Thèmes:
- Informations générales
- Levier sélecteur / vitesses de montagne
- Système d'engrenage planétaire unique
- Système d'engrenage planétaire combiné (système Simpson)
- Le système de Ravigneaux
- Huile de moteur
- la pompe à huile
- Unité de contrôle
- Vannes de régulation
Informations générales:
Les avantages de la transmission automatique sont que la facilité d'utilisation, le confort et la sécurité sont accrus. Le changement de transmission se fait le plus en douceur possible, sans à-coups. La transmission automatique passe à un rapport supérieur plus tôt lorsque vous accélérez doucement que lorsque la pédale d'accélérateur est enfoncée jusqu'en bas. Dans ce dernier cas, le changement n'aura lieu que juste avant le limiteur de régime. Lorsque le véhicule s'arrête, il passe automatiquement en première vitesse.
Un coupleur hydraulique ou convertisseur de couple est monté entre le moteur et la boîte de vitesses automatique. Voir le chapitre séparé à ce sujet convertisseur de couple.
Levier sélecteur / vitesses de montagne :
Une voiture équipée d'une boîte de vitesses automatique est équipée d'un levier sélecteur. Le levier sélecteur peut être actionné en actionnant d'abord la pédale de frein. Voici un résumé de ses fonctions :
- P : Position parking (L'arbre de sortie est bloqué, la voiture ne roule plus et le moteur peut tourner
- R : Inverse
- N : Neutre (La voiture est au point mort, l'arbre de sortie n'est pas bloqué, donc avec la pédale de frein relâchée, elle peut rouler
- D : Conduire (la marche avant, la voiture passera automatiquement de haut en bas lorsque vous accélérez
- *S : Sport (la voiture passe moins de rapports, de sorte que plus d'accélération se produit lorsque vous accélérez soudainement)
- *M : Manuel (cela vous permet d'indiquer quand passer les vitesses vers le haut ou vers le bas en déplaçant le levier sélecteur vers l'avant ou l'arrière vers le + ou le -.
* est souvent une option et n'est pas disponible sur toutes les machines.
D'autres marques de voitures utilisent les positions L, 2 et 3 pour laisser le conducteur choisir dans quelle vitesse la voiture doit rester. Ces modes sont également appelés « engrenages de montagne ».
Lorsqu'un de ces modes est activé, la transmission automatique est placée dans un rapport spécifique et y est maintenue. Cela peut s’avérer très utile lors de conduites en montagne. En descente normale, la transmission automatique passera à un rapport supérieur en position « D ». En conséquence, le rapport de transmission devient plus petit, ce qui fait descendre la voiture de plus en plus vite. En engageant les rapports 3, 2 (1 ou L), la transmission automatique roulera sur un rapport inférieur (par exemple du 5ème au 4ème étage). Le moteur tournera alors à une vitesse plus élevée, ce qui entraînera un ralentissement de la voiture. Il n’est désormais plus nécessaire de freiner de plus en plus car il y a plus de freinage sur le moteur. Lorsque vous conduisez avec une remorque, cela est nécessaire dans une descente raide, sinon les freins surchaufferont en raison d'un freinage constant.
Système à engrenage planétaire unique :
Les systèmes d'engrenages planétaires sont utilisés dans plusieurs systèmes, notamment dans les boîtes de vitesses automatiques, les démarreurs, les surmultiplicateurs et les réductions de moyeu. Un système d'engrenage planétaire se compose des éléments suivants :
- Couronne dentée
- 3 roues satellites
- Drager
- roue solaire
Afin de transmettre le couple avec un seul système d'engrenage planétaire, la couronne dentée, le support ou le planétaire doivent être sécurisés. Cette partie sert alors d’élément de réponse. Les roues satellites servent uniquement à combler la distance entre le planétaire et la couronne.
Exemple: Le planétaire est couplé au moteur et tourne à la même vitesse. Le support est relié à l'arbre de sortie. La couronne dentée est solidaire du carter de boîte de vitesses. Cela entraîne un retard important. Cela signifie que le planétaire est entraîné, la couronne dentée est l'élément de réaction et le support est entraîné.
Le planétaire (bleu clair, au milieu) tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Cela entraîne les roues satellites (rouges) qui tournent dans le sens des aiguilles d'une montre. Ceux-ci tourneront dans la roue annulaire, emportant le support (bleu) avec eux.
Le porteur tournera donc moins vite que la roue solaire. Cela signifie que le mouvement est ralenti.
Le tableau présente 6 options de transmission différentes. Toutes les options de transmission ne peuvent pas être utilisées dans la technologie automobile. Habituellement, il ne reste que 3 options.
Des bandes de frein ou des accouplements multiplaques sont utilisés pour relier et sécuriser les différents éléments. De cette façon, nous pouvons connecter différents éléments et créer des décélérations, des accélérations et des changements de sens de rotation.
Dans les systèmes les plus récents, l'ordinateur assure que la pression d'huile est envoyée aux embrayages multidisques, permettant ainsi de sécuriser les pièces. La théorie sur les bandes de frein et les embrayages multidisques est abordée plus loin sur cette page.
La figure montre une représentation schématique de quatre ensembles de systèmes d'engrenages planétaires dans une transmission automatique. Il existe trois systèmes pour les vitesses avant et un pour la marche arrière. La ligne rouge indique la direction des forces à travers la transmission automatique ; de la gauche (côté moteur avec convertisseur de couple) en passant par la partie complète avec systèmes planétaires (lignes noires) jusqu'à l'accouplement de l'arbre d'hélice. Quatre systèmes sont utilisés dans la boîte de vitesses, chacun avec un Z, un D et un R (planétaire, support et couronne).
Sur la page calculer les réductions des systèmes d'engrenages planétaires contient plus d'informations sur l'activation et la désactivation des systèmes planétaires et sur la liaison de divers systèmes entre eux.
Les systèmes d'engrenages planétaires sont symétriques au-dessus et au-dessous de la ligne médiane. Il n'y a pas d'autre solution, car l'intérieur tourne pendant la conduite.
Pour mieux comprendre ce qui se passe lorsqu'un rapport est engagé, les pièces entraînées du système planétaire de l'image sont également mises en évidence en rouge.
Sur la figure, le rapport 1 est engagé. Pour engager la vitesse 1, un embrayage doit être engagé. Ce lien est affiché en bleu. Avec l'accouplement fermé et un côté entraîné du système planétaire, une pièce doit également tourner. Dans ce cas, la taille des pièces détermine le rapport de transmission (pensez à un petit engrenage d'entrée et à un grand engrenage de sortie ; le grand engrenage tournera alors plus lentement. Si le grand engrenage avait deux fois plus de dents que le petit engrenage, alors le rapport serait de 1:2).
En principe, cela s'applique également à la transmission automatique ; les tailles de la couronne dentée, des engrenages solaires et des engrenages satellites sont différentes dans les quatre systèmes. Maintenant, vous pouvez probablement imaginer que lorsqu'un autre embrayage est alimenté (par exemple le système de gauche), la vitesse de l'arbre de sortie a changé. Cliquez ici pour plus d'informations sur le calcul des réductions d'engrenages planétaires.
Système d'engrenage planétaire combiné (système Simpson)
Dans les boîtes de vitesses automatiques, des systèmes d'engrenages planétaires combinés sont souvent utilisés dans lesquels plusieurs roues ou supports satellites sont montés sur un seul planétaire. C'est notamment le cas des systèmes dits Simpson.
Le système Simpson possède un large planétaire et 2 couronnes dentées. Ces couronnes dentées sont généralement entraînées, de sorte que la charge dentaire est bien inférieure à celle d'un engrenage solaire entraîné. En conséquence, le système peut souvent être réduit. De nos jours, les systèmes Simpson ne sont plus utilisés très souvent. Le système Ravigneaux est plus apprécié des développeurs car il permet de gagner plus d'espace.
L’image montre le système d’engrenages planétaires comme un tout dense. Sont visibles la couronne dentée (l'anneau large gauche avec des dents) et le support (la partie argentée).
La couronne dentée a glissé. Les roues et le support du satellite sont désormais visibles. Les 3 roues satellites engagent le planétaire à l'intérieur et la couronne à l'extérieur (qui a désormais glissé). Ces engrenages sont toujours connectés les uns aux autres.
Ici, le support (contenant les roues satellites) a glissé du planétaire. Le planétaire est l'engrenage dans la partie droite.
Ici vous pouvez voir le double engrenage solaire. La section de gauche entraînait le système d'engrenages planétaires visible dans les images ci-dessus. Le bon équipement est le système à côté. Cela donne le nom de système d'engrenages « combinés », ou en d'autres termes, le système Simpson. Si le planétaire est simple (uniquement la partie gauche) et qu'il n'y a qu'un seul système planétaire, on parle alors de système simple ou Ravigneaux. Le système Ravigneaux possède 1 roues satellites au lieu de 6 dans ce système, mais cela sera expliqué plus tard.
C'est l'autre partie du système combiné. La couronne noire à gauche, le support avec les roues satellites au milieu, avec le planétaire à droite (là-dedans).
Le système de Ravigneaux :
L'ingénieur français Paul Ravigneaux a développé un système d'engrenage planétaire compact à la fin des années 20 pour créer facilement plusieurs rapports de transmission pratiques. C'est ce qu'on appelle le système Ravigneaux. Ce système est actuellement utilisé sur de nombreuses boîtes de vitesses automatiques.
Ce système est très compact, car 2 systèmes d'engrenages planétaires sont combinés en un seul système. Il se compose de 1 roues solaires, 2 grandes et 3 petites roues satellites et 3 couronne dentée. Ci-dessous, une vue latérale.
Dans l’image ci-dessous, vous pouvez voir que les roues du satellite s’engrènent. La grande roue satellite est reliée à la roue solaire 1. La petite roue satellite est reliée à la roue solaire 2.
Dans le tableau, nous voyons que lorsque la première vitesse est engagée, l'embrayage 1 (K1) et la bande de frein 1 (B1) s'enclenchent. Cela signifie que le planétaire 2 et le support avec les roues satellites sont fixes (ceux-ci sont entraînés). La couronne est alors flottante.
Cela provoque le plus grand retard. Une décélération importante signifie également une augmentation du couple et également une faible vitesse au niveau des roues. La 1ère vitesse est la meilleure vitesse pour accélérer à partir d'un arrêt.
Lorsque la boîte de vitesses passe en 2ème vitesse, la bande de frein B1 est desserrée et l'embrayage B2 est engagé. Le planétaire 2 et la couronne dentée sont désormais sécurisés et donc entraînés. Dans ce cas, le porteur est conduit. Cette combinaison de composants liés produit moins de décélération qu'avec le 1er rapport et fournit exactement le bon rapport de transmission pour le 2ème rapport.
Embrayages multidisques et bandes de frein :
Des bandes de frein étaient utilisées sur les anciennes boîtes de vitesses pour sécuriser les différentes pièces (telles que le planétaire, le support et la couronne dentée). Les bandes de frein sont en fer et sont lubrifiées pour empêcher et refroidir autant que possible le contact métal sur métal. Les images ci-dessous montrent une bande de frein (à gauche) et une bande de frein autour de la couronne dentée (à droite).
La couronne dentée est sécurisée en serrant la bande de frein avec un piston hydraulique (qui s'étend). Ainsi, lors du serrage, une certaine partie du système d’engrenage planétaire est rendue flottante et entraînée, provoquant l’engagement d’un engrenage.
Avec les boîtes de vitesses plus récentes, on n'utilise souvent plus des bandes de frein, mais des embrayages multidisques. Un embrayage multidisque se compose d'un certain nombre de disques d'embrayage séparés, les uns derrière les autres, qui sont pressés les uns contre les autres grâce à la pression d'huile. Cela « engage » l’accouplement et sécurise la couronne dentée. Les images ci-dessous montrent les accouplements multiplaques à l'état démonté. Les pièces sont rapprochées. Les dents des boîtiers en fer s'emboîtent.
Huile de boîte de vitesses :
L'huile pour engrenages pour transmission automatique est généralement du type ATF (Automatic Transmission Fluid), mais parfois les fabricants proposent un type d'huile différent avec des spécifications différentes. Des précautions doivent toujours être prises ici, car une mauvaise huile dans la boîte de vitesses peut provoquer une usure supplémentaire et une panne prématurée. Le niveau d'huile de la boîte de vitesses automatique doit également être vérifié périodiquement. S'il est trop bas, l'huile peut surchauffer, la faisant vieillir beaucoup plus rapidement, entraînant une usure accrue de la boîte de vitesses. Le contrôle du niveau d'huile peut parfois se faire très facilement à l'aide d'une jauge, tout comme le contrôle de l'huile moteur, mais les bidons ne disposent souvent pas de jauge. Il faut ensuite vérifier le niveau d'huile en dévissant le bouchon de remplissage moteur tournant et en le remplissant jusqu'à épuisement de l'huile. Selon le fabricant, la température doit être vérifiée en premier. Parfois, il faut le faire avec de l'huile la plus froide possible, parfois avec de l'huile entre 30 et 50 degrés Celsius.
La pompe à huile:
Une pompe à engrenages ou une pompe à faucille est souvent utilisée dans la transmission. La pompe sur la photo est une pompe à faucille. Cette pompe est entraînée directement par le moteur. L'huile circule alors toujours lorsque le moteur tourne, c'est à dire dans toutes les positions du levier sélecteur.
Unité de contrôle:
L'unité de commande veille à ce que la pression de la pompe soit constamment ajustée à une pression de base. De plus, l'unité de commande veille à ce que les vannes de régulation s'enclenchent et s'éteignent au bon moment.
Vannes de régulation :
Les soupapes de commande sont actionnées par la position du levier sélecteur. Dans les positions P et N, les accès sont fermés et l'huile s'écoule par toutes les canalisations. Tous les accouplements et bandes de frein perdent ainsi leur pression d'huile et sont repoussés par la force du ressort. Lorsque la centrale donne un signal (par exemple pour verrouiller la couronne dentée pour la première vitesse), un signal est envoyé aux électrovannes (également appelées électrovannes). Lorsqu'une vanne et donc un curseur du boîtier de curseur s'ouvrent, l'huile s'écoule sous haute pression vers un piston qui alimente en huile l'embrayage multidisque ou la bande de frein. Le sélecteur de pression est une vanne modulante qui régule la pression du fluide en fonction de la pédale d'accélérateur. Cette pression d'huile sécurise une pièce de la transmission automatique, permettant le changement de vitesse.
