Fc : effort de crabotage maximal La mesure de l’effort maximal en phase de crabotage (voir fig. 6.2) est ici pris en compte ind´ependamment de l’effort maximal en phase de synchronisation. Ce crit`ere premet d’identifier le pic le plus s´ev`ere mais n’apporte pas d’information sur la forme du croquement.
FIG. 6.1 – Courbe d’effort ressenti au pommeau en fonction du temps lors d’un passage de vitesse
Fc/Fs Fc/Fs est le rapport entre l’effort de crabotage et l’effort maximal dans la phase de synchronisation (voir fig. 6.2).
Lors d’un passage, les efforts de d´egagement, de synchronisation et de but´ee font partie du retour d’information compris par le client alors que l’effort de crabotage, s’il est trop important, est lui perc¸u comme une perturbation gˆenante (voir fig. 6.1). L’effort de d´egagement permet de quitter la vitesse qui ´etait enclench´ee, l’effort de synchronisation indique que le nouveau rapport de boˆıte de vitesse commence `a s’enclencher et l’effort de but´ee est simplement l’effort subi indiquant qu’on est au bout de la course du levier et que la vitesse est bien enclench´ee. Le crabotage est la mise en contact du pignon fou de l’axe secondaire (apr`es avoir ´et´e ralenti - ou acc´el´er´e par l’action au manchon baladeur) avec le pignon fixe correspondant sur l’axe primaire. Les pi`eces sont en phase et le crabotage consiste `a les rapprocher jusqu’au mouvement solidaire. Ces pi`eces sont munies de dents h´elico¨ıdales et bien que les pi`eces tournent `a la mˆeme vitesse, le rapprochement peut provoquer un choc dˆu au non-alignement des dents.
On peut noter tout de mˆeme que ce crit`ere physique ne prend pas en compte les multichocs, ni la forme du pic de croquement.
FIG. 6.2 – Courbe d’effort ressenti au pommeau en fonction du temps lors d’un passage de vitesse
Nombre de pics Ce crit`ere physique a ´et´e propos´e par un fournisseur, dans le cadre du d´eveloppement d’un synchroniseur double cˆone. Il s’agit d’une analyse visuelle qui permet de hi´erarchiser les diff´erentes courbes de d´eplacement en fonc- tion de leur degr´e de criticit´e pour le client. Ce crit`ere permet de caract´eriser la forme la courbe de d´eplacement.
Recul Les ph´enom`enes d’accroc et de croquement ont pour effet l’appartition d’efforts ressentis par l’utilisateur au moment du crabotage, mais ´egalement de ralentissements, d’arrˆets, voire de reculs dans le d´eplacement du pommeau lors du passage.
Le crit`ere physique correspondant `a ces perturbations touchant le d´eplacement de la main du conducteur consiste donc `a examiner l’amplitude du recul maximal au pommeau.
Ainsi, mˆeme sans recul, le d´eplacement maximal pendant l’effort de crabotage donnera un aperc¸u de la fluidit´e du passage (fig. 6.3).
– passage fluide : recul > 0 – temps d’arrˆet : recul ≈ 0 – passage avec recul : recul < 0
Angle de recul En consid´erant que l’amplitude du recul n’est pas suffisante pour caract´eriser la violence du choc de croquement, l’angle de recul permet d’apporter cette information suppl´ementaire.
Ce crit`ere physique consiste `a prendre en compte les pentes du d´eplacement du pommeau avant et apr`es le choc afin de quantifier leurs variations (voir fig. 6.4). Ainsi l’angle entre ces deux tangentes apporte une information sur la brutalit´e du recul `a la main du conducteur. Un angle tr`es ferm´e est synonyme de passage cri- tiqu´e.
FIG. 6.3 – D´eplacement de la boule du pommeau depuis la fin de synchronisation jusqu’`a l’engagement complet de la vitesse, avec recul (courbe du haut) et sans recul (courbe du bas)
´Energie cin´etique Lors du ph´enom`ene de croquement, le manchon baladeur ab- sorbe une partie du choc principal sous la forme d’un d´eplacement (qui est souvent un recul). L’´energie cin´etique ainsi absorb´ee par le baladeur est restitu´ee par la commande interne, jusqu’`a l’utilisateur via le pommeau. Le crit`ere physique cor- respondant est le suivant :
Ec= 1
2meq baladeur.Vrecul pommeau2 .ξ
avec ξ ∈ {−1, 1}. Vrecul pommeau est la vitesse du pommeau. meq baladeur est la masse ´equivalente du pommeau.
Impulsion de passage Pour ce crit`ere physique, le passage est pris en compte en entier. L’impulsion de passage permet d’identifier le niveau d’effort global du passage (voir fig. 6.5). L’inconv´enient est que tous les ´el´ements pouvant d´egrader la fluidit´e du passage sont fondus dans ce crit`ere physique. L’impulsion de passage de cible en particulier pas le croquement seul et reste tr`es sensible aux forts efforts de synchronisation, ce qui n’implique pas le ressenti d’une gˆene.
Impulsion de crabotage L’impulsion de crabotage est d´efinie comme l’int´egrale de la courbe d’effort mesur´ee au pommeau, durant la phase de crabotage. Les chocs
FIG. 6.4 – Angle de recul lors d’un d´eplacement de la boule du pommeau avec recul (courbe du haut) et sans recul (courbe du bas)
multiples sont pris en compte ainsi que l’ampleur du croquement mais peut corres- pondre `a des profils d’effort tr`es diff´erents.
Impulsion de recul Ce crit`ere physique est d´evelopp´e `a partir d’une courbe th´eorique « id´eale » de d´eplacement du pommeau. Il consiste `a calculer l’aire s´eparant les courbes r´eelle et th´eorique durant les phases de crabotage, zone d’ap- parition du croquement. La courbe dite « id´eale » est construite sur la base d’un polynˆome de degr´e deux calcul´e sur trois points caract´eristiques du d´eplacement du pommeau : du point de d´ebut de la fin de la synchronisation, en passant par le point d’inflexion de la courbe dˆu au crabotage et enfin au point de fin de pas- sage. Ces trois points sont les plus identifiables sur une courbe de d´eplacement en dehors du croquement. La fin de synchronisation est rep´er´ee par l’avancement du manchon baladeur apr`es l’arrˆet dˆu `a la synchronisation, le point d’inflexion de cra- botage est le r´esultat du ralentissement du pommeau `a l’approche du pignon fou par le manchon baladeur et le point de fin de passage consiste en la fin de la course. Une impulsion faible correspond `a un bon passage, elle est la repr´esentation de l’´ecart `a la courbe « id´eale ».
Puissance de recul Ce crit`ere physique est un exemple de compos´e `a partir des autres crit`eres. La puissance de recul ajoute au pr´ec´edent l’information de l’ampli-
FIG. 6.5 – L’impulsion de passage donne une id´ee de l’effort global fourni pendant le passage
FIG. 6.6 – L’impulsion de crabotage cible l’effort global fourni uniquement lors de la phase de crabotage
tude de l’effort de croquement maximal F c. La puissance de recul s’´ecrit : Precul= F c.Vrecul pommeau.ξ
RMS1 Les trois crit`eres physiques vibratoires RMS1, RMS2 et RMS3 sont tous les trois calcul´es `a partir du signal temporel du d´eplacement du pommeau lors du passage. RMS1 est l’´energie spectrale du signal entre les fr´equences 20Hz et 100Hz.
RMS2 RMS2 est l’´energie spectrale du signal entre les fr´equences 20Hz et 1000Hz. RMS3 RMS3 est l’´energie spectrale du signal entre les fr´equences 100Hz et 1000Hz.
Temps de passage La prise en compte du temps de passage permet de prendre ce temps en compte pour compl´eter d’autres informations, via une combinaison de crit`eres. Le temps de passage en lui-mˆeme discrimine les passages rapides des
FIG. 6.7 – Impulsion de recul lors d’un d´eplacement avec recul
passages lents, ces derniers ´etant plus favorables `a l’apparition du croquement. Pour la validation d’une boˆıte de vitesse, la valeur inscrite au cahier des charges pour le temps de passage est de 0.35s ± 0.15s.
Temp´erature Tout comme l’effort maximal en phase de crabotage, la temp´erature peut ˆetre combin´ee `a d’autres crit`eres physiques pour cr´eer de nouveaux crit`eres qui permettent une explication plus globale de la prestation. La temp´erature joue sur la viscosit´e de l’huile. La phase de synchronisation est donc d´egrad´ee `a froid. L’exp´erience montre que le ph´enom`ene de croquement est effectivement plus pr´esent `a froid.