ثقثقثق

1. Formateur Mr Morchid Nom Prénom TREMOA 202 Page 1
%
ENTRAÎNEMENT
Les embrayages
La commande d’embrayage
Les boîtes de vitesses
Les boîtes de vitesses pour véhicules lourds

2. ENTRAÎNEMENT
2
L’EMBRAYAGE À FRICTION
RÔLES :
-
-
QUALITÉS DEMANDÉES À L’EMBRAYAGE :
-
-
-
-

3. ENTRAÎNEMENT
3
CAPACITÉ DE TRANSMISSION DE COUPLE D’UN EMBRAYAGE
La première condition pour un fonctionnement correct de l’embrayage c’est sa capacité de transmission de
couple.
F = force de serrage des ressorts [N]
 = coefficient de frottement des garnitures
rm = rayon moyen des garnitures [m]
z = nombre de surface de friction du disque
Mk = couple transmissible par l’embrayage [Nm]
Le couple que peut transmettre l’embrayage (Mk) se
calcule de la façon suivante :
L’embrayage doit transmettre le couple maximum du
moteur (Mmot) avec un coefficient de sécurité (S)
EMBRAYAGE À DIAPHRAGME DÉBRAYÉ EN POUSSANT
EMBRAYAGE À DIAPHRAGME DÉBRAYÉ EN TIRANT
M  F r z
M  Mmot S
k

4. ENTRAÎNEMENT
4
QUESTIONNAIRE DE RÉVISION
1. Qu’est-ce que la chaîne cinématique d’un véhicule ?
…………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………
2. Quelles sont les deux raisons qui rendent nécessaire l’embrayage sur les véhicules équipés d’une boîte de
vitesses mécanique ?
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
3. A/ Quel couple en (daN.m) peut transmettre un embrayage mono-disque à sec tiré d’un diamètre extérieur
de garniture de 430 (mm), d’un diamètre intérieur de 240 (mm), d’une force de diaphragme de 3400 (daN])
et qui possède un coefficient d’adhérence de 0,38 ?
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
B/ Quel sera le coefficient de sécurité de cet embrayage si le couple maximum du moteur est de 1940 [Nm] ?
…………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………….
4. C/ Quelle est la force de serrage du diaphragme en (daN) d’un embrayage mono-disque à sec poussé
si le couple du moteur est 210 (Nm) à 3600 (tr/min), le coefficient de sécurité de l’embrayage de 1,9 :1,
le coefficient d’adhérence des garnitures de 0,4 et le diamètre moyen du disque de 240 (mm) ?
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
D/Quel sera la force nécessaire pour débrayer si le rapport de démultiplication de la commande d’embrayage
est de 74 :1 ?
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………..
5. Quel est l’avantage et l’inconvénient des garnitures d’un disque d’embrayage en métal fritté ?
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
.

5. ENTRAÎNEMENT
5
6. Comment s’effectue le rattrapage automatique du jeu avec une commande d’embrayage hydraulique ?
…………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………
…..
7. Un client se plaint de vibrations dans la transmission lorsqu’il démarre avec sa voiture, que contrôlez-vous et
que réparez-vous sur ce véhicule (minimum 3 réponses) ?
 ……………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………….
 ……………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………….
 ……………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………….
8. Donnez trois défauts qui provoquent le patinage de l’embrayage.
_
………………………………………… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… …… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… …….
_
………………………………………… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… …… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… …….
_
………………………………………… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… …… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… …….
9. Expliquez la procédure pour le contrôle de glissement d’un embrayage.
…………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………….
10. Le client se plaint que les vitesses passent difficilement et que la marche arrière gratte lorsqu’il veut
l’engager. Quels sont les deux défauts les plus courants ?
 …………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………
 …………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………
 …………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………
 …………………………………………………………………………………………………………
…………………………………...............
 …………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………
11. Quel avantage obtient-on en remplaçant un embrayage mono-disque par un embrayage bi-disques aux
caractéristiques identiques ?
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………...................................................................................
...........................................................................................................................................................................................

6. ENTRAÎNEMENT
6
2
F 2
F1 = force du diaphragme
F2 = force pour débrayer
l1, l3, l5 = distance entre la
force d’action et l’appui
l2, l4, l6 = distance entre la
force de réaction et l’appui
LES COMMANDESD’EMBRAYAGE
Il est nécessaire de démultiplier la force de compression des ressorts hélicoïdaux ou du diaphragme du
mécanisme d’embrayage car le conducteur ne peut à lui tout seul fournir cet effort.
La démultiplication de l’effort provoque une augmentation proportionnelle de la course de la commande
d’embrayage (pédale) ; elle est obtenue grâce à un système de levier souvent complété d’un système
hydraulique. Un dispositif d’assistance pneumatiques peut compléter l’installation sur les véhicules lourds.
LA COMMANDE MÉCANIQUE DE
L’EMBRAYAGE
L’effort du conducteur est transmis de la pédale
d’embrayage à la butée par l’intermédiaire d’un
câble.
La démultiplication de l’effort
est obtenue par trois leviers :
 la pédale d’embrayage
 l’axe de fourchette et la
fourchette
 le diaphragme du mécanisme
Le calcul de la force nécessaire pour débrayer le diaphragme
Formules de base :
1
Exemple :
F2 = 3500 [N], F1 = ?
l3 = 240 [mm], l4 = 70 [mm],
l5 = 60 [mm], l6 = 30 [mm],
l1 = 220 [mm], l2 = 50 [mm],
Compensation
automatique du jeu
Axe de
fourchette
Butée

7. ENTRAÎNEMENT
7
LA COMMANDE HYDRAULIQUE D’EMBRAYAGE
L’effort du conducteur est transmis de la pédale d’embrayage au maître cylindre qui met en pression un
liquide, cette pression est communiquée au cylindre récepteur qui déplace la fourchette d’embrayage
La démultiplication de l’effort est obtenue par trois leviers :
 la pédale d’embrayage
 l’axe de fourchette et la fourchette.
 le diaphragme du mécanisme
La démultiplication est en plus obtenue dans le système hydraulique grâce au rapport
entre la surface du piston de maître-cylindre (A1) et celui du cylindre récepteur (A2).
  d12
 
A1 = Aire ou surface du piston du maître-cylindre (mm2) ou (cm2)
1 4 d1 = Diamètre du piston du maître-cylindre (mm) ou (cm)
  d22
 

A2 = Aire ou surface du piston du cylindre récepteur (mm2) ou *cm2)
2 4 d2 = Diamètre du piston du cylindre récepteur (mm) ou (cm)
Le rapport de démultiplication (ih) Le rapport total de démultiplication (it)
du système hydraulique devient : de la commande d’embrayage devient :
ou le calcul de la force (F1) :
ou
A
A

8. ENTRAÎNEMENT
8
LA COMMANDE HYDRAULIQUE D’EMBRAYAGE SANS FOURCHETTE
Ce système ne possède plus que deux leviers : le premier est constitué de la pédale
d’embrayage et le second du diaphragme. La fourchette d’embrayage est supprimée.
La butée d’embrayage est montée directement sur le cylindre récepteur. Le ressort situé autour du récepteur
appuie constamment la butée contre le diaphragme, il permet une compensation automatique de l’usure du
disque d’embrayage.
d2
i nt
Le calcul du rapport de démultiplication de la commande d’embrayage se calcule de la même manière que
pour la commande hydraulique avec fourchette, sauf qu’il est nécessaire de déduire au diamètre du cylindre
récepteur le diamètre intérieur qui est creux :
d2 = (d2
2
- d2intérieur
2
)

9. ENTRAÎNEMENT
9
F2 = 680 [N] 45
270
50
275
Questionnaire sur la commande d’embrayage
1. Calculez le rapport total de la commande d’embrayage ?
Calculez la force sur la butée si la force nécessaire pour débrayer est de 120 [N] ?
(formule, calcul, réponse et unité, SVP !)
60
180
F1 = 120 [N]
4. Calculez le rapport total du système de commande et la force nécessaire pour débrayer en [daN],
si la force du diaphragme est de 8800 [N] ? (formule, calcul, réponse et unité, SVP !)
F1 = ?
F6
25
62,5
50
225
2. Calculez la force d’action sur le levier si
F2 = 680 [N] ?
3. Calculez la force F2 si F1 = 180 [N] ?
F1 = ? F1 = 180 [N]

10. ENTRAÎNEMENT
10
LA COMMANDE D’EMBRAYAGE HYDRAULIQUE
À ASSISTANCE PNEUMATIQUE.
L’assistance pneumatique, appelée également servo-
débrayage, est un élément supplémentaire à la
commande hydraulique normale.
La différence réside dans le fait que le cylindre
récepteur posé sur le carter d’embrayage est
remplacé par le servo-débrayage.
Le fonctionnement du servo-débrayage.
1. Appuyer sur la pédale (débrayage).
En débrayant, une pression hydraulique s’établit dans
la partie hydraulique du servo-débrayage.
Cette pression agit tant sur le piston hydraulique (2) que
sur le piston distributeur (4).
Le clapet d’air (6) s’ouvre vers la gauche, contrecarrant
la pression antagoniste du ressort (5), de sorte que
l’arrivée d’air (B) alimente le distributeur. Dés lors, l’air
comprimé peut passer par la conduite de liaison (7),
vers l’espace situé derrière le piston pneumatique.
L’air comprimé et la pression hydraulique agissent sur
la tige-poussoir d’embrayage, il y a débrayage.
Le servo-débrayage est composé du cylindre
récepteur accouplé à un cylindre à air comprimé.
Dans la partie hydraulique du système on trouve un
distributeur qui actionne le clapet d’air de la section
pneumatique.
Tant que le clapet d’air est ouvert, l’arrivée d’air
comprimé communique avec l’espace derrière le piston.
Ceci est déterminé par la position du distributeur, cette
position dépend de la différence de poussée entre la
pression d’air et celle du ressort (à gauche du piston de
réglage) d’une part et la pression hydraulique d’autre
part (à droite du piston de réglage).

11. ENTRAÎNEMENT
11
2. Pédale entièrement enfoncée.
La pression est égale à droite comme à gauche du
piston distributeur. Le ressort de pression antagoniste
ferme le clapet d’air en poussant le piston vers la droite.
Dans le distributeur d’air règne un équilibre.
La pression hydraulique et la pression d’air veillent à ce
que le débrayage soit maintenu.
3. Laisser revenir la pédale (embrayer)
Dès qu’on laisse revenir la pédale, la pression
régnant dans le système hydraulique tombe, et par
conséquent, la pression à droite du distributeur. La
pression d’air à gauche du piston reste encore la
même, ce qui provoque le déplacement du piston
distributeur vers la droite (pression et tension du
ressort.
Le clapet d’air reste en position fermée, de sorte que la
sortie d’air [C] s’ouvre permettant
à la pression d’air de s’échapper de la face arrière du
piston pneumatique.
La pression du ressort du mécanisme d’embrayage
repousse la tige-poussoir d’embrayage et tout le
système en position repos.
Le ressort (3) situé derrière le piston pneumatique
veille à ce que la butée de débrayage appuie, sans
jeu, sur le mécanisme d’embrayage.

12. ENTRAÎNEMENT
12
BOÎTE DE VITESSES MÉCANIQUES
FONCTIONNEMENT DE LA BOÎTE DE VITESSES
1. Multiplication du couple : (donner la formule pour le calcul)
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
2. Démultiplication de la fréquence de rotation :(donner la formule pour le calcul)
…………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….

13. ENTRAÎNEMENT
13
Boîte de vitesses à 3 arbres

14. ENTRAÎNEMENT
14
CHAÎNE CINÉMATIQUE D’UNE BOÎTE DE VITESSES À 3 ARBRES
n = C= Première vitesse
R1 =……………………………………………….
C1 =………………………………………………
n =
n =
n =
C=
C=
C=
Z1 = 17
Z2 = 28
Z3 = 14
Z4 = 31
Z1 = 17
Z2 = 28
Z5 = 20
Z6 = 25
Z1 = 17
Z2 = 28
Z7 = 25
Z8 = 21
n1 =………………………………………………
Deuxième vitesse
R2 =………………………………………………
C2 =……………………………………………..
n2 =……………………………………………..
Troisième vitesse
R3 =……………………………………………..
C3 =…………………………………………….
n3 =…………………………………………….
Quatrième vitesse
R4 =
C4 =
n4 =
n = C=
Z1 = 17
Z2 = 28
Z9 = 30
Z10 = 15
Cinquième vitesse
R5 =
C5 =
N5 =

15. ENTRAÎNEMENT
15
BOÎTE DE VITESSES À 3 ARBRES AVEC LE CINQUIÈME RAPPORT SURMULTIPLIÉ
Placer les repères des différents pignons.
Grille des vitesses.
Calcul du rapport de quatrième :
Calcul du rapport de cinquième :
BOÎTE DE VITESSES À 3 ARBRES AVEC LE CINQUIÈME RAPPORT EN PRISE DIRECTE
Placer les repères des différents pignons.
Z1 = 12 Z2 = 36
Z3 = 21 Z4 = 30
Z5 = 24 Z6 = 24
Z7 = 27 Z8 = 21
Z9 = 33 Z10 = 15
Z11 = 14 Z12 = 32
Grille des vitesses.
Calcul du rapport de quatrième :
Calcul du rapport de cinquième :
Z1 = 12 Z2 = 36
Z3 = 21 Z4 = 30
Z5 = 25 Z6 = 22
Z7 = 28 Z8 = 19
Z9 = 37 Z10 = 11
Z11 = 14 Z12 = 32

16. ENTRAÎNEMENT
16
BOÎTE DE VITESSES À 2 ARBRES POUR MOTEUR LONGITUDINAL
Calculs des différents rapports

17. ENTRAÎNEMENT
17
BOÎTE DE VITESSES À 2 ARBRES POUR MOTEUR TRANSVERSAL
Placer les repères des différents pignons.
Dessinez la boîte de vitesses ci-dessus à l’aide de symboles.(Schématisation de transmission)

18. ENTRAÎNEMENT
18
LES VERROUILLAGES DE SÉCURITÉ
Rôle :
1. Le verrouillage de sécurité à disque

19. ENTRAÎNEMENT
19
2. Le verrouillage de sécurité à bonhommes
LES VERROUILLAGES DE POSITION
Rôles :
1. Verrouillage à billeset ressorts 2. Verrouillagesà cliquets et ressorts
SYSTÈME DE MAINTIEN DE LA VITESSE BAGUE DE SYNCHRONISATION

20. ENTRAÎNEMENT
20
LA SYNCHRONISATION À CÔNES
Les éléments de la synchronisation à cône
Première phase de synchronisation : Contact

21. ENTRAÎNEMENT
21
Deuxième phase de synchronisation : Interdiction
Troisième phase de synchronisation : Crabotage

22. ENTRAÎNEMENT
22
LA SYNCHRONISATION «NEW-PROCESS»

23. ENTRAÎNEMENT
23
Position point mort :
Première phase : Contact
Deuxième phase : Interdiction
Troisième phase : Crabotage

24. ENTRAÎNEMENT
24
BOÎTE DE VITESSES AVEC DOUBLEUR DE GAMME AMONT
Boîte à 4 vitesses avec 4 demi-vitesses
Tracez la chaîne cinématique lorsque la
1ère vitesse lente est engagée.
Tracez la chaîne cinématique lorsque la
1ère vitesse rapide est engagée.
Tracez la chaîne cinématique lorsque la
4ème vitesse rapide est engagée.

25. ENTRAÎNEMENT
25
BOÎTE DE VITESSES AVEC DOUBLEUR DE GAMME AVAL
Boîte à 8 vitesses
- Passer dans une couleur chaque éléments du train planétaire.
Rapport de démultiplication ~ 4 :1
Tracer la chaîne cinématique du rapport engagé.
Déterminer la vitesse engagée.
Doubleur de gamme pour
vitesses 1 à 4
Tracer la chaîne cinématique du rapport engagé.
Déterminer la vitesse engagée.
Doubleur de gamme pour
vitesses 5 à 8
Rapport de prise directe = 1 :1

26. ENTRAÎNEMENT
26
BOÎTE DE VITESSES AVEC DOUBLEUR DE GAMME AMONT ET AVAL
Boîte à 8 vitesses et 8 demi-vitesses
- Passer en couleur l’arbre primaire.
- Tracer la chaîne cinématique de la première vitesse lente.
- Tracer la chaîne cinématique de la cinquième vitesse rapide.
- Tracer la chaîne cinématique de la huitième vitesse lente.

27. ENTRAÎNEMENT
27
Questionnaire de révision
1. Quelles sont les pièces en rotation dans une boîte de vitesses à 3 arbres lorsque le moteur est en
fonction, pédale d’embrayage lâchée, le véhicule à l’arrêt et au point mort ?
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
2. Quels sont les quatres rôles de la boîte de vitesses ?
 …………………………………………………………………………………………………………………………
 …………………………………………………………………………………………………………………………
 …………………………………………………………………………………………………………………………
 …………………………………………………………………………………………………………………………
4. Combien de vitesses possède la boîte ci-dessus ?
………………………………………………………………………………………………………………………………..
5. Tracez la chaîne cinématique, sur la boîte ci-dessous, lorsque la 3ème vitesse est engagée.
Z1 Z8 Z6 Z4 Z12 Z10
Z1 = 12
Z3 = 21
Z5 = 25
Z7 = 28
Z9 = 37
Z11 = 14
Z13 = 23
Z2 = 36
Z4 = 30
Z6 = 22
Z8 = 19
Z10 = 11
Z12 = 32
Z14 = 28
Z2 Z7 Z5 Z3 Z11 Z9
6. Tracez la grille du levier de vitesse.
7. Calculer tous les rapports de cette boîte de vitesses.
 R1=………………………………………………………………………………………………………..
 R2=………………………………………………………………………………………………………..
 R3=………………………………………………………………………………………………………..
 R4=……………………………………………………………………………………………………….
 R5=………………………………………………………………………………………………………..
 RR=………………………………………………………………………………………………………
3. Nommez toutes les pièces pointées par une flèche.
1. ……………………………………… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… …… .
2. ……………………………………… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… …….
3. ……………………………………… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… …… .
4. ……………………………………… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… …… .
5. ……………………………………… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… …… .

28. ENTRAÎNEMENT
28

29. ENTRAÎNEMENT
29
8. Quel principe physique est utilisé pour réaliser la synchronisation des éléments à engrener ?
9. Quel est le rôle de la synchronisation ?
10. Qu’est-ce que «l’interdiction» dans un système de synchronisation
11. Avec quel(s) élément(s) tourne la bague synchro dans un système de synchronisation à cône ?
12. Expliquez les différentes phases de synchronisation dans un dispositif à cône et doigts de verrouillages.
13. Comment se produit « l’interdiction » dans un système de synchronisation à cône ?
14. Quels sont les avantages de la synchronisation de type «New-process» ?
15. Expliquez les différentes phases de synchronisation avec un système à anneau expansible.
16. Pour quelles raisons le verrouillage à billes et ressorts est-il nécessaire dans une boîte de vitesses ?

30. ENTRAÎNEMENT
30
17. Dans la b.v ci-dessous un bruit se fait entendre lorsque le moteur est au ralenti, la pédale d’embrayage
lâchée, b.v. au point mort. Ce bruit suit les montées en régime dans toutes les vitesses, sauf la huitième
rapide. Quel est le défaut ?
Un camion à 3 essieux possède un moteur dont la puissance maximum est de 270 [kW] ,
le couple maximum de 120 [daNm] à 1600 [min-1].
Les pneus sont des 275/80 R 22,5 (tubeless) et le rapport des ponts et de 3,46 :1.
Les rapports de la boîte de vitesses sont de ...
20. Calculez le couple maximum aux roues motrices.
21. Calculez la fréquence de rotation du moteur à la vitesse maximum du véhicule, vitesse maxi = 98 km/h.
22. Calculez les rapports du doubleur de gamme aval.
18.Tracez la chaîne cinématique, sur la
boîte ci-dessous, lorsque la 3ème
vitesse lente est engagée.
19.Entourez précisément le doubleur
de gamme amont.
Vitesse lente rapide Vitesse lente rapide
première 13,68 :1 11,64 :1 cinquième 3,36 :1 2,86 :1
deuxième 9,40 :1 8,0 :1 sixième 2,31 :1 1,96 :1
troisième 6,73 :1 5,73 :1 septième 1,65 :1 1,41 :1
quatrième 4,79 :1 4,07 :1 huitième 1,18 :1 1 :1