La Boîte de vitesses
Boîte à pignons toujours en prise(actuelle)
Le schéma montre comment s'engrènent tes divers rapports dans une boite de
vitesses à pignons toujours en prise. La ligne rouge indique te cheminement de
la puissance, les flèches montrent le sens de rotation ; les engrenages, en
blanc, tournent fous.
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La boîte à pignons toujours en prise C'est aujourd'hui la plus répandue. Chaque couple correspondant aux divers rapports est constitué par un pignon calé sur un arbre et un pignon fou (sur un autre arbre) ne pouvant pas se déplacer axialement. Les deux pignons sont donc toujours engrenés l'un dans l'autre ou, comme l'on dit couramment, en prise.
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Lorsque la vitesse n'est pas engrenée, il n'y a pas de transmission de
puissance entre les deux pignons (l'un d'eux est fou). Au moment de la sélection
du rapport, le pignon fou devient solidaire de son arbre au moyen d'un manchon
(synchroniseur) fixé sur l'arbre lui-même par des cannelures et commandé par une
fourchette. L'accouplement entre le manchon et le pignon correspondant
s'effectue au moyen des dents de pignons, qui peuvent être droites ou
périphériques.
Dans le premier cas, les dentures droites du manchon s'encastrent dans les
engrenages correspondants, également droits, du pignon fou. Dans le deuxième
cas, les engrenages périphériques extérieurs du manchon s'encastrent dans
l'engrenage intérieur du pignon fou. On fabrique parfois les manchons à dents
intérieures et les pignons à dents extérieures. Pour la prise directe, l'un des
manchons rend le pignon de sortie de l'arbre primaire solidaire de l'arbre
secondaire.
De cette façon, les pignons fous ont deux dentures différentes : l'une,
périphérique, qui sert à transmettre le mouvement de l'arbre primaire au
secondaire par l'entremise de l'arbre auxiliaire ; l'autre, droite ou
périphérique, pour le passage des vitesses.
Ainsi, le choc qui se produit au moment de l'engrènement n'est pas supporté par
une ou deux dents seulement, mais par l'ensemble des dents d'engrènement, qui
ont cette mission précise, au grand bénéfice de la denture principale
périphérique à prise constante.
Dans ces types de boites, on adopte généralement des pignons à dents
hélicoïdales. Ils sont plus silencieux que les pignons à dentures droites et
distribuent la poussée sur une plus grande surface (ils provoquent aussi une
poussée axiale). Les pignons des arbres primaire et secondaire sont aussi à
dentures hélicoïdales dans un sens opposé à celui des pignons de l'arbre
auxiliaire. Pour un bon équilibrage des poussées axiales, il est nécessaire que
l'inclinaison des dents soit différente pour chaque couple de pignons, leur
diamètre étant différent.
L'usinage d'une boite de vitesses à pignons toujours en prise est un peu plus
coûteux que celui d'une boite à train baladeur ; mais ce léger inconvénient est
trèslargement compensé par la possibilité de montage de dispositifs de
synchronisation. Dans le but d'économiser un ou plusieurs pignons, la première
vitesse et la marche arrière sont montées avec des pignons mobiles, dans
certains types de boites économiques, suivant le schéma déjà examiné.
Ce montage permet également d'éviter que les pignons de la première et de la
marche arrière, qui sont utilisés moins fréquemment, ne tournent en roue libre
de façon continue à une vitesse supérieure à celle de l'arbre, avec une perte de
puissance importante due au frottement.
Cette solution qui rend plus difficile l'engrènement de la première vitesse, si
le véhicule n'est pas arrêté, est toutefois de moins en moins utilisée au
bénéfice de la première synchronisée