rapport de vitesse

Un engrenage, au sens opérationnel, n'est pas une seule dent, mais plutôt un appariement sélectionné de dents engrenées qui produit un avantage mécanique spécifique entre les arbres d'entrée et de sortie. Lorsque vous changez de vitesse, vous acheminez la puissance à travers différentes combinaisons de nombres de dents. Un petit pignon entraînant une grande roue dentée multiplie le couple mais sacrifie la vitesse ; l'arrangement inverse sacrifie le couple pour une vitesse de sortie plus élevée. Le rapport de transmission est la simple division du nombre de dents de la roue menée par le nombre de dents du pignon menant, et ce nombre régit directement la force ou la vitesse à laquelle le travail final est effectué.

Les transmissions manuelles et automatiques contiennent plusieurs jeux d'engrenages dans un seul carter. Les leviers de vitesses, qu'il s'agisse de tringleries mécaniques ou de commutateurs électroniques, engagent différentes paires d'engrenages en faisant coulisser des manchons sur des cannelures ou en engageant des embrayages, modifiant ainsi le chemin du flux de puissance. Dans une transmission à cinq vitesses, chaque vitesse numérotée représente un rapport distinct optimisé pour différentes conditions de fonctionnement : les vitesses basses fournissent une force de traction brute à basse vitesse ; les vitesses hautes permettent une croisière efficace à des régimes moteur réduits. Le rapport de démultiplication finale, situé dans le différentiel, applique une réduction supplémentaire qui est constante pour toutes les vitesses sélectionnées.

La surchauffe et la fatigue du métal sont les principales causes de défaillance. Les dents d'engrenage subissent d'énormes contraintes de contact et peuvent s'écailler, se piquer ou se casser sous des charges de choc ou une utilisation prolongée. Des synchroniseurs usés dans les boîtes manuelles provoquent des grincements et des changements de vitesse difficiles. Dans les transmissions automatiques, un engagement retardé ou un patinage indique des disques de friction usés ou une défaillance hydraulique. Des débris de dents d'engrenage usées circulent dans le lubrifiant, c'est pourquoi une analyse régulière de l'huile permet de détecter les dommages précoces avant une défaillance catastrophique.

Le terme dérive du mot vieux norrois signifiant un dispositif ou un outil, mais il s'est lié aux roues dentées au fil des siècles de pratique mécanique. Dans un usage plus large, les gens parlent d'engrenages comme de composants individuels, mais dans la terminologie des transmissions, l'engrenage fait toujours référence à l'état de rapport actif : vous êtes dans un engrenage, pas sur un. Les réducteurs industriels dédiés à des tâches fixes utilisent des jeux d'engrenages hélicoïdaux, droits ou coniques réglés sur un seul rapport plutôt que plusieurs engrenages sélectionnables ; ils occupent un espace de conception différent de celui des transmissions automobiles.