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La chaîne cinématique

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La chaîne cinématique :

 

 

 

L’ensemble des organes du véhicule permettant le mouvement de celui-ci est appelé « chaîne cinématique ». Pour faire simple, cette chaîne est constituée du moteur, de l’embrayage, de la boîte de vitesses et des roues.

 

Le fonctionnement d'une voiture :

 

Comment avance une voiture ?

Le moteur, bien qu'hautement technologique, n’a qu’une seule fonction : générer un mouvement rotatif. Ainsi, imaginez une grosse boîte d'où sort une barre de fer tournant sur elle-même jusqu’à 10 000 fois par minute ; reliez cette barre aux roues et mettez un habitacle sur l’ensemble : vous aurez une voiture qui roule.

Plus vous accélérez, plus le moteur tourne vite et plus les roues tourneront vite.

chaine cinématique 1

Voilà le principe de base grandement simplifié.

Toutefois, si nos voitures de tous les jours étaient réellement construites comme cela, nous ne dépasserions que difficilement les 30 km/h.

 

Le rôle de la boîte de vitesses :

 

Afin d’aider le moteur et le soulager, les ingénieurs ont ajouté un organe : la boîte de vitesses.

Cette boîte de vitesses va aider le moteur. Le principe est le même que sur un VTT avec un plateau et des pignons. La boîte de vitesses est équipée d’engrenages crantés qui vont permettre de multiplier la force du moteur.

Schématiquement, la « barre » métallique qui relie le moteur aux roues va être coupée pour intercaler la boîte de vitesses.

chaine cinématique 2Deux problèmes apparaissent alors :

1) Les pignons doivent se déplacer lors de l’utilisation de la boîte de vitesses mais si les pignons se séparent tout en tournant ils risquent de casser ;

2) De plus, si le conducteur veut arrêter la voiture, il va freiner jusqu’à ce que les roues se bloquent. Si les roues et le moteur sont reliés directement, alors immobiliser les roues signifie qu'on immobilise le moteur: il cessera alors de fonctionner (un moteur termique doit tourner en permanence à une vitesse minimale, sinon il "cale"). A chaque arrêt, le conducteur devrait alors redémarrer le moteur pour repartir, ce qui est beaucoup trop contraignant.

Solution :

Afin de pouvoir passer les rapports de vitesse et arrêter le véhicule sans couper le moteur, votre voiture dispose d’un embrayage.

 

Le rôle de l'embrayage :

 

L’embrayage est la pédale de gauche qui s’utilise exclusivement avec le pied gauche. Son rôle est à la fois de :

  • faire partir la voiture et dans une certaine mesure permettre une allure très lente ;
  • passer les rapports de vitesse ;
  • permettre d’arrêter la voiture sans immobiliser le moteur (calage).

enlightened ATTENTION : l’embrayage ne sert pas lui-même à arrêter la voiture. L’arrêt total du véhicule en immobilisant les roues ne se réalise qu'avec la pédale de frein.

 

chaine cinématique 3Comment ça marche ?

Lorsque vous démarrez le moteur de la voiture, il n’y a pas de mouvement même si le moteur tourne tant qu'il n’y a pas de vitesse d’enclenchée. C'est ce que l'on appelle le "point mort" :

POINT MORT

=

Moteur tourne + volant moteur tourne + embrayage tourne

MAIS pas de rapport de vitesse 

=

la voiture ne part pas

 

Pour passer la 1ère vitesse, il faut débrayer : il n'y a alors plus de contact entre le moteur et le disque d’embrayage :

POSITION DEBRAYEE

=

le moteur tourne + le volant moteur tourne

MAIS l’embrayage ne tourne pas 

=

la voiture ne part pas

 

Vous remontez doucement l’embrayage (rapide au début car il y a d'abord la course inutile = distance avant que les disques se touchent). Vous tenez ensuite le point de patinage (point où les disques commencent à frotter l'un contre l'autre et à transmettre le mouvement) pour ne pas risquer de partir trop brusquement ou de caler.

POSITION EMBRAYEE

=

Moteur tourne + le volant moteur tourne + l’embrayage tourne (position embrayée) + la boite de vitesse tourne 

=

la voiture part doucement

 

Attention, il faut bien retenir l’embrayage pour ne pas qu’il remonte trop vite. Vous devez atteindre le point de patinage et une fois que vous l'avez atteint, restez un petit moment dessus avant de relâcher complètement la pédale.

pédale d\'embrayage

enlightened TRES IMPORTANT : souvenez-vous bien que quand vous débrayez (vous appuyez sur la pédale d'embrayage) vous coupez la liaison entre le moteur et les roues. Cela veut dire que vous ne pouvez plus accélérer. Mais cela veut dire aussi que le moteur ne retient plus la voiture. En effet, il existe un phénomène que l'on appelle le frein moteur: tant que les roues et le moteur sont liées, le moteur peut retenir les roues. Cela se produit quand on n'accélère plus: dans ce cas, le moteur ne fournit plus aucune force, au contraire il résiste à l'entraînement des roues (parce qu'il est fait de beaucoup d'éléments très lourds à faire bouger). Donc, tant qu'on accélère pas, les roues "luttent" pour entraîner le moteur. On peut en faire l'expérience en essayant de pousser une voiture moteur coupé quand la 1ère vitesse engagée: c'est très dur. Souvenez-vous bien que quand vous débrayez, vous interrompez la liaison roues-moteur : donc vous empêchez le frein moteur de retenir la voiture. C'est très dangereux à faire par exemple dans une descente. Attention !

 

Le rôle de l'accélérateur :

 

La pédale d'accélérateur est la pédale située tout à droite des pédales. Vous l'actionnez exclusivement avec le pied droit.

 

 

pédale d\'accélérateur

 

Il faut combiner le mouvement de la pédale d'embrayage avec une petite action sur la pédale de l'accélérateur.

Pour ne pas caler, on accélère très légèrement en même temps qu'on embraye.

Explication:

Imaginez que vous courez et que quelqu’un vous jette un sac de 20 kg dans les bras violemment. Vous allez tomber.

remontée d’embrayage trop rapide au point de contact (point de patinage)

=

calage

 

Imaginez maintenant que cette personne vous passe le sac lentement surtout au moment où son sac va venir reposer sur vos mains. Vous ne tomberez pas mais vous allez ralentir beaucoup car le sac est lourd. La solution sera alors de marcher un peu plus vite avant de prendre le sac afin que le poids ne vous ralentisse pas au point de vous arrêter.

remontée lente de l’embrayage (surtout au point de patinage)

+

accélération

=

démarrage souple

 



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