Aujourd'hui, il existe quatre types principaux de boîtes de vitesses installées sur les voitures :
- Boîte de vitesses manuelle,
- Boîte de vitesses automatique,
- Boîte de vitesses manuelle automatisée,
- Boîte de vitesses à variation continue.
La boîte de vitesses est une partie intégrante de tout véhicule avec un moteur à combustion interne. Son objectif est de transférer et de convertir le couple du moteur aux roues, ainsi que de prendre de la puissance aux entraînements d'autres unités et équipements supplémentaires. Ce processus permet une traction et une vitesse optimales du véhicule, ainsi que la marche arrière. De plus, la boîte aide à désolidariser le vilebrequin du moteur des roues motrices, ce qui garantit que le véhicule est au ralenti ou complètement arrêté.
Plus d'un siècle d'histoire du développement de l'industrie automobile a apporté au monde moderne non seulement des moteurs respectueux de l'environnement et puissants, mais aussi des boîtes de vitesses améliorées. Le développement de cette direction a conduit à l'apparition de voitures modernes avec différents types de transmissions de voiture. Aujourd'hui, nous allons essayer de vous parler de chacun d'eux aussi en détail que possible. Les connaissances acquises vous aideront à comprendre le fonctionnement de chaque type. De plus, les profits les plus prometteurs et les défauts les plus aggravants que nous avons mis en évidence clarifieront quel type de transmission de voiture vous convient le mieux.
Transmission manuelle
L'histoire de la création de la MT remonte à plus d'une centaine d'années, et l'invention appartient à Karl Benz. Au niveau de la structure, la conception de la première boîte était primitive et extrêmement simple. Le mécanisme de la boîte de vitesses a été mis en œuvre à partir d'une paire de poulies de différents diamètres, qui étaient situées sur l'arbre de transmission. Les poulies étaient fixées à l'arbre du moteur à l'aide d'une courroie. La courroie était déplacée d'une poulie à l'autre à l'aide d'un levier spécialement prévu en fonction des conditions de conduite. Cela a permis d'ajuster le couple transmis aux roues motrices. Un tel mécanisme simple a trouvé une application dans le monde moderne ; les vitesses des vélos changent selon le même principe.
La MT moderne a franchi un grand pas depuis un tel mécanisme. Au niveau de la structure, les pièces de transmission de voiture impliquent un ensemble d'engrenages, et le changement de vitesse est effectué en introduisant les engrenages en prise à l'aide d'un levier. Les boîtes de vitesses manuelles peuvent être équipées d'un nombre différent de rapports. Le plus populaire est la boîte à cinq vitesses. À leur tour, les boîtes de vitesses de type mécanique sont divisées en boîtes de vitesses à deux arbres et à trois arbres.
- Les boîtes de vitesses manuelles à deux arbres sont installées sur les véhicules équipés d'une traction avant.
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La boîte de vitesses à trois arbres est installée sur les voitures et les camions, qui peuvent être équipés d'une transmission avant et arrière.
Avantages de la transmission manuelle :
- Conception simple et fiable,
- Facilité de conduite hors route,
- Conduite en mode économique,
- Pièces moins chères pour l'entretien de la transmission de la voiture.
Inconvénients de la transmission manuelle :
- L'inconvénient du contrôle en mode ville difficile.
Transmission automatique
Trois parties de développement indépendantes ont conduit à l'apparition de la transmission automatique, qui a ensuite été combinée dans sa conception. La transmission automatique était basée sur un convertisseur de couple, une invention du professeur Fettinger, pour laquelle il a reçu un brevet dès 1903. Les deux autres parties de la transmission de voiture sont la boîte de vitesses planétaire et le système de commande hydraulique.
Contrairement à la boîte manuelle classique, une boîte automatique moderne fonctionne dans diverses conditions et selon un principe différent, bien que le principal objectif soit inchangé. Un convertisseur de couple comprend une pompe, une turbine et un stator. Tous les composants du convertisseur de couple sont enfermés dans un boîtier commun. Il est rempli d'une huile spéciale, la pompe crée un flux d'huile à l'intérieur du convertisseur de couple, qui fait tourner la roue du stator et la turbine, en transmettant ainsi le couple du moteur.
Un engrenage planétaire se compose de plusieurs engrenages (appelés satellites planétaires) tournant autour d'un engrenage central. Ces parties de la transmission de voiture sont fixes ensemble avec un support. De plus, le pignon de la bague extérieure supplémentaire s'engrène internement avec les engrenages planétaires. Les satellites montés sur le support tournent autour de l'engrenage central, l'engrenage extérieur autour des satellites. Les rapports de boîtes de vitesses sont obtenus en fixant diverses parties les unes par rapport aux autres. Les boîtes de vitesses modernes utilisent plusieurs engrenages planétaires pour obtenir une plage plus large de rapport de boîtes de vitesses.
L'hydraulique fonctionne en symbiose complète avec le reste de la transmission automatique, et son travail peut être comparé au système circulatoire. Le fluide utilisé comme fluide de travail et créant une pression dans le système a également un ensemble de fonctions utiles, telles que la lubrification, la dissipation de chaleur et le nettoyage de l'intérieur de la transmission automatique de la contamination.
Avantages de la transmission automatique :
- Confort et facilité d'utilisation,
- Capacité de changer de vitesse à pleine puissance du moteur,
- Fonctionnement en douceur pendant les changements de vitesse,
- Protection des pièces du moteur contre les surcharges lors du choix de la mauvaise vitesse.
Inconvénients de la transmission automatique :
- Coût et fréquence de l'entretien des pièces de la transmission de voiture,
- Consommation de carburant plus élevée,
- Faible efficacité,
- Moins de dynamique de véhicule,
Transmission manuelle automatisée
La transmission manuelle automatisée n'est rien de plus qu'une transmission manuelle pour laquelle l'embrayage et le changement de rapports sont effectués par deux servomoteurs (actionneurs) contrôlés par une unité électronique. En fait, la transmission manuelle automatisée a absorbé tous les aspects positifs d'autres types de transmission de voiture: manuelle et automatique.
La particularité d'une telle transmission réside dans les pièces de la voiture, à savoir la présence de deux embrayages. Le principe de fonctionnement d'une telle boîte de vitesses est que les rapports pairs sont liés à un embrayage et les rapports impairs à l'autre. Pendant la conduite, le couple est transmis par un seul embrayage, c'est-à-dire que le disque sera fermé. En même temps, le disque du deuxième embrayage est ouvert, mais à l'intérieur de la boîte elle-même, le rapport suivant a déjà été formé, et lorsque le temps de changer de vitesse arrive, le premier disque s'ouvre simplement et le deuxième se ferme synchroniquement. Ce schéma de travail assure un changement de vitesse en douceur et sans à-coups.
À son tour, cette transmission de voiture est classée en deux types :
- L'embrayage humide est utilisé sur les véhicules dotés d'un moteur puissant dont le couple dépasse 350 Nm.
- L'embrayage sec est utilisé sur les voitures à faible puissance allant jusqu'à 250 Nm de couple.
Avantages de la transmission manuelle automatisée :
- Changement de vitesse et de conduite en douceur,
- Haute efficacité,
- Consommation de carburant économique,
- Haute dynamique,
- Choix du mode de fonctionnement de la transmission.
Inconvénients de la transmission manuelle automatisée :
- Faible fiabilité, à la fois de la conception elle-même et de la mécatronique,
- Coût de l'entretien et des pièces de rechange de la transmission de la voiture,
- Sensibilité aux conditions routières difficiles.
Transmission à variation continue
Les transmissions à variation continue sont considérées comme les successeurs directs de la transmission automatique classique. Il y a une forte opinion selon laquelle ces types de transmission de voiture sont l'avenir, encore une fois, compte tenu de l'utilisation urbaine des voitures. Les constructeurs japonais tels que Nissan et Subaru accordent une importance particulière aux transmissions à variation continue (CVT).
Les pièces de la boîte de vitesses de la voiture sont un convertisseur de couple et deux poulies coulissantes, ainsi qu'une courroie les reliant (poulies). La section de la courroie a une forme trapézoïdale. Le principe de fonctionnement des pièces de la transmission de la voiture est le suivant : les moitiés coulissantes de la poulie d'entraînement poussent la courroie vers l'extérieur, ce qui entraîne une augmentation du rayon de la poulie le long de laquelle la courroie court. Cette action augmente le rapport de démultiplication. Lorsqu'une réduction du rapport de démultiplication est requise, la poulie entraînée s'agrandit, la courroie se déplace vers un plus petit rayon. Le convertisseur de couple dans cette conception fournit un démarrage, après quoi il est bloqué. L'électronique contrôle les poulies.
Avantages de la transmission à variation continue :
- Changement de vitesses imperceptible, sans à-coups,
- Consommation de carburant économique,
- Haute dynamique.
Inconvénients de la boîte de vitesses à variation continue (CVT) :
- Incompatibilité avec les moteurs puissants,
- Coût de l'entretien et des pièces de réparation de la transmission de la voiture,
- Un grand nombre de capteurs affectant le fonctionnement de la CVT,
- Sensible aux conditions routières difficiles, à la remorque.
Nous avons couvert les principaux types de transmission automobile. Identifié les principaux avantages et inconvénients de chaque type. Mais il est impossible de donner une réponse univoque quant à l'unité qui sera la meilleure. Chacune est bonne dans sa plage de tâches, et le choix de l'unité avec laquelle la voiture sera équipée relève déjà des concepteurs de voiture et du consommateur. Et pour acheter des pièces de transmission pour votre voiture, visitez PartSouq. Nous vous aiderons à éviter l'un des problèmes courants, le coût élevé de l'entretien d'une boîte de vitesses.
FAQ sur les modèles de boîte de vitesses pour voiture
- Quelles sont les pièces d'une transmission de voiture ?
La structure de la transmission de la voiture comprend généralement :
- L'embrayage ou le convertisseur de couple ;
- La boîte de vitesses ;
- L'engrenage principal comprenant l'engrenage mécanique et le différentiel ;
- Le joint homocinétique (pour les véhicules à traction avant) et les arbres d'entraînement des roues (arbres de transmission).
- Combien coûtent les pièces de transmission ?
Les coûts moyens de réparation de transmission varient de 300 $ à 1 400 $. Il s'agit de l'une des réparations les plus coûteuses pour une voiture. Cependant, vous pouvez réduire les coûts en achetant des pièces de transmission fiables chez PartSouq.
- Quels sont les signes que votre transmission est cassée ?
Les principaux symptômes d'une défaillance de la transmission sont :
- Le rapport ne s'enclenche pas,
- Des bruits en position neutre,
- Décrochage du rapport,
- Transmission qui grince ou qui secoue la voiture en changeant de vitesse,
- Feu de signalisation moteur allumé,
- L'embrayage reste collé,
- Odeur de brûlé,
- Fuite de liquide.