Bienvenue dans Gearhead 101, une série sur les bases du fonctionnement des voitures pour les néophytes de l'automobile.
Dans notre premier article de la série, nous avons discuté des tenants et aboutissants du fonctionnement d'un moteur de voiture. Nous avons appris qu'à travers un tas de petites explosions, le moteur de votre voiture crée un mouvement de rotation dans le vilebrequin. Ce mouvement de rotation - appelé couple — est ce qui propulse la voiture.
Tout va bien. Mais comment transférer le couple du moteur pour faire bouger les roues de la voiture ?
La réponse à cette question est le sujet de l'article d'aujourd'hui :la transmission.
La transmission n'est pas une seule pièce de votre voiture, mais plutôt une série de pièces qui travaillent ensemble pour transférer la puissance de rotation produite dans votre moteur à vos roues afin que votre voiture puisse se déplacer.
Vous avez peut-être déjà rencontré le mot "groupe motopropulseur". Bien qu'il soit souvent utilisé de manière interchangeable avec la transmission, ce n'est pas la même chose. Le groupe motopropulseur englobe tout ce qui fait avancer la voiture, y compris le moteur. Le groupe motopropulseur englobe les éléments qui font avancer la voiture, pas y compris le moteur. Ce sont ces pièces exclusives au moteur sur lesquelles nous allons nous concentrer ci-dessous.
Il existe plusieurs arrangements de transmission. Pour cet article, je vais me concentrer sur les deux que l'on trouve dans la plupart des véhicules :les transmissions à traction arrière et les transmissions à traction avant. Dans mon prochain article, nous entrerons dans le monde étonnamment compliqué des quatre roues motrices et de la transmission intégrale !
Dans les arrangements de traction arrière, la puissance est transférée aux roues arrière pour déplacer la voiture. C'est l'arrangement de transmission qui existe depuis le plus longtemps et qui est encore utilisé aujourd'hui sur de nombreuses voitures et camions.
Cette disposition offre une myriade d'avantages par rapport à la variété des roues avant. Tout d'abord, il répartit le poids plus également sur chaque pneu, ce qui à son tour offre une meilleure direction et une meilleure maniabilité. Deuxièmement, la traction arrière peut offrir un freinage supérieur par rapport aux véhicules à traction avant. Enfin, et probablement le plus important, les arrangements de propulsion arrière divisent les tâches de direction et de conduite du véhicule, ce qui peut entraîner une meilleure maniabilité et une meilleure accélération. Avec les véhicules à traction arrière, les roues arrière n'ont qu'à déplacer la voiture. Dans les voitures à traction avant, les roues doivent à la fois faire avancer ou reculer la voiture et dirigez-le vers la gauche ou vers la droite. Nous en reparlerons plus en détail lorsque nous discuterons ci-dessous des dispositions de la traction avant.
Les transmissions arrière se composent des pièces principales suivantes :
Transmission. Je prévois de consacrer un article entier au fonctionnement des transmissions, mais pour l'instant, comprenez que la transmission contrôle la quantité de puissance qui va de votre moteur à vos roues. Dans les voitures à traction arrière, la transmission est fixée à l'arrière du moteur au moyen d'un volant d'inertie. La transmission prend le mouvement de rotation - le couple - du vilebrequin du moteur et le transmet au…
Arbre de transmission. L'arbre de transmission est un tube tournant qui se connecte à l'arrière de la transmission et transmet la puissance de rotation qui a commencé dans le moteur à l'arrière du véhicule au niveau du différentiel (plus à ce sujet dans un instant). Les conceptions d'arbre de transmission sont de deux types :tube de torsion et Hotchkiss.
Les arbres de transmission à tube de torsion étaient utilisés sur les véhicules plus anciens et sont encore utilisés sur certains camions et VUS aujourd'hui. L'arbre de transmission lui-même est fermé dans un tube. Les tubes de torsion relient la transmission et le différentiel via un seul joint universel, ou joint en U en abrégé.
Les arbres de transmission Hotchkiss sont la conception d'arbre de transmission la plus courante. Contrairement aux arbres de transmission à tube de torsion, les arbres de transmission Hotchkiss ont une conception ouverte, ce qui signifie que vous pouvez réellement voir l'arbre de transmission tourner sous votre voiture lorsqu'elle se déplace. De plus, au lieu d'utiliser un seul joint universel pour connecter la transmission et le différentiel, les arbres de transmission Hotchkiss utilisent deux joints universels.
Différentiel. Le différentiel est la partie de la taille d'un melon qui se trouve entre les deux roues arrière. C'est le dernier arrêt le long de la transmission avant que le couple ne soit transféré aux roues arrière. Le différentiel transfère le couple, les faisant tourner, ce qui à son tour déplace la voiture.
C'est ce qu'on appelle un "différentiel" car il permet aux deux roues arrière sur le même essieu de se déplacer à différent vitesses. Vous pensez probablement :"Quand mes roues arrière se déplaceraient-elles à des vitesses différentes ?" Eh bien, un exemple courant est chaque fois que vous tournez dans un coin. Lorsque vous tournez à droite, votre roue intérieure (la roue droite) parcourt moins de distance que votre roue extérieure (la roue gauche). Pour suivre la roue intérieure, la roue extérieure doit tourner légèrement plus vite. Le différentiel rend cela possible. S'il y avait une connexion solide entre les deux roues, l'une des roues devrait déraper pour que l'essieu continue de bouger.
Si vous voulez avoir une meilleure idée du fonctionnement d'un différentiel, regardez cette superbe vidéo de 1937 :
De nombreuses voitures utilisent aujourd'hui la traction avant. Au lieu que les roues arrière alimentent le mouvement, les roues avant le font. Par conséquent, vous n'avez pas besoin d'un long arbre de transmission qui s'étend sur toute la longueur de la voiture pour transférer le couple pour déplacer les roues. Tous les composants du groupe motopropulseur - transmission, différentiel et arbres de transmission - se trouvent à l'avant de la voiture. Pour installer tous ces composants à l'avant, les voitures à traction avant placent le moteur latéralement dans la voiture. C'est ce qu'on appelle un "placement transversal du moteur". Ouvrez le capot de votre voiture :si le moteur tourne à l'horizontale et non à la verticale, vous avez probablement une voiture à traction avant.
Étant donné que toutes les pièces d'une transmission avant sont positionnées à l'avant d'un véhicule, vous pouvez les rendre plus petites et plus légères. Ou vous pouvez rendre les voitures plus grandes, mais juste avoir plus de place pour les passagers. Par conséquent, la plupart des mini-fourgonnettes utilisent la traction avant.
Un autre avantage des véhicules à traction avant est que, comme il y a plus de poids à l'avant du véhicule en raison du fait que tous les composants de la transmission sont à l'avant, il offre plus de traction sur les surfaces glissantes, comme la neige. Cependant, vous n'obtenez cet avantage de traction qu'à des vitesses inférieures. Lorsque vous roulez à des vitesses plus élevées, la propulsion arrière offre en fait une meilleure traction.
Les transmissions à roues avant ont la même configuration de base que les transmissions à roues arrière, mais les pièces sont un peu différentes :
Boîte-pont. Au lieu d'une transmission, la plupart des transmissions à traction avant ont une boîte-pont. Une boîte-pont combine la transmission et le différentiel en une seule unité. Si vous avez une voiture à traction avant et que vous souhaitez gagner des points bonus Car Guy, ne faites pas référence à votre transmission en tant que transmission, mais en tant que boîte-pont.
Alors que la plupart des voitures qui utilisent des boîtes-ponts les montent juste à côté du moteur, certaines voitures de sport utilisent des boîtes-ponts sur des trains à propulsion arrière pour une répartition uniforme du poids.
Demi-arbre. Étant donné que tous les composants de la transmission se trouvent à l'avant de la voiture, les véhicules à traction avant n'ont pas besoin de longs arbres de transmission pour transférer le couple aux roues. Au lieu de cela, un demi-arbre relie la boîte-pont à l'ensemble de roue.
Au lieu de joints en U, des demi-arbres relient la boîte-pont et l'ensemble de roue avec des joints homocinétiques ou des joints homocinétiques. Les joints homocinétiques utilisent un mécanisme de roulement à billes pour réduire la friction et permettre les mouvements de roue plus complexes utilisés dans les voitures à traction avant - rappelez-vous que les voitures à traction avant doivent non seulement faire avancer la voiture, mais aussi la diriger à gauche et à droite .
Eh bien, voilà :les bases de la transmission. Vous pouvez maintenant expliquer à votre fils de cinq ans comment se déplace votre voiture. Si vous souhaitez plus d'informations sur les systèmes automobiles, consultez le livre Comment les voitures fonctionnent . Cela m'a beaucoup aidé dans mes recherches. L'auteur fait un excellent travail en décomposant les choses dans un langage que même le débutant peut comprendre.
Lors de notre prochaine session de Gearhead 101, nous examinerons deux autres types d'arrangements de transmission :la transmission intégrale et le 4X4.
Illustrations de Ted Slampyak
