Rapport de traitement thermique

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I-PRESENTATION DE LA BOITE DE VITESSE

1. Rôle de la boite de vitesse

La boite de vitesses d’une voiture est à peu près semblable a un système de plateau/dérailleur que l’on retrouve sur un vélo. Elle est destinée à modifier la démultiplication entre l’élément moteur et les roues.

Dans une voiture, la boite de vitesses permet de transmettre la puissance générée par le moteur thermique aux roues motrices en démultipliant plus ou moins la vitesse de rotation de l’arbre de sortie moteur selon la vitesse. La boite de vitesse permet d’accroitre les possibilités de rotations des roues, et donc de rouler au pas comme atteindre de grandes vitesses.

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Cette puissance doit être adaptée aux différentes conditions de conduite du véhicule, la résistance au roulage étant évidemment autre si l’on est en situation de démarrage que lorsque la voiture est lancée. En effet, la boite de vitesse permet au moteur de la voiture de faire face aux différentes conditions d’utilisation de la voiture qui sont :

• Le démarrage
• L’accélération
• Le roulage
• L’accommodation au relief

1. Historique

1887 : Première boite de vitesse dans la Benz avec deux vitesses : avant et arrière.

1928 : Présentation du premier synchronisateur de boite de vitesse a commande manuelle par Chrysler

1937 :  General Motors propose sur les Oldsmobile une transmission semi-automatique

1940 : Tous les constructeurs américains offrirent des transmissions automatiques Borg Warner

1. Eléments constitutifs

c.1- Engrenage

Un engrenage est un système mécanique compose de deux roues dentées ou plus engrenées servant soit à la transmission du mouvement de rotation entre elles soit à la propulsion d’un fluide (on parle alors de pompe a engrenages dans ce cas). La boite de vitesse est constituée d’un carter rempli d’huile renfermant des pignons de différents diamètres engrenés entre eux a tour de rôle, afin d’obtenir les différents rapports de démultiplication. Les engrenages du type à axes parallèles et a taille oblique des dents sont généralisés sur les boites mécaniques, alors que les engrenages épicycloïdaux sont réservés aux boites automatiques. Les critères de performance sont :

• Le silence de fonctionnement
• La tenue mécanique
• Matériau : Aciers au carbone avec un traitement du type carbonitruration et une trempe

c.2- Arbre

Le rôle des arbres est de supporter :

• Les engrenages
• Les synchroniseurs
• Les crabots

Le type de boite mécanique le plus courant est a arbres a axes parallèles avec moyeux de synchros coulissants. La boites de vitesses comporte trois arbres : un arbre primaire et un arbre secondaire places bout a bout selon le même axe et un arbre intermédiaire place a cheval par rapport aux deux autres et parallèlement a ceux-ci.

c.3- Le baladeur

C’est une pièce tubulaire flottante située entre la fourchette de commande et le moyeu. A l’intérieur, elle possède des cannelures qui la relient au moyeu. A l’extérieur du baladeur, on trouve une rainure circonférentielle qui est le logement de la fourchette actionnant axialement tout le mécanisme.

c.4- Commande de boite

La commande de boite est constituée :

• Des fourchettes
• Des doigts
• D’un dispositif anti-verrouillage

c.5- Carter

Le carter de boite de vitesse est une enveloppe protégeant l’organe mécanique, il est fermé de façon étanche. Il contient le lubrifiant nécessaire au bon fonctionnement des organes devant être isoles de l’extérieur. Les critères de performance de cette pièce sont :

• L’étanchéité
• La rigidité
• L’évacuation de chaleur
• Le silence de fonctionnement

1. Présentation du 27MnCr5

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a-        Présentation du procédé

  D'après la norme NF A 02010, "la cémentation est un traitement thermochimique auquel est soumis un produit ferreux porté à l'état austénitique pour obtenir un enrichissement superficiel en carbone, élément qui se trouve en solution solide d'insertion dans l'austénite. Le produit enrichi en carbone subit un durcissement par trempe ultérieure ou immédiate ". Par absorption et diffusion du carbone dans l'austénite, on obtient après trempe, une couche principalement martensitique de grande dureté capable de résister aux pressions de contact, à l'usure, à la fatigue. La résistance accrue des couches superficielles s'accompagne d'une fragilité qui doit être compensée par un cœur ductile. Un tel résultat est obtenu en limitant la teneur en carbone des aciers de cémentation de 0,10 à 0,25 %

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