Comment fonctionne la Boîte de Vitesses d'une voiture ?

Tout savoir sur le fonctionnement d’une boîte mécanique

La boîte de vitesses mécanique ou manuelle (BVM) est conçue pour être activée manuellement par le conducteur. Cela signifie que vous choisissez le moment où vous souhaitez engager un rapport et que vous êtes libre de sélectionner la vitesse qui vous semble appropriée en fonction des conditions dans lesquelles vous roulez. Les premières BVM se contentaient de 3 ou 4 rapports mais avec les évolutions mécaniques, le standard est passé à 5 ou 6 rapports, voire 7 vitesses sur les véhicules les plus puissants.

Au démarrage, les roues ne tournent pas automatiquement car elles ont besoin de recevoir une force motrice. Cette dernière s’obtient grâce à l’énergie générée par le moteur au démarrage du véhicule. Les boîtes mécaniques sont couplées à un levier de vitesses et une pédale d’embrayage qui contribuent justement à ce transfert de puissance. Lorsque vous appuyez sur la pédale d’embrayage, le disque d’embrayage est poussé par le mécanisme jusqu’au le volant moteur. Cette action verrouille simultanément la boîte de vitesses et le moteur qui continuent à fonctionner au même régime. Vous pouvez alors sélectionner la première vitesse ou engager la marche arrière en vous servant du levier de vitesses. En relâchant la pédale d’embrayage en douceur pendant que vous appuyez sur la pédale de l’accélérateur, vous permettez ensuite aux pneus de rouler en exploitant l’énergie fournie par la BVM.

La puissance générée par le moteur augmente automatiquement quand vous accélérez. Cependant, chaque plage de vitesses est associée à un régime maximum exprimé en tours par minute (tr/min). Lorsque le moteur atteint le plafond, le système de transmission et donc la boîte de vitesses ne tourne plus sur le même régime. Cela risque d’épuiser le moteur et de provoquer des pannes plus ou moins conséquentes. Il faut passer à une plage supérieure en utilisant une fois de plus la pédale d’embrayage et le levier de vitesses. L’embrayage étant désengagé, vous pouvez enclencher le rapport supérieur.

Le principe est le même pour rétrograder. Lorsque le moteur tourne trop lentement alors que vous êtes sur une plage de vitesse permettant d’adopter une allure plus soutenue, il y a le risque que le moteur cesse de tourner. En conséquence, il cale. Il faut donc sélectionner un rapport inférieur pour que le véhicule continue à avancer.

Les rapports de vitesse qu’on appelle aussi rapports de transmission correspondent à des coefficients de démultiplication ou de réduction de la force du moteur. Ils ont pour fonction de créer des variations transmises au système de gestion des roues via un système d’engrenages.

Le levier de vitesses est connecté à une tringlerie qui transmet les commandes au système de transmission. Sur les voitures anciennes, on retrouve le plus souvent une tringlerie à timonerie. Le mécanisme fonctionne alors grâce à des tiges métalliques. Cependant, les tringles fonctionnent le plus souvent avec des câbles.

Lorsque vous actionnez le levier de changement de vitesse, la tringlerie active une fourchette qui déplace un baladeur afin que le rapport choisi soit sélectionné. En effet, le baladeur emboîte (ou crabote) les pignons (ou engrenages) que l’on retrouve sur l’arbre de transmission secondaire. Lorsque vous êtes en point mort, cela signifie qu’aucun engrenage n’est en crabotage. De son côté, l’arbre primaire continue à fonctionner au même régime que le moteur grâce à l’action du vilebrequin. Si le système compte trois arbres, un arbre intermédiaire fait la liaison entre le primaire et le secondaire. Ces arbres de transmission effectuent des rotations continues grâce aux roulements. Précisons que dans le cas des boîtes de vitesses synchronisées, des bagues synchroniseurs ajustent la vitesse de l’engrenage pour qu’elle corresponde à la vitesse du moteur.

Le différentiel est un autre composant essentiel à ce système. Placé entre les roues et la boîte de vitesses, il est chargé de distribuer uniformément la vitesse aux roues avant/arrière et gauche/droite.

Toute BVM a besoin d’être correctement lubrifiée pour que les engrenages puissent fonctionner correctement. C’est le rôle de l’huile de boîte de vitesses dont le niveau doit être vérifié régulièrement. Par ailleurs, une vidange périodique est nécessaire. Elle consiste à remplacer l’huile encrassée par un lubrifiant propre sachant que les impuretés présentes dans l’huile de la BVM risquent de détériorer les organes mécaniques. Il est naturellement important de vérifier l’indice de viscosité de l’huile avant un remplissage ou une vidange. De manière générale, les huiles de type 75W80, 75W90, 75W140 et 80W90 conviennent au mécanisme des boîtes de vitesses manuelles mais il reste indispensable de vous reporter au carnet d’entretien ou de solliciter l’avis d’un professionnel.

Dans la mesure où elle contient des pièces d’usure, il est tout à fait logique qu’une boîte mécanique puisse tomber en panne. Différents signes avant-coureur devraient vous alerter bien avant que le système ne soit plus en état de fonctionner. Dans de nombreux cas, les dysfonctionnements de la boîte de vitesses manuelle se manifestent par des difficultés à passer les rapports. Vous sentez une sorte de résistance qui complique la sélection d’une vitesse ou qui vous empêche carrément d’enclencher un rapport de transmission. Il est également fréquent que des craquements se fassent entendre. Même si vous enfoncez totalement la pédale d’embrayage, les engrenages peuvent continuer à craquer. Les rapports qui lâchent figurent aussi dans le registre des pannes fréquentes. Alors que vous roulez tranquillement, le rapport engagé saute sans que vous n’interveniez. D’autres symptômes comme une fuite d’huile ou une odeur de brûlé ne doivent évidemment pas être négligés.

A partir du moment où vous constatez un changement de comportement de votre boîte de vitesses manuelle, il est primordial de vous pencher rapidement sur le problème. Bien entendu, vous n’allez pas réparer la boîte de vitesses par vos propres moyens car cela risque d’engendrer des dommages plus importants. En revanche, vous devez rapidement prendre rendez-vous auprès d’un professionnel. Lorsque la défaillance est de faible envergure, il suffit généralement d’une réfection pour que la BVM retrouve ses pleines performances. Dans les cas les plus complexes et les situations excluant la possibilité d’une réparation classique, le remplacement se présente comme la meilleure option.

Comprendre le fonctionnement d’une boîte automatique

Pendant de nombreuses années, la boîte de vitesses automatique (BVA) apparue dans les années 1920 n’était accordée qu’aux voitures haut de gamme. Cependant, il se démocratise en étant d’abord proposé optionnellement sur certains modèles de véhicule puis en devenant la boîte livrée de série sur d’autres.

Alors que les boîtes mécaniques se distinguent principalement par le nombre de rapports qu’elles embarquent, les versions automatiques se subdivisent en différentes catégories qui influencent leur mode de fonctionnement et qui ont des conséquences sur les performances du système de transmission.

La boîte automatique à simple embrayage : communément appelée boîte robotisée, elle équipe principalement les citadines et les voitures qui délivrent une faible puissance. Dans les faits, il s’agit d’une boîte manuelle à laquelle le constructeur a greffé des actionneurs. Ces derniers sont gérés par un boîtier calculateur animé par un système hydraulique ou électrique qui permet de basculer entre deux modes. Lorsque vous enclenchez le mode automatique, c’est le système qui sélectionne et engage automatiquement les rapports de vitesse. Lorsque vous sélectionnez le mode impulsionnel ou manuel, c’est vous qui gérez les passages de vitesse.

La boîte automatique à double embrayage : la notion de double embrayage correspond à la présence de deux demi-boîtes. L’une est associée aux rapports pairs tandis que l’autre commande les rapports impairs. C’est une version améliorée de la boîte automatique à simple embrayage puisque des vérins hydrauliques ou des moteurs électriques commandent la présélection des rapports. Quand la première vitesse est engagée, la demi-boîte qui gère les rapports pairs présélectionne la seconde qui est automatiquement engagée dès que la demi-boîte associée aux vitesses impaires est débrayée. Dès que la seconde est enclenchée, la troisième est présélectionnée et ainsi de suite. Les changements de vitesses sont de ce fait plus rapides et plus fluides, supprimant les à-coups tout en vous épargnant les ruptures d’accélération pendant la conduite. Les BVA à double embrayage offrent ainsi un confort de conduite appréciable et boostent les performances de la voiture.

La boîte automatique à convertisseur de couple hydraulique se situe à mi-chemin entre la version robotisée et le modèle à double embrayage. Elle est dotée de deux hélices. Celle qui est fixée à la BVA est lubrifiée par l’hélice qui baigne dans de l’huile et qui est connectée au moteur. Le convertisseur isole la BVA du moteur. Lorsque la vitesse au niveau de l’entrée est différente de la vitesse au niveau de la sortie, le convertisseur démultiplie le couple pour que le moteur puisse continuer à tourner indépendamment du système de transmission.

La boîte CVT (Continuously Variable Transmission) ou boîte à variation continue qui est très présente sur les deux-roues est également disponible sur de nombreuses voitures à la puissance modérée. Il est donc fréquent de la retrouver sur les compactes. Sur ce type de boîte automatique, le nombre de rapports est illimité. Le système mécanique intégré régule automatiquement le couple et la vitesse de rotation du moteur en fonction des conditions de conduite.

Comme la boîte manuelle, la version automatique est également couplée à un levier. Cependant, il ne détermine pas le choix des rapports. La position du levier correspond plutôt au mode de conduite qui correspond à une lettre ou un chiffre :

• P correspond à la position Parking. Quand vous stationnez et que vous sélectionnez ce mode, les roues de votre voiture sont automatiquement bloquées. Il est néanmoins déconseillé d’activer ce mode si d’autres véhicules sont stationnés à grande proximité du vôtre. Un choc éventuel risquerait d’endommager les engrenages préalablement bloqués, ce qui provoquerait des anomalies ;
• R signifie Reverse. Autrement dit, c’est la plage à sélectionner avant de réaliser une marche arrière ;
• N ou Neutral correspond au point mort. En laissant le levier sur cette position, vous permettez aux roues du véhicule de tourner librement puisqu’elles sont débloquées ;
• D qui signifie Drive est la position correspondant à la marche avant. En toute logique, c’est la position que vous utilisez par défaut après le démarrage. Les rapports changent sans que vous n’ayez à intervenir, à moins que vous ayez sélectionné le mode impulsionnel ;
• L (Low) ou 1 signifie que le système de transmission n’utilise que la première vitesse. Cela induit l’adoption d’une très faible allure. Il est particulièrement pertinent d’activer cette position lors du tractage d’une voiture tombée en panne ou lorsque vous vous engagez sur des montées relativement raides ;
• 2 indique que les sélections se limiteront aux deux premiers rapports. Comme vous vous en doutez, il est plus avantageux de basculer sur ce mode lorsque vous devez adopter une allure modérée (conduite sur des routes de montagnes, tractage d’une charge lourde…)

Certains modèles de véhicules embarquent des modes de conduite supplémentaires :

• 3 fixe la plage maximale au troisième rapport. Autrement dit, les 3 premières vitesses sont les seules à être utilisées. Ce mode convient très bien à la circulation au sein des agglomérations ;
• S correspond au mode Sport. Il convient donc à la conduite sportive qui impliquent des changements de rapports peu fluides. Le passage à la vitesse supérieure s’effectue systématiquement à un régime moteur élevé. Quant au freinage associé au rétrogradage, il a tendance à être brusque ;
• W ou Winter correspond au mode neige. Le démarrage s’effectue avec la seconde vitesse et non la première, de sorte à ce que les risques de patinage soient réduits.

Les boîtes de vitesses automatiques sont équipées d’un calculateur électronique qui a pour fonction de répartir l’huile sous pression afin d’assurer la pertinence des changements de rapport. Vous n’avez donc pas besoin d’intervenir, ce qui vous permet de vous concentrer pleinement sur la conduite de votre véhicule. Ce confort est toutefois réduit lorsque la BVA est défaillante. Les anomalies peuvent se reconnaître à des saccades qui se manifestent au démarrage ou aux changements de vitesses. Il se peut également que vous entendiez des bruits anormaux, que l’huile de la boîte de vitesses se répande sur votre chemin ou que des odeurs de brûlé se fassent sentir. D’autres signes peuvent se manifester. Il convient donc de rester vigilant sur le comportement de votre BVA et de réagir au plus vite en cas de perte de performance.

Comment optimiser la durée de vie de votre boîte de vitesses ?

La remise en état d’une boîte défaillante peut aboutir à une facture salée. Rassurez-vous, de nombreuses pannes peuvent être anticipées grâce à de bonnes habitudes et de bons réflexes. L’objectif est de préserver la boîte de vitesses afin d’assurer sa longévité.

En premier lieu, vérifiez régulièrement le niveau du fluide de transmission. Dans la mesure où c’est l’huile qui lubrifie les différents organes de manière à assurer la réception de la force motrice par les roues, elle doit toujours être suffisante. Lorsque le niveau est plus bas que le seuil recommandé, procédez à un remplissage d’huile en tenant compte de la viscosité adaptée à votre type de boîte de vitesses. En théorie, la vidange de la boîte automatique s’effectue environ tous les 60 000 km à 100 000 km. Sauf cas particuliers, les boîtes mécaniques ne requièrent généralement pas de vidange. Néanmoins, les préconisations des constructeurs sont variables et restent donc les références absolues. Si jamais vous avez des doutes, consultez un professionnel qui vous confirmera la pertinence ou non de vidanger votre boîte.

En second lieu, soyez toujours attentif au comportement de votre voiture. Une vigilance particulière est à accorder à la boîte de vitesses car les dysfonctionnements majeurs découlent le plus souvent d’anomalies qui semblaient initialement anodines. Si vous remarquez un quelconque signe alarmant, prenez vos dispositions sans tarder. En plus des symptômes que nous avons évoqués plus tôt, les voyants lumineux offrent également des indications sur l’état du système de transmission. En effet, ils s’allument pour traduire des anomalies que vous devez prendre en compte au plus vite. Gardez à l’esprit que plus vous tardez à réagir, plus la panne risque de devenir sérieuse et plus les réparations seront compliquées.

Votre style de conduite peut aussi augmenter ou réduire la durée de vie de la boîte de vitesses. Avec une boîte manuelle, il est par exemple indispensable de bien appuyer sur la pédale d’embrayage avant d’actionner le levier de vitesses. Autrement, vous risquez de casser le mécanisme et le système ne répondra plus correctement à vos commandes. Si vous utilisez une boîte automatique, vérifiez toujours le mode que vous avez sélectionné avec le levier. De manière générale, une conduite souple est à privilégier à un style agressif car elle vous évite de forcer sur la boîte de vitesses, ce qui va l’affaiblir.

Faire réviser régulièrement le véhicule peut paraître évident pour certains conducteurs alors que d’autres négligent cette étape. La fréquence exacte est précisée dans le carnet d’entretien mais elle varie le plus souvent de 15 000 km à 30 000 km. Les révisions sont importantes car elles permettent de contrôler tous les systèmes qui permettent à votre voiture de fonctionner correctement. La boîte de vitesses ne déroge pas à la règle. Le professionnel pourra déceler tous les défauts, même mineurs, ce qui vous évitera de faire face à des anomalies de stade avancé. Le niveau d’huile, les réglages des capteurs, la fixation de la tringlerie…tout sera contrôlé avec la plus grande minutie. Notez les mises en garde du garagiste et engagez les réparations qui s’imposent au plus vite pour éviter que le problème de boîte de vitesses ne s’aggrave.

Lorsque des remplacements de pièces s’imposent, soyez vigilant sur les références des composants de rechange. La compatibilité est primordiale !

Comment réagir face à une anomalie de la boîte de vitesses ?

Vous pourriez être tenté de procéder à la remise en état dans votre garage, sans l’intervention d’un professionnel. Effectivement, quelques recherches sur internet vous permettront de trouver des tutoriels qui expliquent comment déceler et réparer les pannes des boîtes de vitesses. Toutefois, ces indications restent génériques et ne sont pas exhaustives. Autrement dit, les informations que vous trouverez vous offrent les bases mais c’est tout ! Il faudra donc passer par un artisan qui possède toutes les compétences nécessaires pour établir un diagnostic car c’est de là que toute réfection démarre.

Passer par un pro ne signifie pas que vous ne pouvez absolument rien faire. Au contraire, vous pouvez contribuer à l’identification de la panne en relevant les symptômes de dysfonctionnement avec autant de précision que possible. Qu’est-ce qui vous fait penser qu’il y a un problème avec votre boîte de vitesses ? Depuis quand est-ce que les anomalies se manifestent ? Avez-vous relevé un facteur spécifique qui déclenche les signes de défaillance (démarrage, accélération, atteinte d’un certain kilométrage, engagement d’un rapport en particulier…) ? Pour autant, il ne faut pas culpabiliser si vous ne réussissez pas à fournir beaucoup de détails.

Une fois que vous aurez exposé le problème que vous rencontrez avec votre boîte de vitesses au professionnel qui réalisera la remise en état, il pourra commencer le diagnostic. Cela commence généralement par une inspection visuelle. Chaque composant est scrupuleusement évalué pour déterminer son état et déterminer la nécessité de le réparer ou de le remplacer. Des tests peuvent également être réalisés pour contrôler les systèmes électroniques.

Lorsque ces premiers contrôles n’aboutissent pas à des résultats probants, le professionnel peut envisager la dépose de la boîte de vitesses. Autrement dit, il va la désolidariser du reste de votre voiture en procédant à son démontage. L’opération est extrêmement délicate car il y a plusieurs étapes à suivre, ce qui dépend des caractéristiques de votre système de transmission. L’ordre dans lequel les fixations seront retirées, les précautions à prendre pour éviter la casse des différents composants…tout cela nécessite un savoir-faire que seuls les professionnels possèdent. Ajoutez à cela que le choix des outils ne se fait pas au hasard. Tout est question de précision !

Il est difficile d’établir un diagnostic avec certitude à moins de maîtriser la mécanique automobile sur le bout des doigts. Un même signe peut en effet traduire différents types d’anomalies. Supposons que vous avez constaté des grincements de la boîte de vitesses. Ce symptôme peut provenir d’un problème de lubrification (niveau d’huile bas ou encrassement du lubrifiant). Il est également possible que les engrenages soient cassés ou que des vis soient mal serrées, provoquant un jeu au niveau des composants mécaniques. Et encore, ce ne sont que des exemples de pannes possibles. Le choix de la méthode de remise en état dépendra donc de l’origine exacte du dysfonctionnement et c’est pour cela qu’il ne faut jamais intervenir soi-même. En cas d’erreur, vous ne résoudrez pas le problème. Au contraire, vous risquez de l’aggraver, ce qui vous coûtera plus cher lorsque vous déciderez de vous en remettre à un professionnel qualifié.

Dans les cas où la boîte de vitesses a subi des dégâts importants, le réparateur peut recommander son remplacement intégral. La règle absolue avant de passer à l’achat est d’identifier formellement la référence de la boîte de vitesses défaillante. Il s’agit d’un code que le constructeur automobile grave sur le carter d’huile ou mentionne sur une étiquette. Votre garagiste pourra vous communiquer la référence en question mais vous pouvez aussi vous servir de la carte grise qui définit les caractéristiques de votre voiture pour connaître le type exact de boîte de vitesses qui convient.

Deux options s’offrent ensuite à vous. La première consiste à confier l’achat de la pièce de rechange à votre garagiste. Il l’ajoutera à la facture mais attention, une commission est généralement prélevée, ce qui augmentera le montant à débourser pour la réparation. La seconde consiste à acheter vous-même la pièce nécessaire. En vous basant sur la référence qui vous a été fournie, vous n’avez plus qu’à passer par une boutique qui se spécialise dans la vente de boîtes de vitesses. EDEN BOITES est le leader du marché européen. Vous avez donc la certitude d’y trouver ce dont vous avez besoin, à des prix hautement compétitifs sans négliger la qualité. Vous pouvez commander une boîte de vitesses d’occasion ou choisir une boîte de vitesses en échange standard. Dans l’éventualité où la référence recherchée ne serait pas disponible en stock, n’hésitez pas à demander un devis pour le reconditionnement de votre boîte défectueuse.

N’hésitez pas à consulter les articles du blog qui vous aideront à comprendre les spécificités des boîtes de vitesses selon la marque et le modèle de véhicule que vous conduisez. Vous y trouverez également de nombreux conseils d’expert.