Les secrets de la boite de vitesses manuelle

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Boite de vitesse

Boîte de vitesse manuelle ou boite de vitesse automatique, laquelle est la meilleure ? C’est toujours un sujet d’actualité lorsqu’il s’agit de choisir un véhicule à des fins différentes, car les deux systèmes de transmission ont des avantages l’un par rapport à l’autre, ce qui soulève de nombreuses questions, comme pourquoi les voitures de formule 1, étant les meilleures automobiles, utilise la transmission manuelle (TM)? Pourquoi est-il conseillé d’utiliser la TM lorsqu’il y a un besoin de couple élevé et de changement de vitesse soudain ? Discutons de ces points.

  1. Une boîte de vitesses manuelle est composée de divers éléments comme les engrenages, les arbres et les divers mécanismes de sélection qui sont disposés de façon spéciale pour fournir des rapports de couple et de vitesse appropriés pour concurrencer les défis fournis par les différentes conditions routières, le passage du couple élevé à haute vitesse et vice-versa est effectué manuellement par poussée et traction symétrique du levier de vitesse par le conducteur.
  2. Le véhicule avec TM est équipé d’une boîte de vitesses manuelle à N rapports avec ou sans marche arrière permettant aux conducteurs de changer les vitesses à leur gré.

Pourquoi avons-nous besoin d’une transmission manuelle ?

La transmission manuelle ou boîte à vitesses manuelle est toujours une partie importante d’une automobile depuis l’introduction de la transmission et couvre presque les 50-60 % du total du véhicule qui sont sur la route aujourd’hui en raison de ses divers avantages sur les autres. Ce système permet un passage des rapports en fonction de la conduite souhaitée.

Voici quelques-uns des points qui expliquent le mieux la nécessité d’une transmission manuelle.

  • Lorsque la charge du véhicule est incertaine en raison de conditions de charge différentes telles que le surpoids et les conditions routières, un couple élevé est nécessaire, de sorte que pour répondre à ce besoin, une transmission manuelle est requise pour fournir des rapports de couple élevés.
  • Lorsque nous parlons de voitures de course en raison des pistes sinueuses, le passage soudain des rapports de vitesse d’un couple élevé à une vitesse élevée est continuellement nécessaire, de sorte que l’utilisation d’une boîte manuelle avec levier de vitesses à réponse rapide est indispensable. (conduite sportive)
  • Dans les véhicules lourds comme les camions qui doivent transporter des charges incertaines dans des conditions de circulation incertaines comme les collines, les campagnes, etc., un couple très élevé est nécessaire et peut être atteint avec la transmission manuelle.
  • Pour des raisons de faible coût et de faible maintenance du système.

Quels sont les différents types de boîtes de vitesses manuelles ?

Il y a 3 types de boîtes de vitesses manuelles utilisées. Ce sont :

1. Boîte de vitesses à mailles coulissantes

C’est le plus ancien type de boîte à vitesses utilisé. Dans ce type de changement de vitesse se produit par le glissement des vitesses sur l’arbre principal cannelé afin de s’engrener avec la vitesse appropriée sur l’arbre-mère dont une vitesse est en prise constante avec la vitesse de l’arbre d’embrayage afin d’effectuer le mouvement de rotation pour la conversion (couple élevé ou vitesse élevée) comme requis par l’entraînement.

Cette boîte nécessite une technique spéciale pour le changement de vitesse qui est généralement connu comme double-declutching. L’engrènement était si bruyant et dur qu’il a conduit au développement des nouveaux systèmes de boîte à vitesses.

Il est à noter qu’ils étaient généralement livrés avec un maximum de 3 vitesses manuelles.

2. Boîte de vitesses à mailles constantes

Engrenage boite de vitesse

Dans ce type, tous les engrenages de l’arbre principal, de l’arbre de renvoi et de l’arbre d’embrayage sont en prise constante les uns avec les autres et la sélection de l’engrenage approprié est effectuée par les dispositifs spéciaux d’engrènement connus sous le nom d’embrayages à came qui glissent sur l’arbre principal cannelé afin de sélectionner le rapport approprié en fonction des besoins.

Ce système élimine le problème du double embrayage et rend l’entraînement moins bruyant puisque les engrenages droits du treillis coulissant sont remplacés par des engrenages hélicoïdaux ou coniques, mais le changement de vitesse n’est toujours pas lisse et il y a aussi beaucoup d’usure des embrayages à came en raison de la vitesse de rotation différente des arbres lors du maillage, qui entraîne un entretien important.

Il est à noter qu’ils sont livrés avec une configuration manuelle à 4 ou 5 vitesses à 1 inverseur.

3. Boîte de vitesses Synchromesh

Il s’agit du dernier type de boîte à vitesses utilisé depuis des décennies, car ce système permet de surmonter toutes les limitations offertes par la boîte de vitesses à mailles constantes ou à mailles coulissantes et améliore également les capacités de sortie du système de transmission manuelle.

Dans ce type, les embrayages de la boîte de vitesses à mailles constantes sont remplacés par les dispositifs synchromesh qui font tourner l’arbre principal et l’arbre à cardan à la même vitesse, puis le contact par friction qui permet de mailler les vitesses appropriées, rendant le système souple et réduisant également la maintenance de la boîte, ce système vient habituellement avec une configuration manuelle 5 rapports et une marche arrière.

La transmission manuelle comment ça fonctionne ?

Les voitures ont besoin de transmissions à cause de la physique du moteur.  La transmission permet au rapport de vitesse entre le moteur et les roues motrices de changer à mesure que la voiture accélère ou ralentit. Vous changez de vitesse pour que le moteur puisse tourner à un bon régime.

Aujourd’hui, la quasi-totalité des véhicules sont équipé d’une boîte à vitesses synchronisée car elle est plus fiable, nécessite moins d’entretien et le choix du rapport n’est pas complexe avec ce type de boîte de vitesses dont le fonctionnement est le suivant :

  • Tout d’abord, n’importe quel moteur a une ligne rouge – une valeur maximale de régime à partir de laquelle le moteur ne peut plus tourner sans exploser.
  • Deuxièmement, vous savez que les moteurs ont des plages de régime étroites où la puissance et le couple sont à leur maximum. Par exemple, un moteur peut produire sa puissance maximale à 5 500 tr/min.
  • Lorsque le conducteur appuie sur la pédale d’embrayage pour passer les vitesses, le volant et l’arbre d’embrayage du moteur se désengagent, ce qui permet au conducteur de choisir le rapport approprié en fonction des besoins.
  • Lorsque le levier de vitesses est poussé ou tiré par le conducteur pour sélectionner un rapport particulier, le dispositif de synchronisation qui est attaché au maillon particulier glisse vers le rapports sélectionné.
  • Dans un premier temps, ce dispositif de synchronisation établit le contact par frottement avec la paire sélectionnée et les arbres afin d’amener les arbres en rotation à la même vitesse.

Idéalement, la boîte à vitesses devrait être si souple dans ses rapports que le moteur pourrait toujours tourner à son régime unique et le plus performant.

  • Ensuite, la paire d’engrenages ayant le rapport de démultiplication approprié est maillée avec le dispositif de synchronisation afin d’obtenir le rendement donné par la paire d’engrenages , qui est ensuite transféré sur l’arbre principal.
  • Ensuite, cette puissance avec un couple ou un régime approprié est transmise à la transmission finale lorsque le conducteur relâche la pédale d’embrayage, ce qui complète le passage des vitesses.
  • Lorsqu’il s’agit de sélectionner la marche arrière, le contact du dispositif de synchronisation se fait avec le pignon qui à son tour inverse la rotation de l’arbre principal et l’engrenage commence à se déplacer en sens inverse.

Remarque – Comme il y a un engrènement constant des engrenages et un glissement continu des dispositifs de synchronisation, l’alimentation en huile lubrifiante doit être constante afin d’éviter l’usure des composants de la transmission manuelle.

Application de la boîte de vitesses manuelle

Passer de vitesse

Plus précisément, les boîtes de vitesse manuelle couvre 52 % du marché total de l’automobile, ce qui signifie que plus de la moitié des véhicules sur les routes sont équipés de la TM.

  1. Tous les véhicules lourds tels que les camions, les chargeuses, etc. sont équipés de TM et peuvent changer de vitesse à leur convenance.
  2. Presque toutes les motos sur la route sont équipées d’une boîte de vitesses manuelle à 4 ou 5 rapports sans marche arrière.
  3. Toutes les voitures de course utilisent une transmission manuelle avec mécanisme de changement de vitesse à réponse rapide. (palettes au volant)
  4. Presque toutes les voitures commerciales utilisent la TM en raison de son faible coût, à l’exception des voitures haut de gamme comme audi, bmw, volvo, mercedes, etc.