Boite de vitesses manuelle: utilité et fonctionnement

Sur la route, tout le monde peut tenir un volant, sans réellement connaître les différents mécanismes qui actionnent le fonctionnement d’une voiture.

Voici un exemple tout simple : lorsque le conducteur souhaite changer de vitesses, il fait usage d’une boîte de vitesses. On distingue plusieurs systèmes de boîtes de vitesses parmi lesquelles, la boîte de vitesses manuelle.

Elle permet au véhicule d’atteindre la vitesse souhaitée par le biais d’engrenages parallèles , d’un embrayage et d’un levier de vitesses. C’est un système qui comporte généralement cinq ou six rapports. Ils s’enclenchent après avoir appuyé sur la pédale d’embrayage et sur le levier de vitesses.

N’étant pas automatique, une intervention humaine est nécessaire pour réaliser le changement de vitesses avec une boîte de vitesses manuelle. En d’autres termes, une boîte de vitesses manuelle exige au conducteur de passer les rapports manuellement, c’est pourquoi elle fonctionne avec l’embrayage.

Quelle est l’utilité d’une boîte à vitesses manuelle ?

L’énergie générée par un moteur thermique dans une voiture s’accroît quand le conducteur l’accélère. Au démarrage, les roues sollicitent de nombreuses variations de force, ce qui entraîne la transformation de la puissance du moteur en force motrice pour les actionner. Le rôle de la boîte de vitesses manuelle est donc de délivrer une marge plus ou moins importante de couple permettant de stimuler le fonctionnement du véhicule.

Les rapports de transmission sont des coefficients démultiplicateurs ou réducteurs de la puissance que génère le moteur et qu’il transmet au système de gestion des roues. C’est un système de variations qui s’appuie sur la mise en place d’engrenages.

Quelles sont les différentes boîtes de vitesses manuelles ?

La boîte manuelle synchronisée

Il s’agit de la boîte de vitesses que l’on retrouve communément sur plupart des voitures.
Son principe se base sur le choix de plusieurs paires d’engrenages de différents diamètres, pour varier les rapports de transmission.

Chaque paire d’engrenages dispose d’un pignon fixe sur l’arbre primaire, et d’un pignon fou, lié à l’arbre secondaire de transmission via les roulements.
Lorsque l’un des pignons fous devient solidaire de l’arbre secondaire, un rapport est enclenché. Ce qui permet aux autres pignons de tourner librement et de ne transmettre aucun couple : c’est pourquoi on parle de pignon fou.

La boîte à crabots et la boite à baladeurs

A la différence de la boîte manuelle synchronisée, une boîte à crabots et une boîte à baladeurs sont non synchronisées. Bien qu’ils aient la même ossature, les rapports sont engagés autrement.

La boîte à crabots est plus sollicitée dans des voitures de course, de rallye et dans quelques rares voitures sportives. Elle permet un gain de temps au moment du passage de vitesse. Elle ne vous oblige pas à effectuer un débrayage pour pouvoir passer une vitesse. Pour ce qui est de l’usage de boîte à crabots, le conducteur doit faire preuve d’adresse.

La boîte à crabots pourrait enclencher le passage d’un rapport sans préalablement débrayer. Cette action met le moteur au régime qui convient ce qui permet d’obtenir un meilleur rendement. Toutefois, vous risquez d’abîmer votre boîte si jamais vous passez mal votre vitesse.

Quel est le fonctionnement des boîtes de vitesses manuelles ?

Une boîte de vitesses manuelle a un fonctionnement similaire à celui d’un vélo, avec l’association d’un plateau à un dérivateur. Ici, le levier de vitesses se rattache à un système de tringle. Ce système met en mouvement la fourchette, qui déplace ensuite un baladeur. C’est grâce à ce mouvement qu’ un engrenage de l’arbre secondaire sera lié pour passer les vitesses. 

Différents éléments permettent à une boîte de vitesses manuelle de fonctionner à savoir :

• L’embrayage : Il transmet l’énergie de rotation du moteur à la boîte de vitesses par la biais du volant moteur.
• Le levier de vitesses : Le conducteur l’utilise pour passer les rapports.
• La tringlerie : Elle établit un lien entre le levier de vitesses et la boîte de vitesses afin de répercuter les gestes du conducteur sur le levier intérieur de la boîte.
• Des arbres et des pignons ou engrenages.

Dans une boîte de vitesses manuelle on retrouve deux arbres : l’arbre primaire et l’arbre secondaire encore dit arbre de sortie de boîte.

Ils portent des pignons, qui constituent des engrenages. C’est grâce à eux que l’on rencontre plusieurs rapports.

• Les pignons de l’arbre primaire sont fixes et solidaires de l’arbre primaire ;
• Les pignons des arbres secondaires par contre sont montés sur roulements à aiguilles et peuvent également tourner sur les arbres de sortie d’où leur appellation de pignons fous.

Lorsque la vitesse correspondante est engagée, le pignon fou se relie au pignon fixe de l’arbre de sortie, par le biais d’un baladeur et un synchroniseur.

On constate par la suite un passage de rapport qui s’effectue par l’intervention d’une tringlerie et des fourches capables de déplacer les baladeurs avec synchroniseurs. Pour créer ce mécanisme, il est nécessaire de solidariser un pignon à l’arbre secondaire. Quand le conducteur actionne le levier de vitesses, ce dernier entraîne un baladeur qui accouple le pignon à l’arbre, grâce à ses dents encore appelées crabots : il s’agit là du crabotage.

L’embrayage et la boîte de vitesses sont étroitement liés. La boîte de vitesses transmet l’énergie que lui transmet l’embrayage au point à travers sa pignonerie.
L’embrayage vous permet de changer de vitesses en dissociant la boîte de vitesses du moteur.
Le système que forme l’embrayage, la boîte de vitesses, le différentiel et qui se trouve sur l’arbre de sortie de la boîte de vitesses, est la transmission. C’est grâce à ce système que la puissance du moteur atteint les roues motrices pour déplacer votre véhicule.

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