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Boîte de vitesse manuelle : Tout ce qu'il faut savoir

Une boîte de vitesses manuelle permet à un véhicule d’atteindre la vitesse désirée grâce à l'utilisation d’engrenages, d'un embrayage et d'un levier de vitesses. Cela fonctionne de cette façon : lorsque le conducteur souhaite changer de vitesse, il appuie sur la pédale d'embrayage, tout en relâchant l'accélérateur. Ceci désengage l'embrayage à l'intérieur de la boîte de vitesses, le conducteur peut donc ensuite passer à une vitesse supérieure ou rétrograder.

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La marche arrière est une autre option qui peut être utilisée, lorsque le véhicule n'est pas en mouvement. Connectée au moteur par l'embrayage, la boîte de vitesses tourne au même régime que le moteur, principalement à cause du volant. Le mécanisme d’embrayage va pousser le disque d'embrayage contre le volant moteur, ce qui verrouille le moteur et la boîte de vitesses, en s'assurant qu'ils restent à la même vitesse.

Quels sont les avantages et les inconvénients d'une boite de vitesse manuelle ?

Parmi les quelques avantages d'une boîte de vitesses manuelle par rapport à la version automatique, mentionnons l'amélioration de l'économie de carburant, de la durabilité et du coût.

Parmi les inconvénients, citons une courbe d'apprentissage plus complexe, des changements de vitesse plus lents et une plus grande concentration requise, surtout lorsque le véhicule se déplace sur un terrain accidenté.

La boîte de vitesses : c'est quoi ?

Aussi appelée boîte à variation continue (en anglais : CVT – Continuously variable transmission), son concept est de maintenir le régime du moteur à un niveau suffisamment bas, pour éviter qu’il brûle, tout en maintenant la vitesse souhaitée. Comment la boîte y parvient-elle ? Celle-ci contrôle la vitesse du véhicule par l'utilisation d’engrenages, en relation les uns par rapport aux autres. Cela s’appelle des rapports de transmission, chaque vitesse sur le levier en possède un, ainsi qu'une plage de tours/minute correspondante.

Voyez les choses comme ceci : dans l'exemple d'une boîte à cinq vitesses, le régime du moteur augmente à mesure que le véhicule prend de la vitesse. Une fois que le régime atteint un certain niveau, le conducteur appuie sur la pédale d'embrayage tout en relâchant l'accélérateur, et change de vitesse lorsque l'embrayage se désengage. Ceci fait passer la boîte à la vitesse supérieure, ce qui réduit le nombre de tours/minute et relance le processus au fur et à mesure que le moteur passe à la vitesse suivante.

Habituellement, le conducteur rétrograde en appuyant sur la pédale d'embrayage, et en passant la vitesse désirée. Il n’est pas essentiel de passer les vitesses une à une. Par exemple, un conducteur peut passer de la troisième à la première vitesse s'il le souhaite, sans trop d'effets indésirables, mais il est mieux d’éviter de le faire.

Les vitesses et les tours/minute : tout ce qu'il faut savoir

Dans la plupart des véhicules à boîte de vitesses manuelle, la première, la deuxième, la troisième, la quatrième vitesse et la marche arrière font partie des vitesses, certains véhicules puissants vont même jusqu'à la sixième ou septième vitesse. Au point mort, l'embrayage n'est pas engagé, ce qui oblige le conducteur à serrer le frein de stationnement pour empêcher le véhicule de rouler. Au fur et à mesure que le conducteur passe les vitesses, le moteur produit de plus en plus de tours/minute.

Mais quelle est donc l'importance des tours/minute en ce qui concerne la performance optimale d'un véhicule ? Les tours/minute d'un moteur, c’est le nombre de tours qu’un vilebrequin va effectuer en l'espace d'une minute. Plus le régime est élevé, plus le véhicule va vite et plus le moteur est actif. Si le moteur tournait au régime maximum sur une longue période, il s'userait rapidement en raison de la chaleur et des contraintes produites. Les engrenages de la boîte de vitesses et l'embrayage ralentissent le régime à chaque montée de vitesse, de sorte que le moteur ne tourne pas constamment à un régime élevé.

Le conducteur doit changer de vitesse à mesure qu'il atteint les régimes maximum de la plage dans laquelle il se trouve. Après avoir conduit pendant un certain temps, les conducteurs peuvent généralement savoir quand ils ont besoin de changer la vitesse. Plus celle-ci est élevée, plus son régime maximal est élevé, la première vitesse oscillant entre 1 200 et 1 300 tr/min et la cinquième à plus de 3 000 tr/min.

Le levier de vitesses commande les trois tiges qui pousseront les trois fourchettes, celles-ci enclenchant les différentes vitesses. Lorsque le conducteur déplace le levier vers la gauche et la droite, les fourchettes déplacent les collets qui enclenchent chaque vitesse. Entre les vitesses, le levier reste au point mort et l'embrayage débraye à l'intérieur de la boîte de vitesses.

Le pignon fou et les synchros de boite de vitesse : Ça sert à quoi ?

Certaines manœuvres basiques de la conduite, comme le passage du véhicule en marche arrière, exigent que ceux qui sont équipés d'une boîte de vitesses manuelle utilisent un petit engrenage appelé le pignon fou. En mettant la voiture en marche arrière, la fourchette pousse le collet, déplaçant un engrenage plus grand, en contact avec l’engrenage supérieur et le pignon fou, permettant ainsi à la voiture de reculer. Pour s’assurer que le véhicule ne fasse marche arrière lorsqu’il roule en marche avant, celle-ci tourne dans la direction opposée aux autres vitesses. Ceci permet de s'assurer que les dents de crabot ne s'enclenchent pas, éliminant ainsi la possibilité d'endommager la boîte.

Auparavant, les conducteurs effectuaient un double embrayage. Cette manœuvre consistait notamment à mettre la transmission au point mort et à utiliser le frein moteur pour faire correspondre le régime du moteur. Le conducteur réenclenchait l'embrayage, pour passer à la vitesse désirée. Les véhicules modernes utilisent des synchroniseurs, pour éliminer cette pratique. Le synchronisateur permet au collet d'établir un contact par friction avec les dents de crabot sur l'engrenage. Le collet et l'engrenage se synchronisent de cette façon. Le passage des vitesses se fait ainsi en douceur, sans qu'il soit nécessaire de mettre la boîte de vitesses au point mort au préalable.

Le vilebrequin et l’embrayage : Qu'est-ce que c'est ?

Le bon fonctionnement d’une boîte de vitesses manuelle dépend de pièces comme le vilebrequin et l'embrayage. Le vilebrequin se trouve dans le moteur d'un véhicule et tourne en fonction du déclenchement des chambres. Plus le moteur d'un véhicule contient de chambres ou de cylindres, plus il produit de puissance sous forme de couple. Le vilebrequin transmet ce couple, ou force de rotation, à la transmission, qui est reliée au moteur, au niveau du carter d’embrayage. La transmission, à son tour, transmet ce couple à l'arbre de transmission et au différentiel. Le différentiel contient un simple train épicycloïdal, qui permet d'appliquer progressivement la puissance générée par le moteur aux roues, donnant ainsi au véhicule un mouvement vers l'avant.

L'embrayage joue un rôle important dans tout ce processus. Lorsque le conducteur met le véhicule en marche et lève le pied de la pédale d'embrayage, le véhicule avance. Lorsque le conducteur doit s'arrêter, il appuie sur la pédale d'embrayage en même temps que le frein, tout en relâchant l'accélérateur. Cela désengage l'embrayage et empêche la transmission de tourner, ce qui arrête le véhicule.

Changer de vitesse : Comment cela fonctionne ?

Les rapports d'une boîte de vitesses manuelle sont un élément essentiel au fonctionnement du véhicule. Les vitesses tournent au rythme du moteur. La plaquette d'embrayage fonctionnant en synchronisme avec le volant moteur, il faut bien s’assurer que le moteur et la transmission restent verrouillés ensemble, pour éviter que les vitesses ne patinent. Les vitesses utilisées dépendent principalement de la vitesse à laquelle roule le véhicule. Les vitesses vont de la première à la quatrième ou à la cinquième, et parfois à la sixième et septième vitesse sur les voitures à haute performance.

Les vitesses de la boîte se combinent pour produire le nombre de tours/minute nécessaires à cet engrenage et cette vitesse en particulier. Le rapport de transmission est la différence de taille entre les différents engrenages, et le nombre de dents que contient chaque engrenage.

Qu'est-ce qu'une transmissions synchronisées et non synchronisées ?

Pour en savoir plus sur le fonctionnement des boîtes de vitesses manuelles, intéressons-nous aux boîtes de vitesses synchronisées et non synchronisées. Alors que de nombreux véhicules plus petits sont équipés d'une transmission synchronisée, les poids lourds et autres machines ne le sont pas. Ils sont dotés d’une transmission non synchronisée.

Une transmission synchronisée utilise des synchroniseurs, pour faire correspondre la vitesse de l’engrenage à celle du moteur, en frottant le collet contre un petit embrayage en laiton sur l’engrenage. Une transmission non synchronisée n'a pas cette capacité, ce qui oblige le conducteur à effectuer un double embrayage pour réduire le régime moteur, pour correspondre à la vitesse supérieure dans laquelle ils passent. Les transmissions non synchronisées ne subissent pas autant d'usures que les versions synchronisées, et le changement de vitesse des versions non synchronisées fonctionne beaucoup plus rapidement.

L'entretien d'une boîte de vitesses manuelle, y compris le remplacement du liquide, selon les recommandations d'entretien, permet de s'assurer qu'elle restera en bon état pendant de nombreuses années. Avec le temps, un embrayage s'use et finit par devoir être remplacé. Dans ce cas, demandez à un mécanicien d'effectuer les réparations et l'entretien nécessaires, et reprenez la route dès que possible.

Quels sont les problèmes courants liés aux boîtes de vitesses manuelles, et leurs signes d’alerte

Lorsque vous diagnostiquez les problèmes d'une boîte de vitesses manuelle, gardez à l'esprit les problèmes et signes courants :

  • On parle d’embrayage dur lorsqu’un plateau d'embrayage ne se détache pas du volant moteur. Lorsque cela se produit, la transmission et l'embrayage tournent à la même vitesse, ce qui rend le changement de vitesse difficile, voire impossible. Dans ce cas, un mécanicien pourra inspecter et faire des recommandations pour réparer la boîte de vitesses.

  • On parle de patinage de l’embrayage lorsque la boîte de vitesses patine dans et en dehors de la vitesse. On peut attribuer cela à une liaison - qui maintient l'engrenage en place - usée ou cassée.

  • Un véhicule qui grince et produit des secousses peut avoir une boîte de vitesses défectueuse. La cause peut-être un embrayage défectueux ou des engrenages et des synchroniseurs usés, ou endommagés.

  • Un voyant moteur allumé peut également indiquer un problème avec la boîte de vitesses manuelle. Demandez à un mécanicien de faire un diagnostic pour déterminer le problème dans un premier temps, puis demandez-lui de le corriger au besoin.

 

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