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 la transmission

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yosh
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MessageSujet: la transmission   Mer 16 Fév - 20:02

Transmission, boite, embrayage ...

Transmission finale :

Je commencerai, pour évoquer les différents éléments participant à la transmission de la puissance à la roue (pas forcément arrière) d'une moto, par la transmission ... finale.
Par contradiction ? Sûrement pas. Plus simplement, les premières motos ne disposaient pas de boite de vitesse et encore moins d'embrayage. Certaines, même, ne disposaient d'aucune transmission. Comme ce fut le cas des Hildebrand et Wolfmuller de 1891 ou de la Holden de 1896, dont les bielles actionnaient directement des manivelles situées sur le moyeu de la roue arrière, cette dernière faisant office de volant moteur. Pas de transmission, non plus, pour la Millet "Soleil" ou la Mégola (ci-contre) dont les moteurs sont directement fixés sur la roue. Arrière pour la Millet et avant pour la Mégola.
Vous savez certainement que les premières transmissions, comme celle de la Perreaux à vapeur, utilisaient une courroie en cuir. Anecdotiquement, son ancêtre - un tricycle conçu par le même Perreaux - disposait d'une chaudière située sur l'axe des roues arrières et d'une traction avant.
Il n'est pas aisé d'établir une chronologie stricte, puisque certaines techniques vont cohabiter soit pour des raisons économiques, soit parce que les fabricants n'étaient pas convaincus par une solution donnée.
Dans un premier temps, la tension de ces courroies était fixe. Elles étaient censées jouer un certain rôle d'embrayage grâce à un effet de patinage sur la poulie jante. Pourtant, lorsqu'on arrêtait la moto, la plupart du temps, le moteur stoppait également.

Une première amélioration sera apportée à ce système en y adjoignant des poulies mobiles permettant de règler la tension de la courroie, comme sur la "Moto-Rève" Suisse de 1902, ci-contre.

C'est la firme Belge F.N., qui était alors un des plus actifs constructeurs du début du siècle - précédant - qui apportera une amélioration à ce système sous la forme d'un tendeur bien plus précis, tel que celui que l'on voit sur le document ci-joint.
Entre-temps, une autre avancée fut effectuée avec l'introduction de la courroie trapézoïdale, "importée" des Etats-Unis en Europe par un coureur de l'équipe Clément. Cette forme trapézoïdale permet, par rapport à une courroie plate, d'obtenir la même surface de contact pour une largeur inférieure de 2/3. Mieux encore, elle a une faculté d' "auto serrage" sur la poulie jante autorisant une tension inférieure à celle d'une courroie plate.

C'est en 1901 que l'on voit apparaître la chaîne comme transmission finale sur une moto, sur une "Pétrocyclette" de fabrication Française. Pour autant, la chaîne est connue depuis plusieurs années sur des vélos ou, par exemple, sur la "Motocylette" des Frères Werner de 1897. Sur cette dernière, le moteur, placé devant le guidon, entraîne la roue avant via une courroie. Mais c'est bien une chaîne qui entraîne la roue arrière afin de lancer l'engin. Dans le même ordre d'idée, on verra nombre de motos avec un pédalier entraînant la roue arrière grâce à une chaîne et, du côté opposé, une courroie permettant au moteur d'entraîner la roue, comme sur la Terrot de 1906.
Pourquoi avoir attendu aussi longtemps pour utiliser une chaîne pour la transmission finale ? Apparemment, parce que la courroie faisait (plus ou moins) office d'embrayage ou bien par manque de fiabilité. La chaîne ne commencera, d'ailleurs, à se généraliser qu'avec l'adoption de boites des vitesses.

Les premières chaînes utilisées pour la transmission étaient toujours en cuir et plates, mais formées de plusieurs éléments rivetés. On vit rapidement apparaître des chaînes métalliques, fort semblables à celles que l'on connaît aujourd'hui et qui résolvent pas mal de problèmes, particulièrement celui du patinage. (A moins que la chaîne ou les pignons ne soient très usés. Ne riez pas : on en a vu ! )
En l'absence de tout élément de suspension arrière, ou lorsque le débattement de cette dernière est faible, cette solution est quasiment parfaite. Mais lorsque les bras se sont mis à osciller, s'est posé un problème : la tension de la chaîne n'est pas constante, puisque le pignon de sortie de boite et l'axe du bras oscillant ne sont pas coaxiaux. Ce qui participe à l'usure de la chaîne. Quant à sur tendre la chaîne pour limiter le problème, cela aurait rapidement des conséquences graves pour les roulements de roue et pour la boite de vitesses.
L'idéal serait d'aligner la sortie de boite avec l'axe du bras oscillant. Solution qu'adoptera, par exemple, Bimota sur ses SB2 et SB3 (ci-contre), mais qui est peu compatible avec une production en grande série.
Autre inconvénient de la chaîne : Travaillant à l'air libre, elle est la cible privilégiée des intempéries (pluie) et autres éléments extérieurs (sable, boue). On a pu voir certaines motos équipées d'un carter composé de deux parties symétriques. Tant que la moto était neuve, tout allait bien, mais suite à des démontages et remontages les demi carters perdaient de leur étanchéité et le remède était pire que le mal : la lubrification de la chaîne était alors assurée (?) par l'eau stagnant au fond du carter. Kaaden adoptera sur ses MZ une solution vraiment efficace avec une protection en caoutchouc. Dispositif qui fut développé en priorité pour les motos d'enduro mais qui profitera ensuite aux motos de série... les moins chères du marché.
C'est Georges Largis qui me rappelle qu'on a vu d'autres carters de chaîne de construction "sérieuse", qui nous viennent encore d'Allemagne, plus précisément de chez Mammuth.
Friedl Munch vient d'ailleurs récemment de nous concocter une moto "gigantesque" dans l'esprit des réalisations à moteur NSU qui le rendirent célèbre. La "petite dernière" (?) est équipée d'un moteur Opel à injection de pas moins de 2 litres. Il valait mieux, dans ces conditions, préserver la chaîne de transmission.
Au passage, nombreux sont ceux qui traitent Friedl Munch de "vieux fou". Mais des fous comme lui, heureusement qu'il y en a. Sinon, la vie serait bien triste.
Dès le début du 20ème siècle, F.N. a déjà inventé la transmission acatène pour ses 4 cylindres.
Petite parenthèse concernant la terminologie. Sans vouloir jouer les professeurs : je me suis précédemment fait "reprendre" sur ce point par des correspondants bien plus compétents que moi !
Le terme "acatène" employé ci-dessus est partiellement inapproprié, puisqu'il signifie, littéralement "sans chaîne". Les premières transmissions par courroie sont donc également "acatènes".

Une autre confusion courante consiste à appeler "transmission par cardan", un dispositif qui est avant tout une transmission par arbre. Tant que la moto ne dispose pas de suspensions, le(s) cardan(s) ne s'impose(nt) pas. Ils ne feront leur apparition que plus tard.
Arbre que l'on retrouve également sur la Pierce-Arrow Américaine de 1909 (ci-contre). Rien de très étonnant lorsque l'on sait que Pierce s'inspira de F.N. pour concevoir ses motos. Plus amusant est le fait de voir associé, ici, un pédalier de vélo avec transmission par chaîne pour lancer le moteur et un arbre pour la transmission finale.
Dans la "mémoire collective" du motard, la transmission par arbre ne fut quasiment utilisée que sur des machines allemandes (B.M.W., Zundapp) ou sur quelques rares productions britanniques telles les Vélocette (avec la "LE") ou les Sunbeam..
Dans tous les cas, elle se rencontre rarement. A ceci, plusieurs raisons :

Non seulement sa fabrication est onéreuse mais elle demande, en plus, la conception d'un moteur spécifique, ce qui ne fait qu'ajouter aux coûts.
Elle est consommatrice de puissance. Mais l'argument est relatif puisqu'une chaîne mal tendue consomme autant qu'un arbre et une chaîne reste rarement bien tendue très longtemps.
Pourtant, l'arbre connaîtra une certaine vogue aux alentours des années 1930. Rien qu'en France, on pouvait trouver :

Bridier-Charron, qui a fourni nombre de constructeurs en boites de vitesses les plus diverses, propose dans les années '20 une "boite pour bloc-moteur à cardan" adaptable sur un moteur existant.
Moteurs adaptables que l'on trouvera, équipés d'une transmission par arbre, sur les "Dédé-Moussard" en 1922 et que l'on vit même engagées au Bol d'Or, ou sur des Helyett (350 cm3, 1929),

Certains constructeurs iront plus loin dans cette démarche, comme Monsieur Billon sur ses Ultima, en 1930, avec un splendide bloc-moteur de 350 cm3, Gnome-Rhône avec ses "V2" (qui étaient des "Flat-Twin") en 1932 ou encore Dollar et ses fameuses "V4". On avait presque l'embarras du choix !





Les arbres de transmission se retrouvent bien moins fréquemment en compétition, où la perte de puissance, due à l'utilisation d'une multitude de renvois d'angles est, bien plus que pour les motos de tourisme, un frein à son utilisation.
Il est d'autant plus étonnant, alors, d'en trouver chez un constructeur réputé pour son conservatisme comme Vélocette, qui en équipa son bicylindre de Grand-Prix, connu sous le surnom de "Roarer". Celle-ci, équipée d'un seul cardan, doit être affublée du même comportement étrange que les BMW séries 2 et 5, dont l'arrière se soulève à l'accélération. Pour contrer l'excès de puissance, peut-être ?

Comportement qui sera corrigé bien plus tard par le même BMW. Pas tout à fait, puisque MV-Agusta essaya également une transmission par arbre et cardans sur une de ses 500-4cylindres. Apparemment, les mécaniciens de MV, confrontés au même problème, avaient déjà trouvé la parade en utilisant deux bras parallèles et deux cardans (au lieu d'un seul). Conception a priori en mesure d'annihiler ces mouvements parasites... mais également très lourde. Ce qui conduisit à l'abandon de cette solution, puisqu'une masse excessive à ce niveau implique d'autres anomalies comportementales influençant négativement la tenue de route.

On ne reverra quasiment plus de transmission par arbre en compétition; si ce n'est dans des épreuves d'endurance, avec BMW et Guzzi). Ce qui se conçoit très bien. Par contre, il est difficilement compréhensible que ce genre de transmission ne se retrouve plus que très rarement sur les motos routières contemporaines.



Difficile d'évoquer les différents modes de transmission finale sans évoquer une des plus simples (ou simplistes, selon les sensibilités) : La transmission par galet, utilisée à partir de 1945 sur le "Velo-Solex".
Utilisée, mais pas inventée puisqu'on la vit pour la première fois sur le "Cyclotracteur" de 1920.
On peut se demander pourquoi avoir ressorti une solution aussi archaïque en 1942. Mais Goudard et Mennesson ont prouvé qu'ils n'avaient pas tort puisque leur invention fait partie des engins les plus vendus de la planète.
Après tout, pourquoi faire compliqué ? Et puis, qui est déjà tombé en panne de transmission avec un "Solex" ?


L' Embrayage :

L'embrayage a été utilisé dès 1900, sous une forme différente de ce que l'on connaît aujourd'hui, constitué alors de deux cônes s'emboîtant l'un dans l'autre.
Sur la figure jointe est représenté l'ensemble embrayage à disques / boite de vitesse, avec, en rouge, le cheminement du mouvement depuis la sortie du moteur jusqu'au pignon d'entraînement de la chaîne.

A : Mécanisme d'embrayage.
B : Engrenage, solidaire de l'embrayage, entraîné par le pignon de sortie du moteur.
C : Pignons de l'arbre primaire de la boite de vitesse, solidaires de la "noix" d'embrayage
D : Ces pignons engrènent ceux de l'axe secondaire.
E : L'axe secondaire de boite est lui-même solidaire du pignon entraînant la chaîne de transmission.


Lorsque l'embrayage est démonté, on distingue les éléments suivants, de gauche à droite :
Le levier d'embrayage relié au câble et qui, lorsque ce dernier est tendu, viendra actionner une tige.
La tige d'embrayage, passant à l'intérieur de l'axe primaire de la boite et qui viendra pousser le plateau et la noix d'embrayage.
La "cloche", entraînée par le pignon de sortie du moteur.
Les disques garnis, dont les encoches les rendent solidaire de la cloche dans le sens de rotation, mais libre de coulisser horizontalement.
Les disques lisses, solidaires du plateau de pression par leurs encoches, mais coulissant horizontalement.
La cloche d'embrayage, solidaire de l'axe primaire de boite.
Les ressorts et les vis maintenant les disques comprimés au repos.
Si l'on a suivi la description des éléments, lorsque l'embrayage est au repos, le pignon de sortie du moteur entraîne la boite de vitesse. Lorsque le levier est actionné, il pousse le plateau de pression, via la tige et les disques d'embrayage s'écartent. La cloche d'embrayage n'entraîne plus le plateau de pression, donc le pignon de sortie du moteur n'entraîne plus la boite.



La boite de vitesses :

Les boites de vitesses ont existé, sur les motos ou tricycles, avant 1900 dans une forme proche de celle que l'on connaît. (En option sur les De Dion et Bouton de 1899, par exemple).
Les principaux éléments sont, de droite à gauche et de bas en haut :

Le levier de sélecteur.
Le sélecteur lui-même, doté d'encoches.
Lorsque le sélecteur est déplacé de haut en bas et de bas en haut, il déplace ces encoches, qui elles-mêmes, déplacent les fourchettes de droite à gauche, et inversement.
Les fourchettes déplacent elles-mêmes des crabots coulissant sur l'arbre secondaire et dotés de cannelures qui vont s'enclencher successivement dans les pignons, également libres sur l'arbre secondaire.
Les pignons de l'arbre primaire sont solidaires de l'arbre primaire.
Chaque couple de pignon des axes primaire et secondaire ne se déplacent pas latéralement l'un par rapport à l'autre.













Pour mieux illustrer le fonctionnement de la boite de vitesses, sachant que différents systèmes ont pu être utilisés, vous trouverez ci-dessous quelques exemples de ce qui se faisait en terme de boites à trois rapports dans les années 1920 :



Pour beaucoup, la boite de vitesse "classique" ne présente guère d'inconvénients d'autant que l'on connaîtra très tôt des sélecteurs au pied en option ou sur des motos de compétition (vers 1910) et que la faible inertie des pignons permet, la plupart du temps, des changements de rapport "à la volée".
Certains constructeurs ont exploité des voies différentes. On se rappelle de Honda qui diffusa une 750 / 4 cylindres à boite automatique qui ne connût aucun succès, pas plus en Europe qu'outre-Atlantique. On se rappelle moins de B.S.A., qui tenta une expérience dans le même sens, sans plus de réussite.

D'autres, visant une simplification de fabrication et d'utilisation, auront auparavant testé des systèmes d'engrenages épicycloïdaux, placés dans le moyeu arrière. Système que l'on retrouve, sous une forme plus élaborée sur des voitures de luxe - la plupart du temps françaises - équipées de boites "pré sélectives".


Le constructeur britannique Rudge est resté célèbre pour ses victoires en compétition et ses monocylindres à quatre soupapes.
Mais il a également été, dès 1911, un précurseur dans la domaine de la transmission avec son modèle "Multi" qui proposait un système doté d'une poulie moteur dont le diamètre augmente tandis que celui de la poulie réceptrice, sur la jante, diminue. En théorie, on dispose d'une infinité de rapports. Mais le dispositif est commandé par un levier qui propose tout de même vingt positions différentes.
Ce principe se retrouvera bien plus tard, sous une forme mécaniquement bien plus simple, sur les automobiles DAF et sur la Mobylette de Motobécane.

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