Changement de vitesse
Définition :
Le changement de vitesse est le système qui permet d'adapter la force et la vitesse de rotation transmises du moteur aux roues. Il modifie le rapport entre la vitesse de rotation du moteur et celle des roues grâce à différents rapports d'engrenages.
Ce mécanisme est indispensable car le moteur fonctionne dans une plage de régime limitée, alors que le véhicule doit pouvoir démarrer, accélérer et rouler à différentes vitesses.
Types de boîtes de vitesses :
- La boîte manuelle reste la plus répandue. Le conducteur actionne l'embrayage avec la pédale de gauche pour déconnecter temporairement le moteur de la boîte, puis déplace le levier de vitesse pour sélectionner le rapport souhaité. Elle offre un contrôle total au conducteur et consomme généralement moins de carburant.
- La boîte automatique change les rapports toute seule grâce à un système hydraulique. Elle utilise un convertisseur de couple à la place de l'embrayage, rempli d'huile qui transmet la rotation du moteur. Elle consomme un peu plus mais les versions modernes ont réduit cet écart..
Fonctionnement des rapports :
La première vitesse transforme chaque tour du moteur en un tour plus lent des roues, mais avec beaucoup plus de force. C'est comme utiliser un levier : on perd en vitesse mais on gagne en puissance. C’est pourquoi la voiture peut démarrer facilement même dans une côte, mais ne peut pas aller très vite en première.
À l'inverse, la cinquième ou sixième vitesse fait que chaque tour du moteur entraîne plusieurs tours des roues. On peut ainsi rouler vite sur autoroute sans que le moteur tourne trop rapidement, ce qui économise le carburant et réduit l'usure.
Le point mort coupe la liaison entre le moteur et les roues. Le moteur peut tourner mais la voiture n'avance pas.
La marche arrière ajoute un engrenage qui change le sens de rotation pour faire reculer le véhicule.
Utilisation et conduite :
Pour bien utiliser une boîte manuelle, il faut synchroniser l'embrayage, l'accélérateur et le levier de vitesse. Relâcher l'embrayage trop brutalement fait caler le moteur, tandis que l'accélérer trop fort fait patiner l'embrayage et l'use prématurément.
Le passage des vitesses doit se faire au bon moment selon le régime moteur et les conditions de circulation.
Les montées demandent souvent de rétrograder pour maintenir la puissance, tandis que les descentes permettent d'utiliser le frein moteur.
L'anticipation des situations permet d'optimiser les changements de vitesse et de réduire l'usure des composants.
Problèmes courants :
- L'embrayage s'use progressivement et peut commencer à patiner, surtout lors des démarrages en côte.
- Les synchros de la boîte peuvent s'abîmer si on force les vitesses, provoquant des difficultés d'engagement et des bruits de craquement.
- L'huile de boîte doit être changée périodiquement pour maintenir une lubrification correcte des engrenages.
- Les boîtes automatiques peuvent développer des à-coups lors des passages de vitesse si l'huile hydraulique vieillit ou si les filtres s'encrassent.
- Les sondes électroniques peuvent aussi défaillir et perturber la gestion automatique des rapports.
Évolutions récentes :
Les boîtes automatiques modernes peuvent avoir 8, 9 ou même 10 rapports pour optimiser la consommation et les performances.
Les boîtes à variation continue (CVT) utilisent des poulies et une courroie pour avoir une infinité de rapports, offrant une conduite très souple mais parfois moins sportive.
Les voitures électriques révolutionnent le concept puisque leur moteur électrique fournit un couple constant à tous les régimes.
