Étude des relations entre le comportement et la fabrication des synchronisateurs des boîtes de vitesse

Lovas László

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• Publié par: Cosac
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Extrait

INTRODUCTION GENERALE

Introduction générale  Lesynchronisateur de boîte de vitesses à commande manuelle a été présenté en 1928 par Chrysler. Depuis, son principe de fonctionnement a conquis le monde de l’automobile. Le synchronisateur est utilisé par chaque constructeur, et il est produit en grande série pour l’industrie automobile. Quoiqu’il soit connu sous son aspect technologique et utilisé depuis longtemps, son fonctionnement en détail (synchronisation et toutes les autres phases) n’est pas connu et décrit de façon utile pour les nouvelles générations de produit.  Lesétudes concernant le comportement du synchronisateur se sont concentrées pour la majeure partie sur l’étude du contact par frottement des surfaces coniques, et la validation de ces études s’est faite par voie expérimentale. Ces dernières années, les demandes sont orientées vers la notion de système et tournés vers l’étude plus générale du comportement du synchronisateur. Des études ont été poursuivies, des modèles de simulation numérique réalisés à l’aide de grands logiciels de simulation sont publiés, validés par des mesures. L’approche globale restait à un niveau de description aussi global.  Cetravail s’inscrit dans la même lignée: l’étude et la simulation numérique du fonctionnement global du synchronisateur. Mais avec un niveau de description beaucoup plus fin et une réflexion sur les phénomènes physiques élémentaires. Le point de départ de ce travail est l’étude bibliographique, en parallèle avec l’étude minutieuse des mesures effectuées dans les essais, et des pièces mêmes du synchronisateur. Ceci faisant, le but de cette première partie du travail était la compréhension la plus complète possible du comportement. Par la suite, la recherche et l’élaboration des modèles d’événements élémentaires, susceptibles de se produire durant le fonctionnement ont été menées. Les modèles de description du comportement des événements élémentaires ont été reliés et inclus dans un logiciel de simulation numérique du comportement global. Les résultats de la simulation, confrontés aux résultats des mesures, ont permis de justifier la validité de l’approche, de quantifier des effets notamment sur les forces d’actionnement, et de faire avancer la compréhension du processus de changement de vitesse.  Lepremier chapitre propose une description des pièces constituant le synchronisateur. Puis, les phases successives de fonctionnement sont présentées. Enfin, les différents problèmes de fonctionnement sont mentionnés d’après la bibliographie. Une grande attention

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est consacrée à l’étude du problème de la deuxième bosse (effort de manœuvre lors de l’enclenchement final de la vitesse).  Ledeuxième chapitre présente les différents modèles élaborés pour la synchronisation, ainsi que les modèles des événements élémentaires applicables lors du changement de vitesses.  Letroisième chapitre commence avec la présentation de la structure du logiciel de simulation numérique. Ensuite, on présente les moyens de mesure, et quelques observations à partir des données mesurées.  Lequatrième chapitre contient la validation des résultats de simulation numérique par les résultats de mesure obtenus au cours d’essais. Ceci permet de continuer la réflexion sur le fonctionnement et de proposer l’étude des phénomènes d’excitation interne lors du fonctionnement du synchronisateur. Les résultats de la simulation issus de cette proposition expliquent une nouvelle composante du craquement des synchronisateurs lors du changement des vitesses.  L’originalitédu travail que nous présentons dans cette thèse provient: •de l’introduction de la description de phénomènes physiques comme le coincement et la déformation des bagues de synchronisateur et comme le stickslip intervenant lors du glissement relatif entre pièces, •de l’articulation et de l’interaction entre les différents modèles élémentaires pour obtenir une description globale. Ce travail a été réalisé dans le cadre d’un contrat de cotutelle de thèse entre l’INSA de Lyon et l’Université des Sciences Techniques et Economiques de Budapest, Hongrie.

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