-
ENTRANEMENT
Les embrayages
La commande dembrayage
Les botes de vitesses
Les botes de vitesses pour vhicules lourds
-
ENTRANEMENT
2
LEMBRAYAGE FRICTION
RLES :
-
-
QUALITS DEMANDES LEMBRAYAGE :
-
-
-
-
-
ENTRANEMENT
3
CAPACIT DE TRANSMISSION DE COUPLE DUN EMBRAYAGE
La premire condition pour un fonctionnement correct de
lembrayage cest sa capacit de transmission de couple.
EMBRAYAGE DIAPHRAGME DBRAY EN POUSSANT
EMBRAYAGE DIAPHRAGME DBRAY EN TIRANT
F = force de serrage des ressorts [N]
= coefficient de frottement des garnitures rm = rayon moyen des
garnitures [m] z = nombre de surface de friction du disque Mk =
couple transmissible par lembrayage [Nm] Le couple que peut
transmettre lembrayage (Mk) se calcule de la faon suivante :
zrFMmk
Lembrayage doit transmettre le couple maximum du moteur (Mmot)
avec un coefficient de scurit (S)
SMMmotk
-
ENTRANEMENT
4
QUESTIONNAIRE DE RVISION 1. Quest-ce que la chane cinmatique dun
vhicule ? 2. Quelles sont les deux raisons qui rendent ncessaire
lembrayage sur les vhicules quips dune bote de
vitesses mcanique ? 3. Quel couple en [daNm] peut transmettre un
embrayage mono-disque sec tir dun diamtre extrieur de
garniture de 430 [mm], dun diamtre intrieur de 240 [mm], dune
force de diaphragme de 3400 [daN] et qui possde un coefficient
dadhrence de 0,38 ?
Quel sera le coefficient de scurit de cet embrayage si le couple
maximum du moteur est de 1940 [Nm] ? 4. Quelle est la force de
serrage du diaphragme en [daN] dun embrayage mono-disque sec pouss
si le
couple du moteur est 210 [Nm] 3600 [tr/min], le coefficient de
scurit de lembrayage de 1,9 :1, le coefficient dadhrence des
garnitures de 0,4 et le diamtre moyen du disque de 240 [mm] ?
Quel sera la force ncessaire pour dbrayer si le rapport de
dmultiplication de la commande dembrayage est de 74 :1 ?
5. Quel est lavantage et linconvnient des garnitures dun disque
dembrayage en mtal fritt ?
-
ENTRANEMENT
5
6. Comment seffectue le rattrapage automatique du jeu avec une
commande dembrayage hydraulique ? 7. Un client se plaint de
vibrations dans la transmission lorsquil dmarre avec sa voiture,
que contrlez-vous et
que rparez-vous sur ce vhicule (minimum 3 rponses) ?
8. Donnez trois dfauts qui provoquent le patinage de lembrayage.
_ .
_ .
_ .
9. Expliquez la procdure pour le contrle de glissement dun
embrayage. 10.Le client se plaint que les vitesses passent
difficilement et que la marche arrire gratte lorsquil veut
lengager. Quels sont les deux dfauts les plus courants ? 11.Quel
avantage obtient-on en remplaant un embrayage mono-disque par un
embrayage bi-disques aux
caractristiques identiques ?
-
ENTRANEMENT
6
LES COMMANDES DEMBRAYAGE Il est ncessaire de dmultiplier la
force de compression des ressorts hlicodaux ou du diaphragme du
mcanisme dembrayage car le conducteur ne peut lui tout seul fournir
cet effort. La dmultiplication de leffort provoque une augmentation
proportionnelle de la course de la commande dembrayage (pdale) ;
elle est obtenue grce un systme de levier souvent complt dun systme
hydraulique. Un dispositif dassistance pneumatiques peut complter
linstallation sur les vhicules lourds.
LA COMMANDE MCANIQUE DE
LEMBRAYAGE
Leffort du conducteur est transmis de la pdale dembrayage la
bute par lintermdiaire dun cble.
La dmultiplication de leffort
est obtenue par trois leviers :
la pdale dembrayage
laxe de fourchette et la fourchette
le diaphragme du mcanisme
Le calcul de la force ncessaire pour dbrayer le diaphragme
Formules de base :
Exemple : F2 = 3500 [N], F1 = ? l1 = 220 [mm], l2 = 50 [mm], l3
= 240 [mm], l4 = 70 [mm], l5 = 60 [mm], l6 = 30 [mm],
2
1
F 1
4
3
6 5
F 2
Compensation automatique du jeu
Axe de fourchette
Bute
F1 = force du diaphragme
F2 = force pour dbrayer
l1, l3, l5 = distance entre la force daction et lappui
l2, l4, l6 = distance entre la force de raction et lappui
-
ENTRANEMENT
7
LA COMMANDE HYDRAULIQUE DEMBRAYAGE Leffort du conducteur est
transmis de la pdale dembrayage au matre cylindre qui met en
pression un
liquide, cette pression est communique au cylindre rcepteur qui
dplace la fourchette dembrayage
La dmultiplication de leffort est obtenue par trois leviers
:
la pdale dembrayage
laxe de fourchette et la fourchette.
le diaphragme du mcanisme
La dmultiplication est en plus obtenue dans le systme
hydraulique grce au rapport
entre la surface du piston de matre-cylindre (A1) et celui du
cylindre rcepteur (A2).
A1 = Aire ou surface du piston du matre-cylindre [mm
2 ] ou [cm
2]
d1 = Diamtre du piston du matre-cylindre [mm] ou [cm]
A2 = Aire ou surface du piston du cylindre rcepteur [mm
2 ] ou [cm
2]
d2 = Diamtre du piston du cylindre rcepteur [mm] ou [cm]
Le rapport de dmultiplication (ih) Le rapport total de
dmultiplication (it) du systme hydraulique devient : de la commande
dembrayage devient :
ou le calcul de la force (F1) :
ou
2
1
F1
d1
4
3
6
5
d2
1
21
4A
d
2
22
4A
d
-
ENTRANEMENT
8
LA COMMANDE HYDRAULIQUE DEMBRAYAGE SANS FOURCHETTE Ce systme ne
possde plus que deux leviers : le premier est constitu de la pdale
dembrayage et le second du diaphragme. La fourchette dembrayage est
supprime. La bute dembrayage est monte directement sur le cylindre
rcepteur. Le ressort situ autour du rcepteur appuie constamment la
bute contre le diaphragme, il permet une compensation automatique
de lusure du disque dembrayage.
Le calcul du rapport de dmultiplication de la commande
dembrayage se calcule de la mme manire que pour la commande
hydraulique avec fourchette, sauf quil est ncessaire de dduire au
diamtre du cylindre rcepteur le diamtre intrieur qui est creux
:
d2 = (d2
2- d2intrieur
2)
l2
l1
l3
l4
d1
d2
d2int
-
ENTRANEMENT
9
Questionnaire sur la commande dembrayage 1. Calculez le rapport
total de la commande dembrayage ? Calculez la force sur la bute si
la force ncessaire pour dbrayer est de 120 [N] ? (formule, calcul,
rponse et unit, SVP !)
50
225
F6
180
60
F1 = 120 [N]
25
62,5
2. Calculez la force daction sur le levier si
F2 = 680 [N] ?
270
F1 = ?
45F2 = 680 [N]
3. Calculez la force F2 si F1 = 180 [N] ?
F1 = 180 [N]
275
50
4. Calculez le rapport total du systme de commande et la force
ncessaire pour dbrayer en [daN],
si la force du diaphragme est de 8800 [N] ? (formule, calcul,
rponse et unit, SVP !)
70
20
100 d2
24 mm d1
19 mm
190
65
F1 = ?
F2 = 8800 [N]
50
-
ENTRANEMENT
10
LA COMMANDE DEMBRAYAGE HYDRAULIQUE ASSISTANCE PNEUMATIQUE.
Lassistance pneumatique, appele galement servo-dbrayage, est un
lment supplmentaire la commande hydraulique normale. La diffrence
rside dans le fait que le cylindre rcepteur pos sur le carter
dembrayage est remplac par le servo-dbrayage.
Le fonctionnement du servo-dbrayage.
1. Appuyer sur la pdale (dbrayage). En dbrayant, une pression
hydraulique stablit dans la partie hydraulique du servo-dbrayage.
Cette pression agit tant sur le piston hydraulique (2) que sur le
piston distributeur (4). Le clapet dair (6) souvre vers la gauche,
contrecarrant la pression antagoniste du ressort (5), de sorte que
larrive dair (B) alimente le distributeur. Ds lors, lair comprim
peut passer par la conduite de liaison (7), vers lespace situ
derrire le piston pneumatique. Lair comprim et la pression
hydraulique agissent sur la tige-poussoir dembrayage, il y a
dbrayage.
Le servo-dbrayage est compos du cylindre rcepteur accoupl un
cylindre air comprim. Dans la partie hydraulique du systme on
trouve un distributeur qui actionne le clapet dair de la section
pneumatique. Tant que le clapet dair est ouvert, larrive dair
comprim communique avec lespace derrire le piston. Ceci est dtermin
par la position du distributeur, cette position dpend de la
diffrence de pousse entre la pression dair et celle du ressort (
gauche du piston de rglage) dune part et la pression hydraulique
dautre part ( droite du piston de rglage).
-
ENTRANEMENT
11
2. Pdale entirement enfonce. La pression est gale droite comme
gauche du piston distributeur. Le ressort de pression antagoniste
ferme le clapet dair en poussant le piston vers la droite. Dans le
distributeur dair rgne un quilibre. La pression hydraulique et la
pression dair veillent ce que le dbrayage soit maintenu.
3. Laisser revenir la pdale (embrayer) Ds quon laisse revenir la
pdale, la pression rgnant dans le systme hydraulique tombe, et par
consquent, la pression droite du distributeur. La pression dair
gauche du piston reste encore la mme, ce qui provoque le dplacement
du piston distributeur vers la droite (pression et tension du
ressort. Le clapet dair reste en position ferme, de sorte que la
sortie dair [C] souvre permettant
la pression dair de schapper de la face arrire du piston
pneumatique. La pression du ressort du mcanisme dembrayage repousse
la tige-poussoir dembrayage et tout le systme en position repos. Le
ressort (3) situ derrire le piston pneumatique veille ce que la
bute de dbrayage appuie, sans jeu, sur le mcanisme dembrayage.
-
ENTRANEMENT
12
BOTE DE VITESSES MCANIQUES
FONCTIONNEMENT DE LA BOTE DE VITESSES
1. Multiplication du couple :
2. Dmultiplication de la frquence de rotation :
-
ENTRANEMENT
13
Bote de vitesses 3 arbres
-
ENTRANEMENT
14
CHANE CINMATIQUE DUNE BOTE DE VITESSES 3 ARBRES
Z1 = 17 Z2 = 28 Z3 = 14 Z4 = 31
Z1 = 17 Z2 = 28 Z5 = 20 Z6 = 25
n1 = M1 =
Z1 = 17 Z2 = 28 Z7 = 25 Z8 = 21
n1 = M1 =
n1 = M1 =
Z1 = 17 Z2 = 28 Z9 = 30 Z10 = 15
Cinquime vitesse I5 =
M2 = n2 =
n1 = M1 =
Quatrime vitesse I4 =
M2 = n2 =
Troisime vitesse I3 =
M2 = n2 =
Deuxime vitesse I2 =
M2 = N2 =
Premire vitesse i1 =
M2 = n2 =
n1 = M1 =
-
ENTRANEMENT
15
BOTE DE VITESSES 3 ARBRES AVEC LE CINQUIME RAPPORT SURMULTIPLI
Placer les repres des diffrents pignons.
Grille des vitesses.
Calcul du rapport de quatrime :
Calcul du rapport de cinquime :
BOTE DE VITESSES 3 ARBRES AVEC LE CINQUIME RAPPORT EN PRISE
DIRECTE Placer les repres des diffrents pignons.
Grille des vitesses.
Calcul du rapport de quatrime :
Calcul du rapport de cinquime :
Z1 = 12 Z2 = 36 Z3 = 21 Z4 = 30 Z5 = 25 Z6 = 22 Z7 = 28 Z8 = 19
Z9 = 37 Z10 = 11 Z11 = 14 Z12 = 32
Z1 = 12 Z2 = 36 Z3 = 21 Z4 = 30 Z5 = 24 Z6 = 24 Z7 = 27 Z8 = 21
Z9 = 33 Z10 = 15 Z11 = 14 Z12 = 32
-
ENTRANEMENT
16
BOTE DE VITESSES 2 ARBRES POUR MOTEUR LONGITUDINAL
Calculs des diffrents rapports
-
ENTRANEMENT
17
BOTE DE VITESSES 2 ARBRES POUR MOTEUR TRANSVERSAL Placer les
repres des diffrents pignons.
Dessinez la bote de vitesses ci-dessus laide de symboles.
-
ENTRANEMENT
18
LES VERROUILLAGES DE SCURIT Rle :
1. Le verrouillage de scurit disque
-
ENTRANEMENT
19
2. Le verrouillage de scurit bonhommes
LES VERROUILLAGES DE POSITION Rles :
1. Verrouillage billes et ressorts 2. Verrouillages cliquets et
ressorts
SYSTME DE MAINTIEN DE LA VITESSE BAGUE DE SYNCHRONISATION
-
ENTRANEMENT
20
LA SYNCHRONISATION CNES
Les lments de la synchronisation cne
Premire phase de synchronisation : Contact
-
ENTRANEMENT
21
Deuxime phase de synchronisation : Interdiction
Troisime phase de synchronisation : Crabotage
-
ENTRANEMENT
22
LA SYNCHRONISATION NEW-PROCESS
-
ENTRANEMENT
23
Position point mort :
Premire phase : Contact
Deuxime phase : Interdiction
Troisime phase : Crabotage
-
ENTRANEMENT
24
BOTE DE VITESSES AVEC DOUBLEUR DE GAMME AMONT Bote 4 vitesses
avec 4 demi-vitesses
Tracez la chane cinmatique lorsque la 1
re vitesse lente est engage.
Tracez la chane cinmatique lorsque la 1
re vitesse rapide est engage.
Tracez la chane cinmatique lorsque la 4
me vitesse rapide est engage.
-
ENTRANEMENT
25
BOTE DE VITESSES AVEC DOUBLEUR DE GAMME AVAL Bote 8 vitesses -
Passer dans une couleur chaque lments du train plantaire. - Tracer
la chane cinmatique du rapport engag. - Dterminer la vitesse
engage. - Tracer la chane cinmatique du rapport engag. - Dterminer
la vitesse engage.
Doubleur de gamme pour
vitesses 1 4
Rapport de dmultiplication ~ 4 :1
Doubleur de gamme pour
vitesses 5 8
Rapport de prise directe = 1 :1
-
ENTRANEMENT
26
BOTE DE VITESSES AVEC DOUBLEUR DE GAMME AMONT ET AVAL
Bote 8 vitesses et 8 demi-vitesses
- Passer en couleur larbre primaire. - Tracer la chane
cinmatique de la premire vitesse lente. - Tracer la chane
cinmatique de la cinquime vitesse rapide. - Tracer la chane
cinmatique de la huitime vitesse lente.
-
ENTRANEMENT
27
Questionnaire de rvision 1. Quelles sont les pices en rotation
dans une bote de vitesses 3 arbres lorsque le moteur est en
fonction, pdale dembrayage lche, le vhicule larrt et au point
mort ? 2. Quels sont les trois rles de la bote de vitesses ? 3.
Nommez toutes les pices pointes par une flche. 1. . 2. . 3. . 4. .
5. . 4. Combien de vitesses possde la bote ci-dessus ? 5. Tracez la
chane cinmatique, sur la bote ci-dessous, lorsque la 3
me vitesse est engage.
6. Tracez la grille du levier de vitesse. 7. Calculer tous les
rapports de cette bote de vitesses.
Z1 = 12Z3 = 21Z5 = 25Z7 = 28Z9 = 37Z11 = 14 Z13 = 23
Z2 = 36Z4 = 30Z6 = 22Z8 = 19Z10 = 11Z12 = 32 Z14 = 28
Z1 Z8 Z6 Z4 Z12 Z10
Z2 Z7 Z5 Z3 Z11 Z9
1 2 3
4
5
-
ENTRANEMENT
28
8. Quel principe physique est utilis pour raliser la
synchronisation des lments engrener ? 9. Quel est le rle de la
synchronisation ? 10.Quest-ce que linterdiction dans un systme de
synchronisation 11.Avec quel(s) lment(s) tourne la bague synchro
dans un systme de synchronisation cne ? 12.Expliquez les diffrentes
phases de synchronisation dans un dispositif cne et doigts de
verrouillages. 13.Comment se produit linterdiction dans un systme
de synchronisation cne ? 14.Quels sont les avantages de la
synchronisation de type New-process ? 15.Expliquez les diffrentes
phases de synchronisation avec un systme anneau expansible. 16.Pour
quelles raisons le verrouillage billes et ressorts est-il ncessaire
dans une bote de vitesses ?
-
ENTRANEMENT
29
17.Dans la b.v ci-dessous un bruit se fait entendre lorsque le
moteur est au ralenti, la pdale dembrayage lche, b.v. au point
mort. Ce bruit suit les montes en rgime dans toutes les vitesses,
sauf la huitime
rapide. Quel est le dfaut ? 18.Tracez la chane cinmatique, sur
la
bote ci-dessous, lorsque la 3me
vitesse lente est engage.
19.Entourez prcisment le doubleur
de gamme amont. Un camion 3 essieux possde un moteur dont la
puissance maximum est de 270 [kW] ,
le couple maximum de 120 [daNm] 1600 [min-1
]. Les pneus sont des 275/80 R 22,5 (tubeless) et le rapport des
ponts et de 3,46 :1.
Les rapports de la bote de vitesses sont de ...
20.Calculez le couple maximum aux roues motrices. 21.Calculez la
frquence de rotation du moteur la vitesse maximum du vhicule,
vitesse maxi = 98 km/h. 22.Calculez les rapports du doubleur de
gamme aval.
Vitesse lente rapide Vitesse lente rapide
premire 13,68 :1 11,64 :1 cinquime 3,36 :1 2,86 :1
deuxime 9,40 :1 8,0 :1 sixime 2,31 :1 1,96 :1
troisime 6,73 :1 5,73 :1 septime 1,65 :1 1,41 :1
quatrime 4,79 :1 4,07 :1 huitime 1,18 :1 1 :1
