Comment fonctionnent les boîtes de vitesses automatiques

Convertisseur de couple

La plupart des boîtes de vitesses automatiques modernes ont un ensemble d'engrenages appelé train planétaire ou épicycloïdal.

Un ensemble d'engrenages planétaires se compose d'un engrenage central appelé engrenage solaire, d'une bague extérieure avec des dents d'engrenage internes (également appelées anneau ou couronne dentée) et de deux ou trois engrenages appelés engrenages planétaires qui tournent entre le soleil et les engrenages annulaires. .

Le groupe motopropulseur est couplé à un mécanisme connu sous le nom de convertisseur de couple, qui agit comme un entraînement hydraulique entre le moteur et la transmission.

Si la roue solaire est verrouillée et les planètes entraînées par le porte-satellites, la sortie est prélevée sur la couronne dentée, ce qui permet d'augmenter la vitesse.

Si la couronne est verrouillée et que le planétaire est entraîné, les engrenages planétaires transmettent l'entraînement à travers le porte-satellites et la vitesse est réduite.

Avec l'entrée de puissance allant au planétaire et avec le porte-satellites verrouillé, la couronne dentée est entraînée, mais transmet l'entraînement en marche arrière.

Pour obtenir un entraînement direct sans changement de vitesse ou de sens de rotation, le soleil est verrouillé sur la couronne dentée et l'ensemble tourne d'un seul bloc.

Comment fonctionne un convertisseur de couple

Un convertisseur de couple est un accouplement hydraulique qui agit comme un embrayage, sauf que l'entraînement se fait par pression hydraulique.

Le convertisseur comporte trois composants principaux - la roue à aubes, boulonnée au volant d'inertie; la turbine, reliée à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses; et le réacteur central entre les deux, qui a un embrayage unidirectionnel appelé roue libre.

Lorsque le régime moteur augmente, la force centrifuge agissant sur le fluide hydraulique via les aubes de la roue transmet le couple, ou l'effort de rotation, à la turbine.

Le réacteur central convertit cet effort de rotation en redirigeant le flux de fluide vers la roue pour donner un couple plus élevé à basse vitesse.

Une fois que le moteur accélère et développe plus de puissance, le besoin de cette amplification de couple diminue et le réacteur tourne en roue libre. Le convertisseur de couple agit alors comme un volant hydraulique, reliant le moteur à la boîte de vitesses.

Les principaux composants d'un convertisseur de couple sont illustrés dans le schéma - la roue, le réacteur (ou le stator) et la turbine.

Les petits diagrammes montrent la direction prise par le fluide hydraulique sous les forces centrifuges.

Le même effet peut également être obtenu en verrouillant les engrenages planétaires sur le porte-satellites.

La plupart des boîtes de vitesses automatiques ont trois vitesses avant et utilisent deux ensembles d'engrenages épicycloïdaux.

Les séquences de verrouillage du train épicycloïdal sont réalisées par des bandes de frein actionnant la pression hydraulique ou des embrayages multidisques.

Les bandes sont serrées autour de la couronne dentée pour l'empêcher de tourner, et les embrayages sont utilisés pour verrouiller la roue solaire et les planètes.

La séquence correcte d'accumulation et de relâchement de la pression est contrôlée par un agencement complexe de vannes hydrauliques en conjonction avec des capteurs qui réagissent à la charge du moteur, à la vitesse de la route et à l'ouverture du papillon.

Un mécanisme lié à l'accélérateur - connu sous le nom de kickdown - est utilisé pour effectuer un changement vers le bas pour une accélération rapide. Lorsque vous appuyez brusquement sur l'accélérateur à fond, un rapport inférieur est sélectionné presque instantanément.

La plupart des boîtes de vitesses automatiques disposent d'un système de neutralisation afin que le conducteur puisse maintenir un rapport inférieur au besoin.

Engrenage épicycloïdal simplifié

Conduire une (première vitesse) Conduire deux (deuxième vitesse) Conduite (vitesse supérieure) Inverser