La boîte de vitesses d'une voiture est, dans son principe, semblable à un système de plateau/dérailleur que l'on retrouve sur un vélo. Elle est destinée à modifier la démultiplication entre l'élément moteur (jambes du cycliste dans le cas d'un vélo et moteur dans le cas d'une voiture) et les roues.
Rôle et fonctionnement de la boîte de vitesses
Dans une voiture, la boîte de vitesses permet de transmettre la puissance générée par le moteur thermique aux roues motrices en démultipliant plus ou moins la vitesse de rotation de l'arbre de sortie moteur selon la vitesse. Car un moteur thermique est limité à une plage de régime précise (ex : de 1000 à 5000 t/min maximum). Si la roue était directement reliée au moteur (donc pas de boîte), elles ne pourraient tourner qu'à une fréquence comprise entre 1000 et 5000 tours si je reprends mon exemple entre parenthèses.
Cette puissance doit être adaptée aux différentes conditions de la conduite du véhicule, la résistance au roulage étant évidemment autre si l'on est en situation de démarrage que lorsque la voiture est lancée. On nomme rapports de transmission les coefficients de démultiplication ou de réduction appliqués à la puissance issue du moteur et communiquée au système de roulement (les roues).
Le levier de vitesse est lié à une tringlerie. La tringlerie bouge les fourchettes (en convertissant le mouvement du levier vers un "autre mouvement que pourra recevoir la boîte", en l'occurrence la fourchette), qui elle même bouge un baladeur qui va craboter (lier) un pignon "fou" (= libre = non relié à l'arbre qu'il occupe) de l'arbre secondaire.
Il faut tout de même savoir que les arbres secondaires et primaires sont alignés dans le cas d'une boîte à trois arbres, faisant croire à certains néophytes qu'il n'y a qu'un seul arbre ... En réalité, l'arbre primaire fait bouger l'arbre secondaire par le biais de l'arbre intermédiaire. En revanche, le système pour une boîte à deux arbres est plus simple à comprendre puisqu'il n'y a pas d'arbre entre les deux.
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Les anciennes boîtes avaient souvent des engrenages à denture droite (comme avec la marche arrière des boîtes modernes) et non hélicoïdales comme sur les modernes. Le lien entre les engrenages se faisait en faisant glisser les pignons sur les arbres : quand ils étaient en face le lien était fait). Mais rapidement est venu le système à crabots (sans synchros, ça craquait et il fallait insister mais ça marchait ...).
D'une manière générale, tous les engrenages sont continuellement reliés les uns aux autres, que vous soyez au point mort ou non. Engager une vitesse ne consistera au final qu'à verrouiller un des engrenages (appelés pignons fous) sur l'arbre secondaire ... Ce n'est pas plus compliqué que cela. Les engrenages baignent dans de l'huile qui est continuellement brassée par les mouvements internes. Cette dernière est donc projetée vers le haut, car l'ensemble n'est pas totalement rempli d'huile.
Quand j'engage un rapport, la fourchette vient bouger le baladeur (la bague synchro est à l'intérieur) pour venir solidariser un pignon à l'arbre (celui qui correspond à la vitesse voulue). Une fois déplacé, il y a alors une liaison "en dur" entre les trois arbres, ce qui permet alors de faire tourner les roues.
Le rapport 4 est particulier car il est généralement en ratio 1:1, c'est à dire qu'il n'y a aucune démultiplication entre le moteur et les roues (qui tournent alors à la même vitesse que le moteur).
Dans le cas des boîtes à deux arbres, le principe reste le même mais le nombre de pièces est moins important, ce qui aide à faciliter la compréhension. Les pignons sur l'arbre primaire (rouge) sont "soudés" alors que ceux de l'arbre secondaire (bleu) sont dits de "fous". Voici le premier rapport engagé, le premier pignon bleu est désormais solidaire avec son arbre (le secondaire).
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C'est très simple, pour avoir une marche arrière il suffit d'intercaler un pignon supplémentaire pour faire tourner les roues dans l'autre sens. En effet, quand j'ai deux pignons connectés entre eux, l'un va dans un sens (ex : tourne vers la gauche) et l'autre dans le sens opposé (vers la droite donc). En revanche, si j'intercale un pignon entre ces deux là, le premier et dernier pignon vont alors tourner dans le même sens.
Bref, quand j'ai une cascade de pignons qui tournent dans un certain sens à la sortie, il suffit juste que je rajoute un pignon à cette "cascade" pour que la rotation de sortie soit inversée (c'est ce qui se produit quand on l'engage, un pignon s'intercale généralement entre les deux arbres au lieu de simplement les connecter. Ce qui inverse le mouvement).
La marche arrière dispose d'un pignon plus basique, ce qui provoque le son particulier quand on roule en marche arrière. Car j'imagine que vous aviez déjà remarqué qu'une auto était bien plus bruyante en marche arrière.
Composants clés de la boîte de vitesses
- Fourchette: Sa mission est de déplacer le baladeur afin d'engager un rapport de vitesse (en bloquant un des pignons situés sur l'arbre secondaire).
- Baladeur: Il va permettre de verrouiller un rapport, à savoir lier un des pignons fous sur l'arbre qu'il occupe.
- Synchro de boîte: Appelé aussi bague synchroniseur, elle permet d'adoucir le verrouillage des rapports. Car quand on enclenche une vitesse, cela consiste à lier entre eux des éléments qui tournent à des vitesses différentes.
- Arbre intermédiaire: Uniquement sur les boîtes à trois arbres, il est situé non pas dans le prolongement de l'arbre primaire mais parallèlement.
- Arbre secondaire: C'est sur ce dernier que les pignons de chaque vitesse sont situés.
- Embrayage: Il permet de lier (ou pas, selon que vous embrayez ou débrayez) le moteur à la boîte de vitesse.
Ce type d'engrenage parallèle ne concerne que les boîtes mécaniques ou encore les robotisées simple et double embrayage. Le rapport de première est utilisé uniquement pour le démarrage, qui demande le plus de puissance, puisqu'il s'agit d'arracher le véhicule à son état statique. Les autres rapports sont appelés intermédiaires. Les premières voitures n'avaient que 3 vitesses (par exemple la Traction).
L'entretien de la boîte de vitesses comprend la vidange de l'huile qui sert à lubrifier les engrenages. Il arrive aussi qu'il y ait une fuite d'huile liée à un problème d'étanchéité de la boîte. A faire si le démarrage est particulièrement lent ou nécessite une puissance accrue et si les vitesses passent mal en permanence. La boîte de vitesses est une des pièces maîtresses de votre voiture.
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Causes fréquentes d’un levier de vitesse bloqué en marche arrière
Dans la mesure où il s'agit d'une technologie complexe, certaines voitures sont connues pour avoir des boîtes fragiles : par exemple la Golf4, la Polo, la Mini, mais aussi la Clio et certaines Audi.
Problèmes liés à la tringlerie de transmission
L’une des raisons les plus courantes d’un levier de vitesse bloqué en marche arrière est liée à la tringlerie. Cette partie mécanique, responsable de la liaison entre le levier et la boîte de vitesse, peut être sujette à l’usure ou au désalignement. Un câble de sélecteur déplacé ou un pignon d’inversion coincé pourrait empêcher le passage fluide des vitesses, rendant impossible de changer de rapport.
Usure ou défaut de l’embrayage
Un autre symptôme de levier bloqué peut provenir de l’embrayage. Avec le temps, l’embrayage peut s’user, et si celui-ci a été changé récemment, un ajustement incorrect pourrait être en cause. Cela se traduit souvent par une pédale d’embrayage bloquée ou une difficulté à passer la marche arrière, voire d’autres vitesses. Un embrayage défectueux peut également entraîner un blocage du levier en position marche arrière.
Dysfonctionnement du synchro de marche arrière
Le synchro de marche arrière est une pièce qui synchronise la rotation des vitesses. Un défaut ou une usure de cette pièce peut entraîner un blocage du levier en position marche arrière, rendant impossible de changer de vitesse. Ce problème courant est particulièrement fréquent sur certains modèles de voitures et peut nécessiter l’intervention d’un mécanicien spécialisé pour être résolu.
Présence d’obstacles physiques ou de débris
Enfin, la présence d’obstacles ou de débris dans la boîte à vitesse peut entraver le passage des vitesses. Parfois, des petites pièces ou des objets coincés peuvent bloquer la commande de sélection. Ce genre de blocage peut se produire suite à un changement de boîte inapproprié ou une introduction accidentelle d’un objet étranger.
Techniques de déblocage manuelles
Dans certains cas, un levier de vitesse bloqué en marche arrière peut être résolu par des techniques simples. Voici quelques méthodes à essayer :
- Coupez le contact et débrayez avant de réessayer
- Bougez doucement le levier tout en appuyant légèrement sur la pédale d’embrayage
- Essayez de passer au point mort avant de tenter à nouveau la marche arrière
- Vérifiez si le frein à main est complètement relâché
Ces techniques peuvent parfois permettre de libérer les pignons d’inversion coincés ou de réinitialiser le mécanisme. Cependant, si le problème de boite de vitesses persiste, il est préférable de ne pas insister et de passer à des solutions plus avancées.
Réparations mécaniques recommandées
Si les techniques manuelles échouent, il pourrait être Requis de démonter la boîte de vitesses pour examiner l’embrayage et la tringlerie. En cas de câble de sélecteur déplacé, le réajustement par un professionnel s’impose. Ces estimations peuvent varier selon le modèle de voiture et la région. Il est constamment recommandé de demander plusieurs devis avant d’entreprendre une réparation majeure.
Entretien préventif pour éviter les blocages futurs
Pour éviter de futures situations désagréables, un entretien régulier est primordial. Vérifiez le niveau de l’huile de boîte à intervalles réguliers et assurez-vous que la tringlerie reste alignée et bien lubrifiée. Évitez de forcer le levier si vous rencontrez une résistance inhabituelle.
L’introduction d’un plan de maintenance qui inclut des contrôles réguliers par un professionnel pourrait également prévenir les causes de blocage de levier. Avec l’expérience de nombreuses automobilistes, plusieurs questions reviennent souvent à propos des vibrations en relâchant l’embrayage.
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