Boîte à cames : opportunités et portée

2024 Auteur: Erin Ralphs | [email protected]. Dernière modifié: 2024-02-19 15:44

L'optimisation des ressources de travail du moteur lors de la gestion occupe l'esprit des concepteurs depuis la sortie de la première voiture. Cela a été réalisé de plusieurs manières, mais l'une des principales était d'augmenter l'efficacité lors de l'interaction avec la boîte de vitesses (boîte de vitesses). La mécanique même de l'appariement de deux nœuds demande un certain effort dynamique, mais il est impossible de se passer de cette fonction. L'un des systèmes les plus économes en énergie pour modifier la fréquence de couple est une boîte de vitesses à cames, qui présente cependant des limites d'utilisation importantes.

Caractéristiques du mécanisme de l'appareil

Bien que les "boîtes" à cames soient supérieures aux transmissions standard dans un certain nombre de caractéristiques, leur conception peut être considérée comme simplifiée par rapport à la mécanique conventionnelle. La principale caractéristique du point de vue du dispositif technique estse débarrasser des synchroniseurs. Avec eux, le dispositif de tout un groupe d'éléments a été optimisé, ce qui était censé faciliter le contrôle de la transmission, mais ils ont également allongé la période d'émission d'une commande via plusieurs nœuds. En conséquence, toute l'infrastructure à dents fines a été remplacée par un ensemble de rangées de cames. Dans une boîte de vitesses de ce type, un embrayage peut contenir jusqu'à 7 cames, ce qui augmente la marge de la zone d'attelage en largeur. Dans le même temps, la taille de l'engrenage de ce système est plus grande que dans les boîtes de vitesses standard, sans parler du remplacement de la forme biseautée des dents par une forme droite. Ce dernier était dû à la nécessité de réduire les pertes par frottement et de minimiser la charge axiale sur l'arbre.

Principe de fonctionnement

La technique peut être séquentielle ou de recherche. Dans le premier cas, un changement de vitesse séquentiel est mis en œuvre, et dans le second - l'habituel, comme dans une boîte de vitesses standard. En pratique, c'est le principe séquentiel qui est le plus souvent utilisé, car il permet de mieux refléter les capacités de conception de la came. La commutation peut être effectuée de haut en bas, ainsi que sur les côtés. La commande depuis le conducteur s'effectue par l'intermédiaire d'un levier relié à l'arbre. Par exemple, la commutation d'une boîte de vitesses à cames sur un VAZ-2108 se caractérise par sa rigidité, sa fiabilité et sa simplicité. Le levier déplace l'arbre rainuré en forme de vague en le faisant tourner d'un certain degré. En conséquence, soit le "neutre" soit la transmission est activée. Soit dit en passant, afin de gagner encore plus de temps, le pommeau de vitesse lui-même est fait grand et haut afin que le conducteur passe moins de temps sur les manipulationsavec commande mécanique. En termes techniques, les systèmes à cames semi-automatiques occupent le stade de développement le plus élevé, dans lequel le conducteur n'a qu'à attendre la commutation souhaitée par l'électronique.

Capacité opérationnelle

Le couple de fonctionnement lors de la manipulation du système de changement de came est considérablement réduit, ce qui permet de gagner du temps. Quelles que soient les caractéristiques du moteur, le taux de changement de couple dans une transmission à cames est plus rapide que dans une transmission conventionnelle. Le temps nécessaire pour terminer l'opération est de 0,4 à 0,6 s, ce qui est perceptible par rapport au désengagement / engagement de l'embrayage sur une voiture avec une «boîte» standard. Plus important encore, la conception de mécanismes séquentiels élargit les possibilités de réglage. Cela s'applique aux cas de conversion complète de la voiture en une modification de course avec un changement de pied. Dans ce cas, il est nécessaire d'installer, avec les paires de boîtes de vitesses, la paire de différentiel principal, qui peut corriger les qualités dynamiques de la machine. Encore une fois, il est peu probable qu'un conducteur ordinaire ait besoin d'une telle mise à jour, mais pour un connaisseur du réglage sportif, cela fournira une nouvelle qualité de conduite.

Application des modèles d'engrenages à came

Sur les voitures particulières destinées à la voie publique, de tels mécanismes sont rarement utilisés. Pour une telle disposition, il doit y avoir certaines raisons liées à l'augmentation de la dynamique ou à la simplification de la base structurelle de l'unité de transmission. Souvent des boîtes de vitesses à cameutilisé dans des événements de réglage unique pour démontrer certaines capacités des modèles conceptuels. Dans le cas de la sportive japonaise Mitsubishi Lancer Evolution, l'association d'une "boîte" séquentielle et d'un moteur de 420 ch, notamment, permettait d'accélérer à 100 km/h en 3,5 s.

Mécanisme de came de boîte de vitesses VAZ

En Russie, la production de composants pour les cames de transmission est réalisée par l'usine Lada Special Transmission. Ce groupe produit des mécanismes séquentiels adaptés aux voitures VAZ. Selon les utilisateurs, les produits nationaux font preuve d'une stabilité, d'une clarté de fonctionnement et d'une fiabilité élevées. Mais vous pouvez également vous tourner vers des solutions de fabricants d'Europe de l'Est comme TST et Dogbox. Dans les lignes de ces sociétés, vous pouvez trouver les boîtes de vitesses séquentielles les plus proches sur le VAZ. Les mécanismes à cames de production étrangère sont généralement livrés sous une forme pliable. Par exemple, des kits sans matériel de montage sont souvent proposés, ce qui nous oblige à rechercher en plus des accessoires pour fixer l'appareil à la base porteuse. Parfois, les transmissions automatiques sont considérées comme des kits de donneurs.

Pignons à cames pour les "classiques"

Bien sûr, le besoin d'équipement avec des "boîtes" à cames ne se limite pas aux voitures nationales. Les berlines et berlines classiques utilisées sur la voie publique peuvent être converties en changement de vitesse séquentiel. Pour ce faire, utilisez des modifications spéciales des boîtes de vitesses à cames sur le VAZ et"classique" dans une configuration ou une autre. En règle générale, ce sont des mécanismes avec un embrayage à came et des réducteurs avec 5 à 7 éléments en surface. Plus il y a de cames, plus la ressource de l'unité dans une paire d'engrenages d'embrayage est élevée. D'autre part, la complexité de la conception augmente le prix et complique le processus d'intégration de l'appareil. Et même si la base du produit s'intègre dans la base de montage en termes de paramètres, des difficultés supplémentaires peuvent être causées par le raffinement de la fourchette de changement de vitesse. Souvent, des montages standard sont utilisés à ces fins, qui sont finalisés par soudage ou fraisage. Des ensembles "boîtes" prêts à l'emploi peuvent très bien être utilisés, mais cela s'applique principalement aux mécanismes obsolètes à 5 cames.

Boîtes à cames et mécaniques de course

Les voitures de sport sont toujours le créneau cible des engrenages à cames. Un exemple de voiture de sport de Mitsubishi a déjà été donné, et l'utilisation de cette unité dans les voitures ne se limite pas à cela. Cette pratique est poursuivie par la Subaru Impreza, pourvue d'une "boîte" séquentielle. Et en ce qui concerne ce modèle, il convient de noter les différences d'approches pour compléter l'unité de came. Dans les versions civiles de la voiture de sport, c'est précisément le principe cohérent de changement de couple qui est utilisé. Mais dans la modification rallye, cette décision est interdite, de sorte que le mécanisme de commutation de recherche de base reste. Un exemple frappant de l'utilisation de cette conception est la rangée de cames de la boîte de vitesses Toyota MR2. Il s'agit d'une voiture de sport à deux places, dont les dernières modifications ont reçu une «boîte» séquentielle SMT à cinq vitesses. Vers les fonctionnalités de ce siteaffirment qu'il est capable de résister aux charges de moteurs d'une capacité d'environ 800 ch

Restrictions sur l'utilisation des points de contrôle séquentiels

Même si nous écartons le fait que seuls les conducteurs ayant une expérience pertinente dans le contrôle physique de la transmission peuvent gérer les "boîtes" à cames, il existe plusieurs nuances cinématiques fondamentalement importantes dans l'utilisation de tels dispositifs. Le changement de vitesse séquentiel réduit la maniabilité du véhicule lors de changements de voie complexes sur la voie publique. En d'autres termes, même un pilote de course agile subira une grosse perte lors du changement de fourche en raison de la nécessité d'un regazage avec des transitions nettes des étages inférieurs aux étages supérieurs. Sur une piste droite, où un maintien constant et confiant d'une vitesse élevée est nécessaire, la boîte de vitesses à cames montre son meilleur côté, mais dans une voiture civile, ses avantages se transforment en inconvénients.

Conclusion

Le concept de décalage séquentiel, avec toutes ses caractéristiques, conserve des perspectives de développement technologique. Ceci est confirmé par la fusion active de tels mécanismes de transmission avec l'électronique. Par exemple, il existe aujourd'hui des unités à cames qui fonctionnent selon les commandes de l'ordinateur de programmation Motec. L'une des principales fonctions de l'unité électronique dans une voiture avec un tel remplissage, comme le disent les développeurs, sera le contrôle automatique du système d'allumage et les performances de regazage.