction
Transmettre la couple moteur (boîte de vitesses, pont) aux autres éléments de transmission, aux roues,
Permettre des mouvements relatifs des organes de transmission verticaux (suspension), horizontaux (direction).

Technologie
Arbres, joints déformables.
Articulations : cylindriques, sphériques (rotule), joint de cardan, joint homocinétique.

Transmissions à joints tripodes GI-GE Glaenzer Spicer

Documents fournis
Arbre de transmission - flector - joint de cardan - joint de transmission homocinétique - joint tripode

Maintenance
Remplacer une transmission transversale.
Réviser une transmission (échange des protecteurs).
Effectuer le diagnostic d'un arbre de transmission : bruits anormaux.

Recherche
...

Transmissions à joints tripodes GI-GE
(source Glaenzer Spicer)

ensemble d'étanchéité GI ou GE


Transmission GE-GI (liaison par arbre plein)

1bol fusée5arbre plein (barre tulipe GE)11soufflet GI15circlips
2cale6tulipe GE12entroise16coupelle
3champignon7bague13capot tôle17ressort
4étoile d'ancrage8souflet GE14bloc tripode18tulipe à arbre cannelé
9bracelet10arbre tubulaire de liaison19tulipe brochée20joint torique

Transmission GE-GI (liaison par tube)




Soufflets de rechange

Soufflets de transmission DG Distribution (L'Argus, 10.1.2002)
Grâce à deux écarteurs spécifiques et à l'emploi d'un caoutchouc très souple, les soufflets de transmission de DG Distribution se montent facilement. Une solution crédible si l'on souhaite éviter le remplacement par les pièces d'origine.
Les nouveaux soufflets de transmission et de crémaillère de direction de DG Distribution sont commercialisés en France par Promauto. Ces éléments adaptables (L'équipementier préfère la dénomination "soufflets universels") couvrent, avec seulement deux références pour les transmissions, la quasi totalité des véhicules circulant sur le continent européen. Le soufflet le plus courant, référencé DG 3000 B, permet trois niveaux de fixation à l'aide de colliers Ligarex. Ces derniers sont utilisés en pièce d'origine par Automobiles Peugeot. Les véhicules pourvus de transmissions de gros diamètre, comme les tout-terrain ou les véhicules utilitaires légers, sont traités à l'aide d'un soufflet à deux étages, référencé DG 3001.
Polyvalents, ces soufflets peuvent être montés aussi bien du côté de la boîte de vitesses, pour 98 % du parc automobile, que du côté de la roue, pour 100 % du parc. La pose s'exécute directement sur le véhicule, après démontage du porte-fusée. Les soufflets de crémaillère sont, pour leur part, compatibles avec les directions manuelles et assistées. Leur mise en place nécessite la dépose de la rotule de direction.
Malaxage
Grâce à l'utilisation d'un caoutchouc intégrant 32 composants, dont un à base de Néoprène 50, ces soufflets résistent, selon leur concepteur, à des températures allant de + 110°C à - 40°C. Ils supportent des contraintes de vitesse jusqu'à 210 km/h.
La durée de vie moyenne d'un soufflet, selon DG Distribution, est d'environ quatre ans en fonction de la région et du type de déplacement du véhicule. Une coupure ou une cassure sur le soufflet entraîne, dans un premier temps, la perte de la graisse de lubrification et, dans un second, la destruction du cardan. Côté boîte de vitesses, et selon les modèles de véhicule, la rupture d'un soufflet peut provoquer une perte d'huile.
La pose d'un soufflet de transmission n'est jamais chose facile. Avant, l'équipementier proposait l'utilisation d'un écarteur en acier, jugé peu pratique par de nombreux professionnels. Il a été récemment remplacé par deux autres modèles articulés et conçus en matériau composite. Plus pratiques, ils permettent la monte d'un soufflet sans effort.
La pose, avec un peu d'entraînement, demande moins d'une minute. Après dépose des mécaniques sur le train avant, l'opérateur malaxe pendant dix secondes le caoutchouc neuf du soufflet. L'important est de détendre le plus petit diamètre du soufflet. Cette méthode donne plus de souplesse au caoutchouc car le carbone présent dans la composition favorise son durcissement au contact du froid. A titre indicatif, à 5°C, il ne subsiste que 20 % d'élasticité à un soufflet. Cette élasticité est nulle lorsque la température tombe à 0°C.
La composition du caoutchouc permet d'éviter d'avoir à tremper le soufflet dans de l'eau chaude ou l'utilisation d'un pistolet thermique soufflant pour le ramollir avant de le monter sur le véhicule. La pose est la même, quel que soit le type de transmission. Les cardans que l'on rencontre sur le marché utilisent des bols comprenant, selon les modèles, une ou deux gorges ou pas du tout, et des mécanismes à billes - les plus courants - ou à tripode.
15 mm de serrage
Après assouplissement du soufflet, il est placé à l'envers et lubrifié à l'aide d'un produit inerte pour le caoutchouc et sans silicone. L'écarteur est également lubrifié.
Le soufflet est ensuite installé sur l'écarteur, en partant de la section la plus petite pour aboutir, en le faisant glisser, sur la section la plus large.
II n'y a plus qu'à chevaucher la transmission avec l'outil, et à l'écarter manuellement, afin que le caoutchouc prenne place sur le cardan. Cette opération s'exécute de la même façon pour le remplacement d'un soufflet côté boîte de vitesses ou côté roue, sans dépose de la transmission du véhicule.
Après la mise en place du soufflet sur le cardan, il ne reste plus qu'à positionner le cône pyramidal adapté au diamètre du bol de transmission, à injecter la graisse fournie dans l'articulation, et à placer le collier d'étanchéité. Le plat de serrage de ces soufflets est de 15 mm, ce qui est largement suffisant pour une bonne assise de serrage. Le surplus de caoutchouc non utilisé est ensuite découpé au cutter et jeté.
Une fois introduit dans la gorge du bol, le soufflet ne doit pas être pincé lors d'une torsion manuelle du cardan, et il ne doit pas rester au contact de la section tournante.
Il est important de choisir le bon diamètre de serrage sur la bonne lèvre du caoutchouc afin d'éviter de le blesser. Les risques de coupure existent uniquement avec les cardans à tripode, mais pas sur les modèles à billes.
La pose d'un soufflet de direction, comparativement aux méthodes connues, n'apporte pas d'amélioration significative, hormis l'aspect polyvalent du soufflet étagé, La qualité de ces soufflets et leur facilité de pose (en dépit du mode d'utilisation qui mériterait d'être simplifié avec un story board en photos) offrent un réel avantage par rapport aux méthodes traditionnelles.

Texte et photos de Daniel DESCAMPS

Nous avons apprécié : polyvalence, système de fixation à étage avec une surface de serrage de 15 mm, souplesse du caoutchouc, travail sans dépose de la transmission, nouveau modèle pour les VUL et les 4x4, prix
Points à améliorer : mode d'emploi, non préconisé par les réseaux des constructeurs, pas de référencement CE

Prix par boîte de 12 soufflets
soufflet à trois étages de Promauto DG 3000 B 9,60 euros
soufflet à deux étages de Promauto DG 3001 18,20 e
soufflet de crémaillère de Promauto DG 4000 9,60 e
Petit cône de mise en place des soufflets 31,90 e, grand cône 36 e
II existe, entre la rechange constructeur et l'adaptable une pléiade de soufflets de cardan et de direction, dont les prix diffèrent selon le mode de distribution ou le type de véhicule appelé à être réparé.