La boîte de vitesse en F1

Les changements de vitesses dans une voiture de Formule 1 nécessitent une très longue pratique. Les pilotes font simplement glisser une palette derrière le volant pour changer de vitesses.

Les voitures de F1 utilisent des boîtes de vitesses semi-automatiques hautement sophistiquées. La présence du pilote n'est pas nécessaire pour actionner manuellement l'embrayage ou décélérer, de sorte que le pilote ne souffre pas de perte de vitesse.

Pour mieux comprendre le principe de fonctionnement, commençons par les bases et la façon dont la transmission fonctionne dans une voiture standard.

Opération de transmission manuel

Une voiture standard fonctionne grâce avec un système de transmission manuelle.

Schéma simplifié d'un système de transmission ordinaire

Le moteur génère de l'énergie, alors un mouvement de rotation d'un arbre de sortie est transmis à la boîte de vitesses grâce à un embrayage et un volant. Le volant lui-même est relié à l'arbre de sortie du vilebrequin.

Lorsque le pilote appuit sur la pédale d'embrayage, un système hydraulique pousse la plaque contre le volant rotatif. Quand il le relâche, la plaque de pression se déplace vers la plaque d'embrayage et la puissance est transmise.

Les engrenages de l'arbre principal sont engagés sur les engrenages de l'arbre de pose et tournent ensemble. Ils ne transmettent pas à l'arbre principal, car ils sont montés sur les paliers. La transmission se produit lorsque le chien s'accroche, se relie à l'arbre principal, s'engage et que l'arbre principal se déplace en conséquence.

Des couples différents sont obtenus en fonction de l'engrenage engagé grâce au mécanisme de sélection. Par exemple, le diamètre de la première vitesse est plus grand, la vitesse diminue, mais le couple augmente et, d'autre part, pour la cinquième vitesse, la vitesse est la plus élevée, mais le couple est beaucoup plus bas.

Exemple avec la 1ère vitesse

La marche arrière, fonctionne exactement de la même manière, sauf que nous ajoutons un engrenage libre et que nous transférons le mouvement inverse à l'arbre de sortie.

Système séquentiel de boite de vitesses :

Comme nous l'avons déjà dit, les voitures de F1 utilisent des boîtes de vitesses séquentielles qui leur permettent de se déplacer de façon transparente. Le volant comporte deux leviers d'engrenages, l'un pour le changement de vitesse et l'autre pour la rétrogradation.

Alors, quelle est la différence par rapport à une voiture normale ?

Schéma de la boîte de vitesses séquentielle

La principale différence réside dans le sélecteur de vitesse. En effet, lorsque le pilote remonte ou descend l'engrenage séquentiel (noir) tourne sur le maillage rouge, la rotation déplace les fourchettes du sélecteur (vert) qui engage le collier (= embrayage à chien) sur l'arbre principal. L'arbre du sélecteur de vitesse a des rainures découpées dans lesquelles il y a une broche de sélection (bleu). Chaque fourche sélecteur est activée par une coupe de rainure différente. Lorsque le pilote s'engage, le sélecteur de vitesse séquentiel tourne. La rotation fait que la broche se déplace dans la rainure coupée dans l'arbre de sélection jusqu'à l'engrenage souhaité. Cela provoque le mouvement de la fourche sélecteur et engage le collier associé.