Automobile 2

Embrayage Multiplication de l'effort avec les différents leviers Disque d'embrayage En appuyant sur la pédale, la fourchette permet le décollement des plateaux et la non-transmission du mouvement Arbre primaire de la boite de vitesses Au repos, les ressorts assurent le contact entre A, B, A' et la transmission du mouvement entre vilebrequin et arbre primaire

Ressort A A' Disque Fourchette Butée à billes (Bague intérieure mobile, bague extérieure fixe)

Disque avec garnitures Volant A Guide pour ressorts

Boîte de vitesses La boîte de vitesses permet : De réduire la vitesse tout en multipliant le couple (pour monter les côtes) D'inverser le sens de la transmission (marche arrière) De mettre au point mort (suppression de la liaison entre moteur et roues)

Boîte à trains parallèles (dentures droites) Arbre secondaire (lié aux roues) Baladeur Arbre intermédiaire Arbre primaire (connecté au disque d'embrayage) Prise directe (4è) entre arbre primaire et secondaire

Pour la marche arrière, on interpose un pignon entre arbre intermédiaire et arbre secondaire

Prise directe (4è), 3è vitesse Troisième Baladeur de prise directe et 3è A gauche => 4è Au milieu => point mort A droite => 3è

2è et 1ère vitesses 2è vitesse 1ère vitesse Baladeur de 2è et 1ère A gauche => 2è Au milieu => point mort A droite => 1ère

Marche arrière Baladeur de 1ère et 2è laissé au point mort, baladeur de marche arrière enclenché (sur la figure de gauche , les trois axes sont dans le même plan, ce qui n'est pas le cas en réalité)

x Verrouillage assuré par un système de billes et de ressorts Le levier de vitesses sélectionne le bon baladeur par un mouvement tranversal (rotation autour de l'axe x) puis provoque le déplacement de la fourchette par un mouvement longitudinal (rotation du levier autour de l'axe z perpendiculaire à la feuille) => Nécessité d'avoir une rotule entre levier et couvercle de la boîte

Quand on change de vitesse, l'arbre intermédiaire tourne à une vitesse v' (donné par la vitesse du moteur, l'arbre secondaire tourne à une vitesse v'' (donnée par la vitesse du véhicule) En débrayant, l'arbre intermédiaire tourne seulement à cause de l'inertie (plus de couple moteur) => la vitesse v' peut s'ajuster sur v'' au prix de chocs relativement modérés)

Inconvénients des boîtes à trains parallèles (dentures droites) Fonctionnement bruyant des dentures droites. Fonctionnement plus silencieux des dentures hélicoïdales. Problèmes de chocs en changeant de vitesses => emploi de synchroniseurs qui éliminent les chocs

Boîtes à trains parallèles (dentures hélicoïdales) Les dentures hélicoïdales sont constamment en prise. Ajout de crabots et de synchroniseurs (embrayage progressif qui ajuste les vitesses)

Synchroniseur Le moyeu tourne à la vitesse de l'arbre secondaire. Il entraîne l'arbre primaire (par exemple) avec le système de cônes (partie interne du synchroniseur entraîné par le système bille-ressort) Quand les arbres primaire et secondaire tournent à la même vitesse, on enclenche les crabots des arbres primaire et secondaire (la partie externe du synchroniseur translate toute seule, les billes rentrent dans leur logement)

Synchronisation : les vitesses du synchroniseur et du pignon noir s'égalisent

Crabotage Les billes sont déverrouillées (elles rentrent dans leur logement) Les crabots s'engrènent sans chocs.

Différentiel Si on veut avoir roulement sans glissement, les roues extérieures et intérieures au virage doivent avoir des vitesses différentes. En ligne droite, si les roues droites et gauches sont gonflées de manière inégale et si on veut avoir roulement sans glissement, il faut que les roues droites et gauches roulent à des vitesses différentes. Le différentiel permet d'entraîner les roues motrices à des vitesses différentes.

Le pignon d'attaque entraîne la couronne du différentiel, liée au porte-satellites. Les satellites S entraînent les planétaires P1 et P2 à des vitesses différentes (en virage) Vitesse des roues identiques en ligne droite (si les roues sont gonflées de manière égale, les diamètres sont identiques)

En virage Si on a roulement sans glissement, et si le point M1 a une vitesse V1 alors que le point M2 a une vitesse V2, le satellite tourne par rapport au porte-satellites (ce qu'il ne fait pas en ligne droite). La vitesse VI du porte-satellites est égale à (V1+V2)/2.

En isolant un satellite, la somme des moments étant nulle en I, on en déduit que le couple est identique sur les deux roues (quelles que soient les vitesses de rotation des roues).

Essieu moteur Un essieu est un arbre placé transversalement sous la caisse d'un véhicule à roues. Il supporte par l’intermédiaire des fusées les roues situées à ses extrémités. Un essieu peut être simplement porteur, ou moteur et/ou directeur. (Wikipedia) Essieu ferroviaire En automobile, l'essieu constitue l'ensemble des organes qui transmettent le mouvement du différentiel aux roues motrices. Les roues tournent dans l'essieu, la suspension relie l'essieu au chassis.

Si le différentiel fait partie de l'essieu, on parle de différentiel non suspendu

Si le différentiel est relié au chassis, on parle de différentiel suspendu L'essieu comporte deux parties distinctes et symétriques qui se déplacent par rapport au châssis de manière indépendantes

Joints de transmission Le joint de cardan permet de transmettre le mouvement entre deux arbres non alignés Ce joint n'est pas homocinétique => Ceci entraÎne une fatigue de torsion non négligeable

Le double joint de cardan est homocinétique

Cas des roues avant motrices et directrices La roue a deux mouvements par rapport au châssis : - Un mouvement dans un plan vertical passant par l'axe de la roue (quand la suspension se déforme) - Un mouvement autour d'un axe vertical commandé par la timonerie de direction Les arbres de roues sont entraînés par les planétaires au moyen d'un arbre intermédiaire relié par des joints

Chaque demi-essieu comporte - Un quadrilatère articulé au châssis, se déplaçant dans un plan vertical passant par l'axe de la roue (quand la suspension se déforme) - le porte-fusée, articulé autour de l'axe de pivotement, supporte l'arbre de la roue

Direction Châssis Ressort à lames Amortisseur L'essieu directeur comprend : - Une partie fixe appelée corps d'essieu - Une partie articulée autour d'un axe de pivotement (quasi-vertical) L'axe de fusée reçoit les roues directrices dont le braquage est commandé par les leviers de direction (levier B1 par exemple) que réunit la barre d'accouplement

Pour que les roues directrices ne dérapent pas latéralement , il faudrait que les 4 axes de fusée soient concourants au centre instantané de rotation I. La roue intérieure au virage doit tourner plus que la roue extérieure.

En fait, cette solution est difficile à réaliser en pratique En fait, cette solution est difficile à réaliser en pratique. La condition de non-dérapage n'est réalisée qu'approximativement. Barre d'accouplement D'après l'épure de Jeantaud, les barres B1 et B2 doivent couper l'essieu arrière en son milieu.

Mouvement de rotation des roues – roues simplement directrices Le flasque de roue tourne sur la fusée Corps d’essieu ici intérieur à l’articulation (axe de pivotement lié au corps d’essieu)

Mouvement de rotation des roues – roues simplement directrices Le corps d’essieu peut aussi constituer les branches de la chape d’articulation (essieu à chape ouverte) La commande de la direction se fait ici avec une vis Essieu rigide dans ce cas

Mouvement de rotation des roues – roues directrices et motrices Le flasque de roue est fixe sur la fusée qui reçoit le mouvement de l’arbre intermédiaire (par l’intermédiaire d’un joint homocinétique). La fusée tourne dans la boite porte-fusée (articulée au corps d’essieu) On fait tourner la boite porte-fusée pour faire tourner le véhicule

Pour un essieu rigide, les ressorts assurent seuls la liaison entre essieu et châssis. Essieu avant rigide pour les véhicules utilitaires

Ressort de suspension Essieu avant articulé pour les voitures de tourisme. Deux demi-essieux symétriques et indépendants Axe ou corps de fusée attaché au châssis par un quadrilatère ABCD

Dans le plan horizontal, le quadrilatère est triangulé

Commande de la direction par crémaillère L’arbre du volant attaque directement une crémaillère. Les fusées (roues simplement directrices) ou les porte-fusées (roues directrices et motrices) pivotent sous l’action des leviers de commande qui reçoivent leur mouvement des bielles de connexion

Suspension Barre de torsion Ressort à boudin Ressort à lames (pourquoi ont-ils une section variable?)

Ressorts à lames Ressorts à lames. Fonctionnement souvent bruyant. Dispositif lourd et encombrant.

Barre de torsion Triangle de suspension Une extrémité reliée au châssis l’autre à l’essieu. Le soulèvement de l’essieu entraîne la rotation et la torsion de la barre

Ressorts à boudins Ressorts disposés verticalement entre essieu et châssis par appui sur des coupelles

Amortisseurs (complémentaires des ressorts) Les oscillations de la suspension font coulisser dans un cylindre rempli d’huile un piston percé d’un orifice calibré. L’énergie cinétique se dissipe en frottements fluides.

L’amortisseur résiste peu quand le piston se déplace lentement Au passage rapide d’un obstacle, l’amortisseur offre une grande résistance et empêche ainsi le châssis de heurter violemment la butée prévue à cet effet

Freins Frein à tambour (frein à main ici) Le câble fait tourner la came => les segments (munis d’une garniture) s’écartent et frottent contre le tambour

Freins hydrauliques à tambour S>s La force F au niveau des segments de frein est plus forte que la force F’, force fournie par le maître cylindre. Pourquoi?

Les pistons récepteurs sont opposés et agissent sur le segment correspondant par l’intermédiaire d’une tige réglable

Freins à disques Piston Partie tournante = disque, sur lequel agit le bloc de freinage Freins à disques moins sensibles aux échauffements que les freins à tambour (cylindres récepteurs à l’intérieur sur un frein à tambour, à l’extérieur du disque sur un frein à disques)