Les moteurs à combustion interne tournent à des vitesses élevées, donc une réduction de vitesse est nécessaire pour transmettre la puissance aux roues motrices, qui tournent beaucoup plus lentement.
La boîte de vitesses offre une sélection de rapports pour différentes conditions de conduite : départ arrêté, montée d'une côte ou croisière sur des surfaces planes. Plus le rapport est bas, plus les roues tournent lentement par rapport au régime moteur.
La boîte de vitesses à prise constante
La boîte de vitesses est le deuxième étage du système de transmission, après l'embrayage. Il est généralement boulonné à l'arrière du moteur, avec l'embrayage entre eux.
Les voitures modernes à transmission manuelle ont quatre ou cinq vitesses avant et une marche arrière, ainsi qu'une position neutre.
L'engrenage tourne librement sur une douille, mis en rotation par un engrenage en prise sur l'arbre intermédiaire. L'unité de synchronisation, cannelée sur l'arbre principal, repose à proximité.
La fourchette déplace la synchronisation vers le rapport sélectionné. Les surfaces de friction synchronisent les vitesses de l'arbre et synchronisent et verrouillent les engrenages ensemble.
Le levier de vitesses, actionné par le conducteur, est relié à une série de tringles de sélection situées en haut ou sur le côté de la boîte de vitesses. Les tiges de sélection sont parallèles aux arbres portant les engrenages.
La conception la plus populaire est la boîte de vitesses à prise constante. Il comporte trois arbres : l'arbre d'entrée, l'arbre intermédiaire et l'arbre principal, qui tournent dans des roulements dans le carter de la boîte de vitesses.
Il y a aussi un arbre sur lequel tourne le pignon fou de marche arrière.
Le moteur entraîne l'arbre d'entrée, qui entraîne l'arbre secondaire. L'arbre intermédiaire fait tourner les engrenages sur l'arbre principal, mais ceux-ci tournent librement jusqu'à ce qu'ils soient verrouillés au moyen du dispositif de synchronisation, qui est cannelé sur l'arbre.
C'est le dispositif de synchronisation qui est en fait actionné par le conducteur, par l'intermédiaire d'une tige de sélection munie d'une fourchette qui déplace la synchronisation pour engager le rapport.
L'anneau baulk, un dispositif de retardement dans la synchronisation, est le dernier raffinement de la boîte de vitesses moderne. Il empêche l'engagement d'un rapport tant que les vitesses de l'arbre ne sont pas synchronisées.
Sur certaines voitures, un rapport supplémentaire, appelé overdrive , est installé. Il est supérieur au rapport supérieur et permet ainsi une conduite économique à des vitesses de croisière.
Les vitesses sont sélectionnées par un système de tringles et de leviers actionnés par le levier de vitesses. L'entraînement est transmis par l'arbre d'entrée à l'arbre intermédiaire puis à l'arbre principal, sauf en entraînement direct - pignon supérieur - lorsque l'arbre d'entrée et l'arbre principal sont verrouillés ensemble.
