La boîte de vitesse permet la démultiplication

Le moteur d’une voiture thermique ne permet pas de rouler de 0 à 200 km/h avec une seule démultiplication (une seule vitesse). Donc il est nécessaire de changer le rapport de démultiplication entre le moteur et les roues pour pouvoir démarrer et augmenter sa vitesse.

L’organe qui permet cela est la boîte de vitesse

Avant de voir la boîte d’une voiture, nous allons regarder la démultiplication utilisée sur un vélo (c’est plus visuel).
Imaginons un vélo qui aurait 5 vitesses sur la roue arrière.

Pour démarrer dans des conditions difficiles, vous allez mettre la vitesse avec le plus gros pignon derrière. Vous pourrez démarrer facilement, mais vous n’irez pas très vite. Pour augmenter votre vitesse, vous allez changer de … vitesse pour choisir un pignon de plus en plus petit.
Lorsque la route sera belle, voir un peu en descente, vous pourrez mettre la vitesse la plus élevée avec le pignon le plus petit et vous pourrez chercher votre vitesse maximale. Si vous vous arrêtez, n’espérez pas pouvoir redémarrer dans cette configuration sauf en forçant longtemps pour arriver à prendre suffisamment de vitesse pour pédaler normalement. Il en est de même si vous vous retrouvez dans une côte. Si vous gardez la vitesse la plus élevée, vous aurez du mal à garder votre vitesse et serez obligé de forcer pour arriver à monter (lentement) en forçant sur vos genoux et cœur.
Il en est donc de même avec la voiture.

Faisons un peu de calcul, juste un peu !

Le plateau à l’avant de votre vélo a 44 dents, votre cassette à l’arrière a 5 vitesses avec des pignons qui vont de 14 à 28 dents. La “première” vitesse est sur le pignon qui a 28 dents.
Votre démultiplication est de 44/28 soit 1,5714. Donc la roue arrière va aller 1,5714 fois plus vite que votre pédalier.
Si vous êtes sur la 5eme vitesse, le pignon a 14 dents, votre démultiplication est de 44/14 soit 3,1428. La roue va 3,1428 fois plus vite que le pédalier. Avec la même vitesse de pédalier, la roue tourne plus vite en 5eme qu’en première.

©LV - Pignons

Pour continuer avec notre vélo, pour augmenter la plage de démultiplication, nous pouvons augmenter le nombre de vitesses, nous pouvons aussi ajouter un plateau devant.
Avec le premier plateau, nous avons 5 vitesses et de nouveau 5 vitesses sur le deuxième plateau, donc 10 vitesses au total.
Tiens, je viens de vous faire une boîte d’un vrai 4X4 avec une boîte 5 et une boîte de transfert qui a une vitesse lente et une rapide.

La semaine prochaine, nous supprimons la chaîne et nous verrons comment cela se passe dans une boîte de vitesse de voiture.

Voilà, voilà …

Lionel.