E2 Dossier ressources bac pro MVA Véhicules Industriels ... - Eduscol

Session 2015 Code : 1506-
MV VI T DOSSIER RESSOURCE BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL
Maintenance des véhicules automobiles
Option : véhicules industriels BOÎTE DE VITESSES OPTIDRIVER + E2 : épreuve technologique : Étude de cas - expertise technique Durée : 3 h - coefficient : 3 Dossier paginé de 1/15 à 15/15
SYSTÈME DE BOITE DE VITESSES OPTIDRIVER 1. GÉNÉRALITÉS
Ce dossier traite de tous les aspects techniques de la boîte de vitesses
Optidriver+ 12 vitesses utilisée chez Renault Trucks.
Il s'agit d'une boîte de vitesses robotisée, ou boîte de vitesses mécanique
à commande automatisée. Les synchroniseurs sont remplacés par le pilotage
de régime moteur à l'aide de l'Optibrake+ (système de frein moteur),
l'embrayage est automatisé et protège le mécanisme contre la surchauffe en
prolongeant sa durée de vie. La boite de vitesse Optidriver+ est une évolution de la boite de vitesse
Optidriver2 qui était proposée sur Magnum DXi et Premium DXi Euro3 et la
remplace sur les véhicules Euro4 et Euro5. Ses avantages : Une meilleure adaptation des passages de rapport en
fonction des changements de pente de la route, de la charge, de la
cartographie moteur, de la chaine cinématique, de la demande
d'accélération, du ralentissement ou du freinage.
A chaque moment, le calculateur choisit et engage le rapport de vitesses le
plus adapté y compris au démarrage pour un rendement moteur optimal. Il
améliore la rapidité de passage des vitesses pour réduire les temps non-
moteur et élargit les possibilités d'usage tout en réduisant la
consommation (3% en moyenne) par le biais du mode auto couplé au Cruise
Control. Le gain de poids est de 60 kg par rapport à une boîte mécanique. 2. MÉCANIQUE
1. CINÉMATIQUE DES RAPPORTS AVANT
Depuis Optidriver2, les rapports sont numérotés de 1 à 12 et non "grande"
ou "petite". Le 12ème rapport correspond donc à une 6ème grande. La planche
ci-dessus montre toutes les configurations de rapports possibles des
rapports de marche avant. 2. CINÉMATIQUE DES MARCHES ARRIÈRE
Le logiciel autorisera l'utilisation de 3 marches arrière : R1, R2, R3.
Attention : R3 est à réserver à des usages sans charge sur des distances
assez longues, ce rapport correspondant à la 7ème en marche avant. Le mode
MANUEL sera toujours engagé en sélectionnant une marche arrière. Véhicule à
l'arrêt, les 3 rapports sont sélectionnables avec la bague rotative en
position R et le levier +1 en position +1 / -1. Véhicule roulant, il est possible de passer de R1 à R2 et inversement.
Véhicule roulant, il ne sera pas possible de passer de R3 à R1/R2 ni de
R1/R2 à R3.
3. LES COMPOSANTS 1. levier de commande
2. unité de commande
3. carter d'embrayage
4. carter principal
5. carter de réducteur
6. ralentisseur Tous les carters sont en aluminium ce qui les rend léger. Le carter
principal contient les pignons du relais avant et des 3 rapports
principaux, l'arbre primaire, l'arbre secondaire, l'arbre intermédiaire, et
l'arbre de marche arrière. L'ouverture sur la gauche du carter principal
permet de connecter le carter de filtre à huile. Lorsqu'un refroidisseur
est nécessaire, il sera fixé à côté du filtre à huile. LES COMPOSANTS INTERNES
1. arbre primaire
2. arbre secondaire
3. arbre intermédiaire
4. pignons du relais avant
5. pignons du 3e rapport principal
6. pignons du 2e rapport principal
7. pignons du 1re rapport principal
8. pignons de la marche arrière
9. réducteur arrière (doubleur de gamme)
10. pignon de ralentisseur
11. cible du capteur de régime d'arbre principal On peut diviser la boîte de vitesses Optidriver+ en 3 parties principales : 1. l'arbre primaire et le relais avant synchronisé
2. les 3 rapports principaux non synchronisés
3. le relais arrière synchronisé avec la sortie vers le ralentisseur
(optionnel) La pompe à huile est entraînée par l'arbre de marche arrière. Aucun de ces
éléments n'est identique à ceux d'Optidriver2. 4. LE RÉDUCTEUR ARRIÈRE 1. satellite
3. planétaire
2. porte satellite
4. couronne Le réducteur arrière est un train épicycloïdal dont tous les pignons ont
une denture hélicoïdale. En position basse (LR) la couronne est solidaire du carter de réducteur.
Ceci force les satellites à tourner, entraînant le planétaire et l'arbre de
sortie à un régime réduit. En position haute (HR) la couronne est libre et le porte satellite vient
entraîner l'ensemble couronne et planétaire au même régime. L'arbre
principal de la boîte de vitesses tourne alors au même régime que l'arbre
de sortie. 5. LE COUVERCLE On peut considérer que le couvercle est composé de 3 parties : - l'unité de commande avec les électrovalves - les vérins, capteurs et blocages - les fourchettes d'engagement Légende des vérins :
1. blocage de l'engagement relais AV
2. capteur de position relais AV 5. 1re/marche AR
rapport
3. relais AV 6. 2e/3e
4. blocage de l'engagement 1re/marche AR 7. réducteur AR Dans l'unité de commande on trouve les électrovalves d'activation des
vérins de changement de rapports. Dans l'ordre :
2 : 2e B : frein d'arbre
intermédiaire
LR : réducteur bas LS : relais bas
3 : 3e R : marche arrière
HR : réducteur haut HS : relais haut 1 : 1e
6. L'EMBRAYAGE Un groupe de 4 électrovalves situé à l'extérieur de la cloche d'embrayage
permet d'agir sur l'actionneur d'embrayage : 2 électrovalves pour un
engagement plus ou moins rapide (VASE et VAFE), et 2 électrovalves pour un
désengagement plus ou moins rapide (VASD et VAFD). Le pilotage et l'alimentation des électrovalves se trouvent dans l'unité de
commande de la boîte de vitesses.
VASD : désengagement lent (VAlve Slow Disengagement)
VAFD : désengagement rapide (VAlve Fast Disengagement)
VASE : embrayage lent (VAlve Slow Engagement)
VAFE : embrayage rapide (VAlve Fast Engagent)
L'embrayage est désengagé à chaque démarrage moteur, si la pression d'air
est suffisante. Ceci permet de réduire l'effort du démarreur.
L'ACTIONNEUR D'EMBRAYAGE CONCENTRIQUE CCA L'une des nouveautés d'Optidriver+ est l'actionneur d'embrayage
concentrique, (CCA = Concentric Clutch Actuator), situé autour de
l'arbre d'entrée. Ce nouvel actionneur solidaire du mécanisme va pouvoir entraîner un
embrayage poussé (et non plus tiré comme sur Optidriver2), Le CCA est composé d'un carter, d'un piston, de raccordements ainsi qu'un
capteur de position actif. Le disque est noté "FLYWHEEL SIDE" du côté volant moteur et est livré avec
un autocollant de couleur côté boîte de vitesses. Matériau du disque : S620C qui donne une longévité supérieure de 50% en
comparaison d'Optidriver2. Lorsque le disque d'embrayage est neuf, une valeur X1 correspondant à son
épaisseur utile doit être calibrée. Cette valeur est enregistrée dans le
système central.
Lorsque le disque s'use et qu'il devient donc plus fin, la course reste la
même, mais le point d'accostage X2 change.
L'usure est lisible dans les opérations de Diagnostic DXi : VÉRIN
D'EMBRAYAGE, TEST // EMBRAYAGE CONTROLE DE L'USURE TEST. 7. LE FREIN D'ARBRE INTERMÉDIAIRE Le frein d'arbre intermédiaire est situé sur l'avant de l'arbre
intermédiaire, dans le carter d'embrayage. Il sert pour engager le rapport
de démarrage. Il permet le passage des rapports non synchronisé en adaptant
si nécessaire la vitesse de l'arbre intermédiaire. Pour engager un rapport
supérieur il agit en combinaison avec le frein moteur Optibrake. Il est
composé d'un assemblage de disques de friction qui sont actionnés par un
vérin pneumatique, lui-même situé dans l'unité de commande de la boîte de
vitesses. 8. LE REFROIDISSEMENT Plusieurs possibilités de refroidisseurs seront imposées selon les
variantes véhicule : PRTA, pays d'utilisation, région montagneuse, ou une
combinaison. Les 3 configurations possibles sont : - sans refroidisseur
- avec un petit échangeur de température sur le dessus du filtre à huile
- échangeur plus grand dans lequel l'huile est dérivée depuis le haut du
filtre (photo) 9. LA LUBRIFICATION
La lubrification est assurée par une
combinaison de pression d'une pompe
à huile et de barbotage. Le filtre est pourvu d'une valve by-
pass en cas de colmatage. La pompe à
huile est pourvue d'une valve de
surpression pour les départs à froid. La pompe à huile à excentrique est
entraînée par l'arbre de marche
arrière.
3. LE LEVIER DE COMMANDE ET LE GSECU Les demandes chauffeur sont envoyées par le levier vers le calculateur
GSECU (Gear Shift Electronic Control Unit).
Le message est tr