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Présentation
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RÉSUMÉ
Cet article traite de la problématique de développement des synchronisateurs. La conception d’un tel système mécanique doit englober non seulement le comportement global de l’architecture du produit, mais également les comportements respectifs des différents composants le constituant. Sont étudiés tout d’abord les relations du synchronisateur avec la boîte des vitesses, le processus du changement de vitesses, ainsi que les phases principales du fonctionnement du synchronisateur. Les modélisations du comportement de deux synchronisateurs, l’un d’une boîte de vitesses transversale, l’autre d’une boîte de vitesses à double embrayage sont présentés en exemple.
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Daniel PLAY : Ingénieur docteur - Professeur d’Université à l’Institut National des Sciences Appliquées de Lyon
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Laszlo LOVAS : Ingénieur docteur - Maître de conférences à l’Université des Sciences Techniques et Économiques de Budapest
INTRODUCTION
La conception d’un système mécanique repose à la fois sur la caractérisation du comportement de l’architecture même du produit et sur la prévision de la résistance de chacun de ses composants. De nombreux logiciels par exemple de calculs par Éléments Finis permettent d’obtenir des réponses relatives au deuxième aspect. Par contre, le premier aspect relatif à l’architecture est souvent laissé à l’appréciation du concepteur qui quelquefois doit prendre des risques importants s’il n’a pas les moyens de quantifier le comportement global du système mécanique concerné. L’intégration d’un système mécanique dans des ensembles plus complexes suppose de bien en décrire les comportements respectifs. Naturellement, les frontières des zones d’études doivent être au préalable bien définies Synchronisateurs des boîtes de vitesses. Caractéristiques et les modèles doivent aussi être adaptés Synchronisation des boîtes de vitesses. Modélisation pour pouvoir ensuite être traduits informatiquement et donner des résultats chiffrés. Des environnements logiciels permettent maintenant de traduire assez facilement des modèles simples de comportement. On peut alors obtenir des résultats issus de simulations numériques et faire des études paramétriques.
Cet article concrétise une démarche d’études et de développement des synchronisateurs des boîtes de vitesses. Les effets d’architectures de boîtes et de positionnement des synchronisateurs seront abordés. Ensuite, une étude d’influence de paramètres principaux permettra de préciser le fonctionnement des synchronisateurs de type Borg-Warner.
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Présentation du logiciel de simulation numérique
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4. Conclusion
Ce texte a traité de la problématique des synchronisateurs. Après avoir présenté l’état de l’art, les relations du synchronisateur avec la boîte des vitesses ont été étudiées. Le sujet du confort de changement de vitesses a été également abordé. Les rôles de la géométrie et des matériaux des synchronisateurs ont également été traités en détail. C’est la partie la plus délicate de la détermination.
Après cela, le processus de changement de vitesses a été précisé et huit phases principales du fonctionnement du synchronisateur ont été définies. Les phases ont été délimitées à l’aide des données mesurées de changement de vitesses. Ces phases ont été décrites en utilisant les théories classiques de la tribologie, de la mécanique et la thermodynamique. L’hypothèse principale d’axisymétrie a été adoptée tout au long des calculs. Des modèles élémentaires existants ont été utilisés et adaptés au synchronisateur. De nouveaux modèles ont été proposés là où il n’y en avait pas. Ces modèles élémentaires ont été organisés et connectés pour décrire le processus de changement de vitesses et le comportement du synchronisateur. Par exemple, il existe un nombre de gorges optimal sur la surface conique d’une bague synchro. En deçà de ce nombre, la rupture du film d’huile entre les surfaces coniques nécessite un grand effort axial. Au-delà, plus de gorges ne diminuent pas de façon perceptible la force axiale nécessaire à la rupture du film d’huile.
Un stick-slip tangentiel peut se produire quand la bague synchro frotte sur le cône de la roue, et peut donner alors des oscillations de rotation de petites amplitudes. Comme cela se produit dans une phase de fonctionnement sensible, ces oscillations peuvent être à l’origine de l’entrechoquement des pièces, du bruit et des craquements lors du changement de vitesses, puisque le baladeur enclenche la bague synchro avant la fin de la synchronisation. Naturellement, ces phénomènes sont en relation directe avec les propriétés de frottement et les revêtements de surface des cônes de synchronisateur. La connaissance précise de la variation du coefficient de frottement, alliée avec une commande de force axiale appropriée pourrait éliminer ce type de dysfonctionnement.
Le...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ABDEL-HALIM (N.A.), BARTON (D.C.), CROLLA (D.A.), SELIM (A.M.) - Performance of multicone synchronizers for manual transmissions. - Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D, vol. 214, pp. 55-65 (1997).
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(2) - BONESS (R. J.) - Churning losses of discs and gears running partially submerged in oil. - Proceedings of the 1989 International Power Transmission and Gearing Conference, Chicago, pp. 355-359.
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(3) - CALLOCH (S.), COGNARD (J. Y.), DUREISSEIX (D.), MARQUIS (D.) - Les systèmes de transmission de puissance. - Paris, Éditions Lavoisier, 345 p., ISBN 2-7462-0669-2 (2003).
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(4) - DERRIEN (D.) - Oscillations transitoires dans les chaînes cinématiques automobiles. - Thèse de doctorat, École Centrale de Nantes, 263 p. (1999).
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(5) - D’ORAZIO (A.), CAUDANO (M.), UBERTI (M.), URBINATI (M.) - Multicone synchronizer dynamic modeling and experimental bench test rig to improve manual transmission shiftability. - Proceedings of the JSME International Conference on Motion and Power Transmissions, Fukuoka, Japan, pp. 649-656, 15-17...
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