boite de vitesse (BV): comment ça marche?

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La boîte de vitesses est un des éléments les plus importants de la transmission.
Classiquement, bien individualisée, elle était boulonnée derrière le moteur. Mais aujourd'hui les constructeurs tendent à l'intégrer plus étroitement avec le moteur.

La boîte de vitesses permet au conducteur de choisir à tout moment le rapport de démultiplication le plus approprié pour la transmission du mouvement du moteur aux roues motrices. En première, par exemple, un couple de forces maximal agit sur les roues pour les mettre en rotation, car le moteur tourne alors beaucoup plus vite que ces dernières. Il faut bien comprendre que la démultiplication du mouvement obtenue avec la boîte de vitesses n'a en fait d'autres buts que de multiplier, autant que nécessaire, le couple de forces qui agit sur les roues motrices et de permettre d'utiliser le moteur dans des conditions optimales de régime.



Les boîtes de vitesses du type le plus courant sont dites à pignons toujours en prise . Elles font intervenir principalement trois arbres l'arbre primaire, ou arbre d'entrée, l'arbre intermédiaire et l'arbre secondaire, ou arbre de sortie. Ces arbres portent des pignons. Le mouvement de l'arbre primaire est transmis à l'arbre secondaire via l'arbre intermédiaire par un jeu d'engrenages. Une paire de pignons réalise une liaison méca-nique permanente entre l'arbre primaire et l'arbre intermédiaire, de sorte que ce dernier tourne constamment dès que l'arbre primaire est mis en rotation. Sur cet arbre intermédiaire sont fixés plusieurs pignons, qui sont chacun en prise permanente avec un pignon de l'arbre secondaire. Mais les pignons de l'arbre secondaire sont " fous ", c'est-à-dire qu'ils tournent librement sur leur arbre; de la sorte, la rotation de l'arbre intermédiaire peut mettre en rotation les pignons de l'arbre secondaire sans que ce dernier soit entraîné; c'est ce qui se produit lorsque le levier de vitesse est au point mort. Pour que l'arbre secondaire - et finalement les roues du véhicule - soit entraîné, il faut qu'un mécanisme permette d'établir une liaison mécanique entre cet arbre et un des pignons qu'il porte; en outre, en sélectionnant un pignon plutôt qu'un autre, on peut faire varier le rapport de démultiplication du mouvement ainsi transmis là réside le principe même de la boite de vitesses.

Les mécanismes qui permettent de solidariser l'arbre secondaire avec un pignon sont les baladeurs, pièces à cannelures qui peuvent coulisser le long de l'arbre secondaire mais qui ne peuvent pas tourner par rapport à lui : si un baladeur est mis en rotation, l'arbre tourne nécessairement avec lui. Les baladeurs portent sur leurs faces latérales des sortes de dents, ou crabots, qui peuvent venir s'engager dans des dents similaires disposées sur les faces latérales des pignons. Lorsqu'un baladeur est repoussé contre un pignon, les deux pièces se trouvent solidarisées par les dents; le pignon étant en rotation, le baladeur se met alors à tourner avec lui et entraîne à son tour l'arbre secondaire une vitesse est engagée.

L'arbre secondaire portant cinq pignons (un pour chaque vitesse), il suffit de placer un baladeur entre les deux premiers pignons, un second entre les deux autres et un troisième avant le dernier pour pouvoir sélectionner n'importe lequel des cinq pignons en déplaçant le baladeur approprié dans un sens ou dans l'autre. Ces baladeurs sont déplacés par des fourchettes, elles-mêmes portées par des tiges appelées coulisseaux et qui sont liées au sélecteur commandé par le levier de vitesse.