Boîte de vitesse d`automobile

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B oîte de v itess e d’ automobil e
1. Dessi n d’ensemble simplifié d’une boîte de vitesse
Les systèmes de synchronisation ne sont pas détaillés
Synchronisations
Arbre primaire
entraîné par
l’ensemble moteur
embrayage.
Arbre
secondaire
Pignons
montés
« fou »
Différentiel
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2. Principes de s ynchronisation
2.1. Synchronisation « classique »
2.1.1. Dessin d’ensemble du synchronisateur
2.1.2. Explication du fonctionnement
1. Point Mort
2. Mise ne contact de la bague synchro a, solidaire du moyeu
cannelé a’, avec le pignon à synchroniser A (contact conique)
3. Le craboteur b, en se déplaçant par rapport au moyeu a’,
escamote la bille de verrouillage c en comprimant le ressort d.
L’effort axial au niveau du contact (a->A) crée un couple de
frottement tendant à égaliser les vitesses de rotation
4. Le craboteur b vient coiffer le pignon à craboter. La liaison
entre le pignon à synchroniser et l’arbre secondaire est de type
encastrement.
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2.2. Synchronisation à clavette, « système Porsche »
2.2.1. Dessin d’ensemble et éclaté
2.2.2. Explication du fonctionnement
1. Point mort.
Le verrou e est horizontal
2. Mise en contact de la bague synchro c avec le pignon à
synchroniser (contact conique). Les fréquences angulaires
tendent à s’égaliser. Le verrou e est horizontal.
3. Le craboteur b vient coiffer la bague synchro c. Le verrou
bascule
4. Le craboteur b vient coiffer le pignon à craboter. La liaison
entre le pignon à synchroniser et l’arbre 2 est de type
encastrement.
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3. Schém a de principe d’une boîte de Peugeot 106
Boite de vitesse et
différentiel de Peugeot 106
Zps=63
Différentiel
Porte satellite (ps)
Pignon conique (a)
(s6)
Sélecteur S12
Zs6
Roue A
Za
Roue B
Zb
=Za
Boite de vitesses
Zs7=Zs6
Z5'
=33
Z4' Z3'
=39 =37
Z2'
=38
Zm'
=43
(s7)
Z1'
=41
Pignon conique (b)
Zi=16
Montage des pignons de
marche arrière
Arbre intermédiaire (i)
Sélecteur
S5
Sélecteur
S34
Zm'
Zm''
=30
Z5
=42
Z4
=40
Z3
=29
Z2
=21
Bâti (0)
Z1
=13
Zm=13
Moteur
+
Embrayage
Arbre primaire (p)
Zm''
Zm
La voiture est équipée de roues de 13 pouces montées avec des pneumatiques 145/70.
1 pouce =25,4 mm et 145/70 signifie que la largeur du pneumatique a pour valeur 145 mm et que la hauteur utile est de 70% de la
largeur : 0,7*145= 101,5 mm
La plage d’utilisation du moteur est comprise entre 800 et 6000 tr/min.
Dans tout ce qui suit on suppose que la voiture est en ligne droite : les deux roues tournent à la même vitesse angulaire.
1. Déterminer les rapports de transmissions k i =
ω roue
ω moteur
pour chacun des rapports (en notera i=m pour la marche arrière)
2. Sur un graphique comportant en abscisse ω moteur en tr/min et en ordonnée v voiture en km/h tracer les fonctions
v voiture = f ( ω moteur ) pour chacun des rapports de transmission avant.
Le conducteur démarre, « monte » chacun des rapports jusqu’à 3500 tr/min puis change de vitesse. Quelle est la chute de régime pour
chacun des passages i → i + 1 . Une détermination graphique peut être réalisée.
On donne l’entraxe entre l’arbre primaire (1) et l’arbre secondaire (2) : a=70mm
3. Expliquer l(es) intérêt(s) et inconvénient(s) d’utiliser des pignons à denture hélicoïdale pour réaliser une boite de vitesse. Quel
Compléter le tableau suivant
1
2
3
4
5
m t (mm)
β
m n (mm)
2,5
1,75
Pour les rapports 2, 3 et 4 on choisira le plus grand module normal normalisé permettant un angle d’hélice β non nul
Données : m n = ....1,25 − 1,375 − 1,5 − 1,75 − 2 − 2,5 − 2,75 − 3....
4 – Pourquoi la marche arrière est-elle réalisée avec des pignons cylindriques à denture droite ?
5 – Proposer une nuance de matériau pour les pignons. Pour le carter.
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