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BTS AVA Analyse des systèmes et contrôle des performances session 2016 code : AVE4SCP

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La boîte de vitesses « Powershift » Mercedes est montée sur porteur et tracteur ACTROS. Elle existe en version 12 ou 16 rapports et peut se décliner avec différents étagements afin de répondre aux besoins : route, chantier, approche-chantier, …



1. Présentation du système étudié

En introduisant la boîte de vitesses Mercedes PowerShift avec commande des rapports entièrement automatisée en version à 12 rapports, Mercedes-Benz propose des boîtes de vitesses compactes et très performantes destinées à une utilisation sur route.

Ces boîtes sont proposées en tant que boîtes de vitesses entièrement automatisées et non synchronisées sous le nom de Mercedes PowerShift.

Grâce à la suppression de la synchronisation mécanique, de l'espace a été libéré dans la boîte de vitesses de base. Cet espace permet d’utiliser des pignons plus larges. Résultat : la boîte de vitesses peut transmettre des couples plus élevés ou être de forme plus compacte pour un couple de transmission identique.
1 : Engrenages

2 : Bagues de synchronisation

3 : Cônes de synchronisation

4 : Manchon coulissant

5 : Moyeu

6 : Crabots


Avec synchronisation sans synchronisation
 Les Mercedes Powershift conservent un embrayage traditionnel (monodisque à sec) piloté par le calculateur du véhicule permettant la sélection et le passage automatique des rapports.

A tout moment, le chauffeur peut néanmoins demander un changement de rapport lui-même (anticipation d’une descente / montée) et un mode manuel (non permanent) est également possible. Par défaut, la boîte est sur mode automatique.



La boîte de vitesses Powershift fait partie de la chaîne

de transmission de puissance.

Sa fonction est d'adapter et de transmettre le couple

et la vitesse moteur à l'essieu arrière via l'arbre de

transmission.
L'étude porte sur un tracteur routier MERCEDES-ACTROS

équipé d'un moteur OM 501 LA et d'une boîte de vitesses

Powershift G211 à 12 rapports.
2. Mise en situation du système
La boîte de vitesses Powershift G211-12 est composée des ensembles suivants :

Diviseur (split), synchronisé (a)

Boîte principale, non synchronisée (b)

Groupe multiplicateur (doubleur de gamme), synchronisé (c)



Sous-ensemble

Possibilité de démultiplication

Diviseur (split)

2

Boîte principale

3

Groupe multiplicateur

(doubleur gamme)

2


S’agissant d’un véhicule industriel, la boîte principale ne comporte que 3 rapports. Mais l'intervention du diviseur (split) permet de doubler ce nombre.

De même, en sortie de boîte, le groupe multiplicateur permet de décliner ces 6 rapports sur deux gammes de fonctionnement : une première gamme lente : L et une seconde rapide : R.

Les 12 rapports résultent des possibilités de démultiplication 2  3  2 détaillées dans le tableau page A6/16.




A : Module de rapport F : Raccord alimentation en air comprimé

B : Module de gamme G : Module de couloir avec calculateur GS intégré

C : Raccord actuateur d'embrayage H : Raccord conduite d'air comprimé frein d'arbre intermédiaire

D : Raccord capteur de course d'embrayage I : Raccords refroidisseur d'huile de boîte de vitesses

E : Purge boîte de vitesses J : Prise de force



K : Frein d'arbre intermédiaire N : Raccord ralentisseur

L : Cylindre de diviseur O : Logement ralentisseur (Voith)

M : Raccord prise de force




1 : Arbre primaire

2 : Arbre intermédiaire

3 : Arbre secondaire

4
a : Diviseur

b : Boîte principale à 3 rapports

c : Groupe multiplicateur (gamme)
 :
Arbre de sortie


Les autres composants sont les suivants :

6 : Unité de commande (fixation fourchette de commande)

13 : Levier de débrayage

14 : Générateur d'impulsions (régime de sortie de la boîte de vitesses)

15 : Pompe à huile

16 : Commande longitudinale des rapports
Architecture simplifiée de la boîte de vitesses
Déplacement des crabots



















a : Diviseur (split)

b : Boîte principale à 3 rapports

c : Groupe multiplicateur (gamme)






Exemple : passage en 2ème R





3. Caractéristiques

3.1. moteur OM 501 LA Euro5  300kW (410ch)

Type de moteur




OM 501LA.

Puissance moteur

kW/Ch

300 / 408




tr.min-1

1800

Couple moteur maxi

N.m

2000




tr.min-1

1080

Régime nominal

tr.min-1

1800

Alésage

mm

130

Course

mm

150

Cylindrée totale

cm3

11 946

Rapport volumétrique



17,75

Ordre d'allumage




1-4-2-5-3-6

Nombre de cylindres/disposition




6 en V

Soupapes par cylindre

admission

2




échappement

2

Mode de fonctionnement

Diesel 4 temps avec injection directe




Mode de combustion

Turbocompresseur à gaz d'échappement et refroidissement de l'air de suralimentation

Mode d'injection

Pompe encliquetable individuelle avec système pompe-conduite-injecteur (PLD)

Commande

Gestion moteur électronique avec injection commandée par électrovalve


Graphes caractéristiques :


Nm

Pm

Cm

Csp

tr.mn-1

kW

N.m

g.kW-1.h-1

1000

190

1810

193

1080

226

2000

193

1100

230

1995

192

1200

250

1990

191

1300

268

1970

190

1360

278

1954

189

1400

284

1940

189

1500

297

1890

190

1600

298

1780

195

1700

299

1680

207

1800

300

1590

212

1900

293

1470

222

2000

266

1270

223


3.2. Chaîne de transmission de puissance

a / Synoptique de la chaîne de transmission de puissance




b / Boîte de vitesses : Boîte G211

Marche avant (légende page suivante avec tableau marche arrière)


Rapport

1èreL

1èreR

2ndeL

2ndeR

3èmeL

3èmeR

4èmeL

4èmeR

5èmeL

5èmeR

6èmeL

6èmeR

Combinaison

SL + 1 +GL

SR + 1 +GL

SL + 2 +GL

SR + 2 +GL

SL + 3 +GL

SR + 3 +GL

SL + 1 +GR

SR + 1 +GR

SL + 2 +GR

SR + 2 +GR

SL + 3 +GR

SR + 3 +GR

Rapport iBV

14,93

11,67

9,02

7,06

5,63

4,40

3,39

2,65

2,05

1,60

1,28

1,00

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