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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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Lire l’articleAuteur(s)
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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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1. Présentation du logiciel de simulation numérique
Un modèle de simulation numérique de structure modulaire a été développé sous environnement informatique Delphi. Les autres environnements informatiques déjà cités peuvent aussi permettre le développement informatique des équations et processus présentés. Chaque module correspond à une phase de fonctionnement mentionné. La structure modulaire permet l’étude de chaque phase à un niveau désiré du comportement mécanique. Ce niveau peut être modifié en fonction des conditions locales. Dans chaque module, des boucles d’intégration calculent la variation des paramètres décrivant le fonctionnement des pièces. Les modules et les boucles d’itération principaux sont présentées sur la figure 1.
Les paramètres principaux sont soit la vitesse axiale, soit la force axiale appliquée au baladeur. Durant une simulation, soit l’une, soit l’autre est imposée, en fonction de la phase de fonctionnement en question et de la position géométrique des pièces.
Le logiciel dispose de plus de 60 paramètres d’entrée (figure 2), ce qui permet une utilisation très flexible et une adaptation facile aux différentes conditions initiales. En plus, le logiciel prend en considération l’architecture de la boîte de vitesses et l’inertie des pièces mécaniques (figure 3). Le nombre et le type de roulements, le type, la quantité et la température du lubrifiant sont aussi définis.
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BIBLIOGRAPHIE
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(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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