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#1 06-05-2012 16:33:02

Actr0s
Rédacteur
Inscription : 12-02-2012
Messages : 4 272

[Transmission 4MATIC] Etude de la chaine cinématique

Boîte de transfert

5-boite-de-transfert-transmission-4matic.jpg

1 Arbre de sortie de la boîte de vitesses automatique
3 Différentiel à train planétaire
4 Sortie de l'essieu arrière
5 Pignon d'entraînement de la sortie latérale (avec planétaire)
6 Sortie latérale avec joint de cardan intégré
7 Arbre de transmission de l'essieu avant
8 Embrayage multidisque
9 Boîte de vitesses automatique

La boîte de transfert est intégrée dans la partie arrière de la boîte de vitesses automatique à 7 rapports. La sortie latérale monoétagée comportant un joint de cardan (de l'arbre de transmission à l'essieu avant) constitue une particularité de la boîte de transfert.
Contrairement à la sortie latérale bi-étagée des boîtes de transfert utilisées jusque là, la version monoétagée ne requiert plus la présence d'un jeu de pignons droits avec fixation. Cela constitue un avantage en termes de rendement, de poids et d'émissions sonores de la chaîne cinématique.

La boîte de transfert ne peut pas être remplacée séparément. Elle doit être remplacée complètement, avec la boîte de vitesses automatique ou réparée.

Répartition du couple

6-repartition-du-couple-transmission-4matic.jpg

1 Arbre de sortie de la boîte de vitesses automatique
2 Arbre de transmission de la boîte de transfert (couronne)
3 Train planétaire double (différentiel à train planétaire)
4 Sortie de l'essieu arrière
5 Pignon d'entraînement de la sortie latérale (avec planétaire)
6 Sortie latérale de l'essieu avant

Les pignons satellites doubles assurent la fonction de différentiel à train planétaire entre les essieux avant et arrière, par lequel le couple moteur est réparti.
La démultiplication est conçue de manière à ce que 55 % du couple moteur sont transmis sur l'essieu arrière et 45 % sur l'essieu avant.

Différentiel à train planétaire

7-differentiel-a-trains-planetaires-transmission-4matic.jpg

1 Planétaire
2 Porte-satellites
3 Train planétaire double
4 Couronne
5 Guidage planétaire

Le différentiel à train planétaire répartit le couple moteur fourni par la boîte de vitesses automatique sur la sortie allant aux essieux avant et arrière.
La couronne est reliée à l'arbre de sortie de la boîte de vitesses automatique. Elle transmet aux train planétaire double le couple moteur démultiplié par la boîte de vitesses automatique.
Le porte-satellites constitue la sortie vers l'essieu arrière, et le planétaire transmet le couple moteur à l'essieu avant par l'intermédiaire de la sortie latérale.

Le rapport de répartition du couple moteur est le résultat du rapport du nombre de dents de la couronne et du planétaire.

8-vue-eclatee-differentiel-a-trains-planetaires-transmission-4matic.jpg

1 Pignon d'entraînement de la sortie latérale avec planétaire
2 Porte-satellites avec pignons satellites doubles
4 Couronne avec arbre de transmission de boîte de transfert
6 Entraînement de l'essieu arrière
7 Jonc d'arrêt

Lors d'une conduite en ligne droite, les arbres de transmission et les arbres de sortie des pignons satellites tournent à vitesse égale. Les pignons satellites tournent dans le bloc.
Ce n'est que lorsqu'une différence de vitesse de rotation apparaît au niveau des roues de l'essieu avant et de l'essieu arrière (par exemple lors d'une conduite en virage) qu'un mouvement relatif a lieu entre le planétaire et le porte-satellites.
Les satellites s'engrènent ainsi entre le planétaire et la couronne, ce qui induit l'effet de compensation de vitesse.
Afin de garantir un faible niveau sonore des satellites lors de leur rotation, ceux-ci présentent une denture hélicoïdale.

Sur les véhicules toutes roues motrices permanentes, la compensation des différences de vitesses de rotation de roue entre l'essieu avant et l'essieu arrière exige un différentiel central. Cette fonction est assurée par le différentiel à train planétaire sur les véhicules 4MATIC.

Embrayage multidisque

9-embrayage-multidisque-transmission-4matic.jpg

1 Disques de friction
2 Porte-satellites
3 Disques extérieurs
4 Rondelle à ressort
5 Support
6 Planétaire

Le différentiel à train planétaire comporte un embrayage multidisque reliant la sortie d'essieu avant (planétaire) avec la sortie d'essieu arrière (portesatellites).
L'empilage de disques est soumis à une force de ressort permanente (précontrainte). En cas de patinage des roues d'un des deux essieux du véhicule, un couple de friction de l'essieu tournant à vitesse supérieure est transmis vers l'essieu à rotation plus faible. Selon l'état de marche, cela génère un décalage variable du couple d'environ 50 Nm entre l'essieu avant et l'essieu arrière.
Grâce à ce principe de décalage variable de couple, la traction et la stabilité dynamique du véhicule se trouvent durablement améliorées, surtout dans des conditions de marche à faible adhérence (par exemple sur routes enneigées ou verglacées).

10-vue-eclatee-embrayage-multidisque-transmission-4matic.jpg

1 Disques de friction
2 Porte-satellites
3 Disques extérieurs
4 Rondelle à ressort
5 Support

De plus, l'embrayage multidisque précontraint constitue un amortisseur d'à-coups de charge. Il réduit les à-coups lors des alternances de charge (passage de traction en poussée ou de poussée en traction).
Lors d'une alternance de charge, c'est l'ensemble du jeu mécanique de la chaîne cinématique qui intervient dans un premier temps. Ceci est ressenti par le conducteur comme un à-coup de charge.
Étant donné que, sur les véhicules à transmission intégrale, le jeu mécanique est fortement amplifié par la chaîne cinématique supplémentaire vers l'essieu avant, les à-coups de variation de charge sont particulièrement marqués dans ce cas.

Un couplage des deux chaînes cinématiques permet de faire intervenir simultanément le jeu mécanique des chaînes cinématiques. Le comportement des véhicules 4MATIC en alternances de charge est ainsi ramené au niveau d'un véhicule à propulsion arrière.

Jeu mécanique

Le jeu mécanique est la somme des jeux entre tous les pignons de la chaîne cinématique, lors de l'inversion du sens de rotation.

Sortie latérale

11-sortie-laterale-transmission-4matic.jpg

1 Pignon d'entraînement de la sortie latérale
2 Pignon de sortie de la sortie latérale
3 Joint de cardan
4 Sortie latérale
5 Arbre de transmission vers le différentiel avant
6 Repère de positionnement

La transmission des couples de la sortie latérale de la boîte de transfert vers le différentiel avant utilise un arbre de transmission. Le joint de cardan côté boîte de vitesses de l'arbre de transmission est intégré dans le pignon de sortie de la sortie latérale.
Le tube d'arbre de transmission est poussé sur la fourchette articulée de la sortie latérale par une denture hélicoïdale à angle d'hélice de 7°.
Un montage ajusté des joints de cardan l'un par rapport à l'autre est nécessaire pour garantir une transmission homogène de la rotation.

Instructions pour la réparation

Un des entredents a été supprimé à l'extrémité de la cannelure de la fourche. La cannelure du moyeu de l'arbre de transmission comporte en contrepartie deux dents manquantes situées face à face.
Le tube d'arbre de transmission ne peut être de ce fait monté que dans deux positions décalées de 180 °.

12-sortie-laterale-transmission-4matic.jpg

4 Sortie latérale
5 Arbre de transmission de l'essieu avant
7 Bride de l'arbre de transmission du différentiel avant

Du côté du différentiel avant, l'arbre de transmission est vissé au pignon d'attaque du différentiel avant par un assemblage à bride.

En général, un joint de cardan tournant sous un angle de flexion donné génère un mouvement de rotation irrégulier. Si les angles formés entre les axes du tube d'arbre de transmission et des fourchettes articulées sont égaux et se trouvent dans le même plan, les irrégularités des deux joints de cardan sont compensées. La vitesse de sortie de l'arbre de transmission vers le différentiel avant est alors uniforme.

Alimentation en huile

13-alimentation-en-huile-transmission-4matic.jpg

Remplacement de l'huile à l'arrêt

1 Arrivée d'huile par la conduite de retour d'huile, depuis le refroidisseur d'huile de boîte de vitesses
2 Perçage vers la chambre de la sortie latérale
3 Chambre de sortie latérale
4 Perçage vers la chambre d'accumulation
5 Retour d'huile vers la boîte de vitesses automatique par le roulement à rouleaux coniques central

Du fait du mode de construction intégré, la boîte de transfert et la boîte de vitesses automatique possèdent une réserve d'huile commune.
L'huile provenant du retour du refroidisseur d'huile de boîte de vitesses est amenée à la boîte de transfert par une arrivée séparée située sur le carter de la boîte de vitesses automatique. L'arrivée d'huile est limitée à environ 100 ml/min par un étrangleur situé dans le raccord de la conduite d'huile.
Un carter d'huile est constitué dans la chambre de la sortie latérale, avec un niveau d'huile de 700 ml maxi, maintenu constant par régulation. Si le niveau d'huile dépasse 700 ml à l'arrêt du véhicule, l'huile s'écoule dans la boîte de vitesses automatique par le roulement à rouleaux coniques central.

Arrivée d'huile:

14-arrivee-huile-transmission-4matic.jpg

1 Conduite de retour d'huile du refroidisseur d'huile de boîte de vitesses
1a Filtre-tamis
1b Étrangleur

Remplacement d'huile en marche:

15-flux-huile-en-marche-transmission-4matic.jpg

1 Arrivée d'huile par la conduite de retour d'huile, depuis le refroidisseur d'huile de boîte de vitesses
2 Perçage vers la chambre de sortie latérale
4 Perçage vers la chambre d'accumulation
6 Chambre d'accumulation
7 Retour d'huile vers la boîte de vitesses automatique par le alésage de retour d'huile

En marche, l'huile est projetée de la chambre de sortie latérale, par la rotation des pignons droits à denture hélicoidale, vers le haut, dans la chambre d'accumulation du carter de boîte de transfert. L'huile y est accumulée avant d'être évacuée de nouveau vers la chambre de la sortie latérale par le perçage situé au fond de la chambre d'accumulation.
Ce principe permet de maintenir le carter d'huile le plus petit possible en marche, afin de prévenir un tourbillonnement trop important de l'huile.
Si le niveau d'huile dans la chambre d'accumulation dépasse 700 ml, l'huile s'écoule dans la boîte de vitesses automatique par un trou de retour.
L'alimentation en huile du différentiel à train planétaire est assurée par deux alésages situés entre la chambre de la sortie latérale et la chambre des pignons satellites.

Différentiel avant

16-differentiel-avant-transmission-4matic.jpg

1 Bride de l'arbre de transmission
2 Pignon d'attaque
3 Grande couronne de différentiel
4 Différentiel
5 Arbre de roue avant droit
6 Arbre intermédiaire (pour demi-arbre d'essieu avant gauche)
7 Support de différentiel avant

Le différentiel avant est conçu comme différentiel monoétagé faisant appel à la technologie antifriction (Fuel-Economy).
Le carter du différentiel avant réalisé en aluminium est vissé au carter d'huile au moyen d'un support.
Le pignon d'attaque est disposé à un angle de 83 ° par rapport à la grande couronne, afin de compenser l'évolution angulaire de l'arbre de transmission vers le différentiel avant.

La grande couronne est montée côté moteur et vissée à la cage de différentiel.
Cette disposition des composants du différentiel avant permet d'inverser de nouveau le changement de sens de rotation généré dans la boîte de transfert par la sortie latérale monoétagée.

Demi-arbres d'essieu avant et carter d'huile

17-cardans-avant-et-carter-huile-transmission-4matic.jpg

1 Différentiel avant
2 Arbre de roue avant droit
3 Support de différentiel avant
4 Carter d'huile
4a Passage de l'arbre intermédiaire
5 Palier de l'arbre intermédiaire
6 Arbre intermédiaire
7 Arbre de roue avant gauche

Côté roue, le système utilise des joints fixes à pistes réalisées par forgeage de finition. Afin de permettre un diamètre de braquage extrêmement petit, la capacité de désaxement du joint fixe a été augmentée à 51,5 °.
Du côté de l'essieu avant ainsi qu'entre le demi-arbre d'essieu avant gauche et l'arbre intermédiaire, la liaison est assurée par des joints coulissants tripodes à pistes réalisées par forgeage de finition. La géométrie des joints coulissants tripodes a été optimisée dans le but de réduire les forces de frottement et afin d'améliorer par conséquent les caractéristiques vibratoires du véhicule.
Le demi-arbre d'essieu avant gauche est relié au différentiel avant par un arbre intermédiaire plongeant dans le carter d'huile par un tube de fonte. L'arbre intermédiaire est supporté par un palier à rouleaux étanché des deux côtés, du côté gauche du carter d'huile.

Le demi-arbre d'essieu avant gauche est enfiché sur l'arbre intermédiaire, de même que demi-arbre d'essieu avant droit dans le différentiel avant par une cannelure d'emmanchement munie d'un blocage à cliquet.
Un nouveau carter d'huile a été adopté avec une position centrale du carter unique pour tous les moteurs.
Cette modification de la position du carter d'huile a rendu nécessaire la pose de composants nouveaux ou la modification de certains composants :

• Parties supérieure et inférieure du carter d'huile
• Tubulure d'admission d'huile
• Déflecteur d'huile
• Support pour contacteur de niveau d'huile
• Tube de jauge à huile et jauge à huile


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#2 09-05-2012 13:07:02

luddoy
Technicien service 24h
Lieu : Normandie
Inscription : 16-03-2012
Messages : 270

Re : [Transmission 4MATIC] Etude de la chaine cinématique

Moi je comprend mieux quand ya des dessins !!! lol

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#3 09-08-2013 23:26:30

ThomasC
Stagiaire
Inscription : 09-03-2013
Messages : 68

Re : [Transmission 4MATIC] Etude de la chaine cinématique

C'est vraiment magnifique... Quand je pense que de nombreuses personnes peuvent passer des heures assises à quelques dizaines de centimètres de tout ça sans jamais s'en rendre compte ! lol

Hors Ligne

#4 14-12-2013 14:37:48

Gautré
Magasinier
Lieu : Auvergne
Inscription : 13-12-2013
Messages : 125

Re : [Transmission 4MATIC] Etude de la chaine cinématique

Je suis admiratif, et comme dit Luddoy un petit dessin vaut mieux qu' un grand discourt

Cordialement

Hervé  smile

Hors Ligne

#5 24-01-2016 23:48:22

ctophe33
Sans permis
Inscription : 10-07-2015
Messages : 12

Re : [Transmission 4MATIC] Etude de la chaine cinématique

Merci pour cette documentation

Hors Ligne

#6 25-06-2016 14:02:59

Daniel-Maillard
Stagiaire
Inscription : 15-06-2016
Messages : 57

Re : [Transmission 4MATIC] Etude de la chaine cinématique

Hello.

Du beau boulot, merci

Daniel

Hors Ligne

#7 02-09-2016 07:33:14

Maz51
Jeune permis
Inscription : 16-06-2016
Messages : 27

Re : [Transmission 4MATIC] Etude de la chaine cinématique

+1 !
Je viens de comprendre que si je fais la vidange de ma boîte sans pompe,  je devrais penser qu'il y a 700ml d'huile minimum logés dans la boîte de transfert.

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