Comprendre le système de transmission et les pièces de la transmission d'une voiture

La transmission est l'un des éléments les plus importants d'une voiture. Transmissions automobiles se présentent sous différentes formes. Certaines sont automatisées, tandis que les transmissions manuelles nécessitent des procédures supplémentaires pour que le véhicule fonctionne correctement. Où se trouve la transmission ? La transmission est généralement située à l'avant du châssis du véhicule. 

La transmission désaccouple le moteur des roues motrices lorsque le véhicule s'arrête complètement, ce qui permet au moteur de se reposer pendant que les roues ne bougent pas. Les transmissions permettent également une accélération rapide à partir d'un arrêt et laissent le moteur tourner à un régime inférieur afin de réduire l'usure lorsque le véhicule roule à un rythme constant. 

Qu'est-ce que le système de transmission d'une voiture ?

Une transmission, souvent appelée boîte de vitesses, est un système mécanique composé d'engrenages et de trains d'engrenages qui transmet la puissance générée par un moteur aux roues. Une transmission aide le conducteur à appliquer la puissance à un véhicule de manière contrôlée ; sans elle, le véhicule ne pourrait pas se déplacer efficacement. 

Les rapports inférieurs d'une boîte de vitesses offrent le couple nécessaire à l'accélération, tandis que les rapports supérieurs permettent d'atteindre des vitesses élevées en utilisant plus efficacement la puissance du moteur. Bien que l'objectif soit simple, il existe plusieurs types de transmissions qui facilitent la transmission de la puissance. Il existe différents types de systèmes de transmission automobile, que nous présentons ci-dessous. 

• Transmissions manuelles

Une pédale d'embrayage et un levier de vitesse sont utilisés par le conducteur pour changer manuellement les rapports dans les transmissions manuelles. Ces transmissions comportent une série d'engrenages qui tournent le long de deux arbres appelés arbre d'entrée et arbre de sortie. 

À quoi sert une boîte de vitesses manuelle ? Le conducteur d'une boîte de vitesses manuelle doit choisir le rapport approprié et engager ou relâcher l'embrayage. Un volant moteur, un plateau de pression et un embrayage engagent et désengagent le moteur de la transmission.

Le volant moteur et le plateau de pression sont reliés au moteur. L'embrayage est cannelé à l'arbre d'entrée de la transmission et pris en sandwich entre les deux. L'expression “pousser l'embrayage” fait référence au fait de désengager l'embrayage du moteur en relâchant le plateau de pression. Nous devons d'abord activer l'embrayage avant d'effectuer un changement de vitesse.

• Transmissions automatiques

Quel est le mécanisme d'une transmission automatique ? La différence fondamentale entre une boîte de vitesses automatique et une boîte de vitesses manuelle est que le mécanisme qui actionne une boîte de vitesses manuelle se trouve dans la boîte de vitesses elle-même dans une boîte de vitesses automatique. Les embrayages sont rarement utilisés dans les transmissions automatiques. Au lieu de changer de vitesse, la transmission automatique utilise un convertisseur de couple.

La première boîte de vitesses automatique, qui était plutôt une boîte semi-automatique car elle comportait toujours un embrayage, existe sous une forme ou une autre depuis le début des années 1900. La transmission automatique Hydro-Matic a été utilisée pour la première fois dans une voiture de série sur une Oldsmobile de 1939 pour l'année modèle 1940. Earl Avery Thompson en est le créateur. Les transmissions automatiques traditionnelles équipent la plupart des grands SUV et des camions. 

Qu'en est-il des véhicules électriques ? Les véhicules électriques utilisent des transmissions à un seul rapport. Les ingénieurs peuvent utiliser de minuscules boîtes de vitesses à un seul rapport pour transmettre la puissance aux roues motrices grâce à la bande de puissance d'un moteur électrique. Cette boîte peut être intégrée au moteur ou ajoutée ultérieurement.

• Transmissions CVT

Les CVT, ou transmissions à variation continue, sont des boîtes de vitesses à poulies que l'on trouve généralement dans les véhicules compacts dotés de moteurs modestes. Les motoneiges, les VTT et les véhicules côte à côte, pour n'en citer que quelques-uns, utilisent tous des CVT depuis des années. Elles sont récemment devenues plus courantes dans les véhicules hybrides.

Dans la configuration de base, un petit embrayage primaire et un grand embrayage secondaire sont reliés par une courroie ou une chaîne. À l'arrêt, la courroie ou la chaîne est basse dans l'entraînement primaire et haute dans l'entraînement secondaire. L'entraînement primaire se contracte en fonction de la vitesse du conducteur, ce qui oblige la courroie ou la chaîne à monter, tandis que l'entraînement secondaire se dilate, ce qui oblige la courroie ou la chaîne à descendre.

Huit principales pièces de transmission automobile 

Les 8 principaux éléments de la transmission sont décrits ci-dessous.

• Embrayage

• Qu'est-ce qu'un embrayage ?

Un embrayage est une pièce de machinerie qui engage et désengage la transmission de puissance, souvent de l'arbre de transmission à l'arbre entraîné. L'embrayage relie et déconnecte deux arbres en rotation dans l'application la plus simple (arbre de transmission ou arbre de ligne).

L'embrayage est le composant le plus important du moteur d'une automobile. Lorsque cela est nécessaire, l'embrayage transfère le mouvement de rotation ou le couple d'un arbre à l'autre. Le moteur produit très peu de couple à bas régime. Par conséquent, le démarrage du moteur sous charge est difficile.

• Pièces de l'embrayage 
• Volant d'inertie

Le volant moteur est un élément du moteur qui fait également office d'embrayage. Il s'agit d'un élément d'entraînement logé dans un volant d'inertie doté de roulements et relié au plateau de pression de l'arbre d'embrayage. Le volant moteur tourne en tandem avec le vilebrequin du moteur.

• Palier pilote

Le roulement pilote ou la bague est placé à l'extrémité du vilebrequin pour soutenir l'extrémité de l'arbre d'entrée de la transmission. Lorsque l'embrayage est relâché, le roulement pilote empêche l'arbre de transmission et le disque d'embrayage de rebondir.

• Plaque de disque

Un disque Entre le volant moteur et le plateau de friction ou de pression se trouve un disque. Pour augmenter le frottement, il comporte une séquence de facettes inversées de chaque côté. L'amiante est utilisé pour fabriquer ces garnitures d'embrayage. Ils sont bien usés et résistants à la chaleur.

• Plaque de pression

Le plateau de pression est fabriqué en fonte spéciale. Il s'agit du composant le plus lourd de l'embrayage. La fonction principale du plateau de pression est de maintenir un contact uniforme avec le plateau entraîné, ce qui permet aux ressorts de pression de générer une force suffisante pour transmettre tout le couple du moteur.

• Couvercle d'embrayage

Le couvercle d'embrayage est fixé au volant moteur par des boulons. Il comprend un plateau de pression, un mécanisme de levier de débrayage, un couvercle d'embrayage et des ressorts de pression. Le disque d'embrayage tourne généralement avec le volant moteur. 

• Leviers de déclenchement

Leurs extrémités extérieures se positionnent sur les pattes du plateau de pression, tandis que leurs extrémités intérieures se dirigent vers l'arbre d'embrayage et pivotent sur des goupilles fixées au couvercle d'embrayage. 

• Arbre d'embrayage

Il fait partie de la transmission. En effet, le moyeu du disque d'embrayage, qui se déplace sur lui, est un arbre cannelé. L'arbre d'embrayage a une extrémité qui est reliée au vilebrequin ou au volant d'inertie et l'autre extrémité qui est reliée à la boîte de vitesses ou en fait partie.

• Fonction et principe de fonctionnement de l'embrayage

Il est défini comme un système utilisé pour connecter ou déconnecter le moteur du reste des éléments de la transmission. Il est situé entre le moteur et la boîte de vitesses. En fonctionnement normal et à l'arrêt, il est toujours en position embrayée.

Il débraye lorsque le conducteur appuie sur la pédale d'embrayage. L'embrayage est débrayé lors du démarrage, du changement de vitesse, de l'arrêt et de la marche au ralenti. Lorsque l'embrayage est enclenché, le moteur se connecte à la transmission et la puissance passe du moteur aux roues arrière par l'intermédiaire d'un système de transmission.

Lorsque l'embrayage est débrayé en appuyant sur la pédale d'embrayage, le moteur se désengage de la transmission. La puissance n'est donc pas transmise aux roues arrière tant que le moteur tourne. 

Il est basé sur le principe de la friction. Lorsque l'embrayage n'est pas enclenché, l'arbre moteur A avec la bride C tourne à ‘N’ tr/min, et l'arbre B avec la bride D est claveté sur l'arbre entraîné, qui est stationnaire. Une force extérieure est alors exercée sur la bride D, qui entre en collision avec la bride C. Dès qu'elles entrent en contact, le frottement les unit et la bride D commence à tourner avec la bride C. Le frottement entre les surfaces C et D détermine la vitesse de rotation de la bride D, qui est proportionnelle à la force extérieure exercée.

Si la force augmente régulièrement, la vitesse à laquelle elle est communiquée augmentera également. Le couple transmis par l'embrayage à friction est déterminé par la pression de la bride, le coefficient de frottement du matériau de surface et le rayon de la bride. La force transmise peut être augmentée en modifiant l'un de ces éléments.

• Convertisseur de couple

• Qu'est-ce qu'un convertisseur de couple ?

Un convertisseur de couple est une forme de couplage fluide qui permet au moteur et à la transmission de tourner indépendamment l'un de l'autre. Comme le couple transmis par le convertisseur de couple est très faible lorsque le moteur tourne lentement, par exemple lorsque la voiture tourne au ralenti à un feu rouge, le maintien de la voiture immobile ne nécessite qu'une faible pression de freinage.

• Pièces du convertisseur de couple
• Pompe du convertisseur de couple

Le boîtier du convertisseur de couple est relié à la pompe, elle-même reliée au volant d'inertie. Elle fait circuler le fluide à l'intérieur du boîtier dans le sens inverse de la rotation du boîtier.

• Turbine

La turbine, située à l'avant de la pompe et plus proche du volant d'inertie, entraîne l'arbre de sortie. Pour absorber le couple et déplacer l'arbre de sortie, elle tourne dans le sens inverse de la rotation du fluide.

• Stator

Le rôle du stator est de garantir que la direction du fluide après sa sortie de la turbine est correcte. Dans ce scénario, la bonne direction est la même que celle de la pompe.

• Fonction et principe de fonctionnement du convertisseur de couple

Le boîtier du convertisseur de couple est fixé au volant d'inertie du moteur. Le boîtier tourne donc à la même vitesse que le moteur. Comme la pompe est fixée au carter, elle tourne au même régime et dans le même sens. Le fluide contenu dans le corps est projeté par la force centrifuge de la pompe.

Ce fluide est ensuite dirigé vers une turbine munie de petites grilles. Le fluide peut passer à travers ces grilles et faire bouger la turbine. La turbine commence à tourner après avoir absorbé le couple. L'arbre de sortie est directement relié à la turbine.

Lorsque le fluide sort de la turbine, il n'a pratiquement pas d'élan et se déplace dans la direction opposée à celle souhaitée par la pompe. C'est pourquoi le stator est utilisé. Il change la direction du fluide pour qu'elle corresponde aux spécifications de la pompe. Ceci complète le cycle qui continue à tourner afin de déplacer la voiture.

• Pièces pour engrenages planétaires

• Qu'est-ce qu'un engrenage planétaire ?

Les engrenages planétaires sont utilisés dans les boîtes de vitesses qui alimentent toutes sortes de machines, des plus simples aux véhicules électriques de pointe, et ils sont au cœur de l'ingénierie moderne. Il y a des milliers d'années, la structure simple d'un entraînement central et d'engrenages en orbite a été mise au point pour imiter les mouvements des planètes. Les engrenages planétaires sont aujourd'hui utilisés dans des applications nécessitant une grande densité de couple, une économie de fonctionnement et une grande durabilité.

• Pièces de l'engrenage planétaire
• Engrenage solaire (engrenage central)

Le planétaire entraîne les engrenages planétaires qui l'entourent dans un réducteur planétaire, lesquels sont montés sur un support afin d'éviter tout glissement pendant le fonctionnement. Les engrenages planétaires font tourner la couronne tandis que le planétaire est entraîné.

• Engrenages planétaires multiples

L'engrenage épicycloïdal est généralement composé de deux engrenages, dont l'un s'engrène avec le planétaire et l'autre avec la couronne planétaire. Ils sont utilisés pour ralentir les choses. Ils sont utilisés pour augmenter le couple et ralentir les moteurs.

• Couronne (engrenage extérieur)

La charge du planétaire est répartie entre plusieurs satellites qui entraînent respectivement la bague extérieure, l'arbre ou la broche. La couronne tourne dans le même sens que le planétaire, ce qui permet d'inverser le sens de rotation.

• Porteuse de planète

Le porte-satellites abrite le planétaire, qui tourne dans le sens inverse du porte-satellites. Il relie généralement les centres de deux engrenages et les aide à rouler sans glisser.

• Fonction et principe de fonctionnement de l'engrenage planétaire

Le transfert de puissance n'est possible que par l'intermédiaire d'un train d'engrenages planétaires, car chaque élément peut tourner ou être maintenu au repos. Les deux membres sont bloqués ensemble puisque l'un d'eux est au repos. Les conditions neutres existent lorsqu'aucun membre n'est retenu ou verrouillé. N'importe lequel des trois éléments peut être utilisé comme élément moteur ou élément d'entrée, tandis que le troisième élément est maintenu immobile.

Le jeu d'engrenages planétaires produit soit une augmentation du couple, soit une augmentation de la vitesse, en fonction de l'élément qui est le conducteur, de celui qui est maintenu et de celui qui est entraîné. En outre, le sens de sortie peut être inversé en utilisant une variété de combinaisons.

La couronne et le planétaire sont tous deux des éléments d'entrée dans les combinaisons ; ils tournent dans le sens des aiguilles d'une montre à la même vitesse. Les dents internes de la couronne qui tourne dans le sens des aiguilles d'une montre tentent de faire tourner les pignons planétaires dans le sens des aiguilles d'une montre également, mais le planétaire, qui tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, tente d'entraîner les pignons planétaires dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Ces forces opposées bloquent la rotation des pignons planétaires.

• Pompe à huile pour transmission automatique

• Qu'est-ce qu'une pompe à huile pour boîte de vitesses automatique ?

La transmission automatique d'une voiture comporte de nombreuses pièces mobiles qui nécessitent non seulement une bonne lubrification, mais aussi un bon refroidissement. Le système de lubrification de la transmission, qui est centré sur la pompe à huile de la transmission, s'occupe de tout cela. Avec l'augmentation du nombre de tours/minute de l'arbre moteur, ce composant efficace de la transmission contribue à maintenir la pression appropriée dans le système et à renforcer l'efficacité de la lubrification.

• Pièces de la pompe à huile d'une transmission automatique

Les transmissions automatiques sont actuellement équipées de deux types de pompes à huile :

1. Pompe à huile pour engrenages
2. Pompe à palettes

Chacun de ces types de pompes à huile présente ses propres avantages et inconvénients. La plupart des transmissions modernes sont désormais équipées de pompes innovantes qui garantissent que le système de lubrification maintient la pression appropriée.

• Fonction et principe de fonctionnement de la pompe à huile pour transmission automatique

L'arbre du moteur est intrinsèquement lié à la pompe à huile. Celle-ci est conçue pour fournir de l'huile sous pression, qui est utilisée dans la transmission automatique pour diverses tâches. La pompe à huile étant soumise à de fortes charges pendant son fonctionnement, les spécialistes de la réparation des transmissions sont régulièrement confrontés à des problèmes de pompe à huile. Ces problèmes peuvent entraîner l'incapacité totale du composant à fonctionner ou une chute de pression dans le système de lubrification. 

Les transmissions automatiques modernes, qui sont équipées de plusieurs capteurs, peuvent surveiller la pression du système et alerter le conducteur en cas de dysfonctionnement de la pompe. Le problème de la pompe est généralement résolu en remplaçant le composant défectueux.

• Carter d'huile de transmission

• Qu'est-ce qu'un carter d'huile de transmission ?

Le liquide de transmission automatique est maintenu dans la transmission et hors du sol par le carter d'huile de transmission et son joint. Si le carter lui-même n'est pas endommagé, la réparation d'une fuite au niveau du carter de transmission est généralement aussi simple que le remplacement du joint du carter. Le retrait du carter de transmission peut également permettre au conducteur d'inspecter et de réparer les composants internes de la transmission.

Le carter d'huile de la boîte de vitesses peut être endommagé par divers éléments, notamment les dos d'âne et les bordures de trottoir. Si la boîte de vitesses fuit en raison d'un endommagement du carter, il faudra remplacer l'ancien carter.

• Fonctions et principe de fonctionnement du carter d'huile de transmission

Le carter a deux fonctions. Il retient le liquide de transmission automatique lorsqu'il est connecté à la transmission. Lorsque le carter est retiré, il est possible d'accéder aux composants internes de la transmission sans avoir à démonter le reste de la transmission.

Lors de l'entretien, le carter de transmission peut être muni d'un bouchon de vidange ou le carter peut devoir être retiré et vidangé. Lorsque le carter de transmission est retiré du véhicule, le joint du carter doit être remplacé. 

Le FTA est stocké dans le carter de la boîte de vitesses et sert à assurer la pression du fluide, la lubrification et le refroidissement de la boîte de vitesses automatique. Outre le confinement du liquide, le carter remplit d'autres fonctions essentielles, notamment :

1. Empêcher la contamination du fluide.
2. Retirer l'ATF de la transmission et la refroidir.
3. Le joint du carter d'huile de la transmission empêche les fuites de liquide.
4. Utilisez l'aimant du bac pour recueillir les saletés et autres particules dans l'ATF.
5. Prévenir les fuites sur la route causées par des débris (comme une pierre).

• Bande de freinage 

• Qu'est-ce qu'une bande de freinage dans une boîte de vitesses automatique ? 

Système de changement de bande de freinage d'une transmission automatique. Transmission automatique Les bandes de freinage sont constituées de plaques d'acier flexibles revêtues d'une substance de friction organique (cellulose) ou semi-métallique. Pour faciliter la dissipation de la chaleur, le revêtement absorbe le liquide de transmission.

• Parties d'une bande de freinage dans une transmission automatique

 Le système de contrôle du train planétaire comprend la bande de freinage, ainsi que des disques de friction, un embrayage à sens unique et d'autres composants. La bande de freinage de la transmission automatique est nécessaire pour bloquer temporairement les éléments de l'engrenage planétaire. Le métal est doublé d'un matériau de friction organique dans la composition des bandes. Cet élément bloque ou débloque la couronne ou le planétaire. Une unité hydraulique est chargée de son fonctionnement.

• Fonction et protocole de travail de la bande de freinage

La bande est montée sur le carter de la boîte de vitesses, une extrémité de la bande étant reliée au carter et l'autre extrémité étant reliée à un piston de fonctionnement de l'unité d'asservissement. Le fonctionnement de la moitié tambour de la boîte d'embrayage avec le pignon planétaire de l'autre moitié de la boîte d'embrayage est directement affecté par le changement de l'état de la bande. Les transmissions automatiques changent de vitesse en fonction du nombre de tours/minute.

La notion de fonctionnement est similaire à celle des embrayages à disques multiples et des embrayages à sens unique, et une bande sert de mécanisme de réaction. Il existe toutefois une distinction importante. Une bande de transmission est essentiellement un composant d'arrêt et de maintien, alors que les embrayages sont utilisés pour maintenir et faire fonctionner les ensembles d'engrenages planétaires.

• Bande de frein de transmission 

• Qu'est-ce qu'une bande de freinage de transmission ? 

Les bandes d'acier qui s'enroulent autour des composants du train d'engrenages et qui sont reliées à la zone du carter sont connues sous le nom de bandes de transmission. Le liquide de transmission est expulsé des rainures gravées sur la surface de la bande lorsque celle-ci se resserre autour du tambour. Le batteur s'arrête complètement et ne bouge plus.

• Parties de la bande de freinage d'une transmission

Des bandes à simple ou double enveloppe sont disponibles. Pour obtenir la même puissance d'arrêt qu'une bande simple, les bandes à double enroulement ont une force de préhension plus importante et nécessitent moins de pression hydraulique.

• Fonction de la bande de freinage de la transmission et protocole de travail

La bande est fixée au carter de la boîte de vitesses d'un côté et reliée à un servo-piston de l'autre. La modification de l'état de la bande a un impact direct sur le fonctionnement de la moitié tambour du paquet d'embrayage avec le pignon planétaire de l'autre moitié du paquet d'embrayage. Les boîtes de vitesses automatiques le font en changeant de vitesse en fonction du nombre de tours par minute.

Les disques d'embrayage multiples et les embrayages unidirectionnels sont similaires dans leur concept, et une bande sert de mécanisme de réaction. Il existe toutefois une distinction importante. Les bandes de transmission sont utilisées pour arrêter et maintenir les composants du train planétaire, alors que les embrayages sont utilisés pour les maintenir et les faire fonctionner.

• Arbre de sortie de la transmission

• Qu'est-ce qu'un arbre de sortie de transmission ?

Les roues motrices sont reliées à la boîte de vitesses automatique de la voiture par un arbre de sortie. L'arbre de sortie est la partie de la boîte de vitesses qui transmet la puissance aux roues.

L'arbre de sortie tourne à la vitesse spécifiée par le conducteur, en fonction de la vitesse choisie par le conducteur et du rapport de la boîte de vitesses automatique. L'arbre de sortie tourne normalement à un rythme plus lent que l'arbre d'entrée afin que les roues tournent à une vitesse raisonnable et sûre.

• Fonction de l'arbre de sortie de la transmission et protocole de travail

L'arbre de sortie, souvent appelé arbre principal, s'étend de l'arrière de la transmission. L'arbre principal et l'arbre d'entrée de la transmission sont reliés par une ligne qui va de l'avant à l'arrière. Ils semblent être le même arbre, mais il s'agit en fait de deux arbres distincts. 

Le petit roulement situé à l'arrière de l'arbre d'entrée supporte l'avant de l'arbre principal. Le couple du véhicule est fourni par l'arbre principal, qui tourne à différentes vitesses. L'engrenage ou le synchroniseur peut être manipulé pour l'engagement et le désengagement car il s'agit d'un arbre cannelé.

Pour que les véhicules restent sûrs et maniables, l'arbre de sortie permet au véhicule de rouler à une fraction de la vitesse de la boîte de vitesses automatique. Comme la boîte de vitesses peut ajuster le rapport de vitesse entre l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie, on peut considérer que l'arbre de sortie dispose d'une plus grande plage de vitesse.

Conclusion

Quelle que soit la situation, la transmission garantit que le moteur tourne à un rythme optimal (ni trop lent, ni trop rapide) tout en fournissant aux roues de la voiture la puissance nécessaire pour déplacer et arrêter l'automobile. Elle se situe entre le moteur et le reste du groupe motopropulseur et fait office de tableau de bord du véhicule.

Même si vous ne connaissez pas tous les composants de la transmission ou la manière dont ils fonctionnent ensemble pour assurer le fonctionnement de la voiture, le fait de connaître les principes de base peut vous aider à détecter un problème ou à enrichir vos connaissances lors de la vente de pièces détachées.

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