L’utilisation de la feuille de calcul nécessite d’autoriser les modifications pour que la macro calculant les intersections de courbes puisse s’exécuter.
La version 5.01 ajoute la langue anglaise et un graphique indiquant la puissance effective pour chaque rapport.
Elle permet :
- de déterminer et visualiser l’étagement des rapports de boite en fonction du premier et du dernier rapport et du nombre de rapports (de 3 à 20 rapports), selon un étagement linéaire, ou logarithmique selon la valeur du coefficient logarithmique k.
- d’ajuster manuellement chaque rapport.
- d’obtenir les points de changement de vitesse permettant de maximiser l’accélération du véhicule.
- d’obtenir la vitesse limite du véhicule en fonction des forces de frottement.
Les données à entrer dans la feuille de calcul :
Le graphe de traction qui permet de visualiser et minimiser les zones de traction moindre :
Le graphe de points de changements de vitesses, pour obtenir les vitesses de rotation moteur optimales aux points de changement de vitesses :
En pratique suivre une progression linéaire ou logarithmique des rapports n’est pas forcément la meilleure solution. Des modifications pour certains rapports sont parfois judicieuses pour améliorer les performances en fonction des caractéristiques du véhicule, de son utilisation ou de la piste en compétition. Par exemple sur un véhicule destiné à un usage tout terrain léger qui ne possède pas de boite de transfert, la première vitesse sera souvent sur-démultipliée pour faciliter les franchissements. Sur un véhicule routier, la dernière vitesse sera souvent sur-multipliée pour réduire la consommation de carburant.
Pour les boîtes de vitesses de véhicules courants (comme les voitures compactes ou les berlines), l’écart entre la première et la deuxième vitesse est souvent plus important, alors que les écarts entre les autres vitesses sont plus proches. Une estimation approximative basée sur l’analyse d’étagements réels de boîtes de vitesses conduit à un coefficient k situé entre 0.05 et 0.15 dans la plupart des véhicules.
Un exemple basé sur des valeurs moyennes pour une boîte à 5 vitesses :
1ère vitesse : 3.7:1
2ème vitesse : environ 2.1:1
3ème vitesse : environ 1.5:1
4ème vitesse : environ 1.2:1
5ème vitesse : 1:1 (prise directe)
Ces valeurs suggèrent que la réduction de l’écart entre les vitesses est modérée, ce qui correspond à un coefficient k de l’ordre de 0.1 dans cet exemple.
Bien qu’il n’y ait pas de valeur fixe pour k dans les boîtes de vitesses automobiles, une estimation pour des véhicules conventionnels se situe entre 0.05 et 0.15. Cela correspond à une réduction progressive des écarts entre les rapports après la première vitesse, tout en assurant une montée fluide en régime moteur. Le coefficient peut varier en fonction des besoins spécifiques en termes de performance et d’économie de carburant des différents types de véhicules.
Le 1er graphique représente la traction disponible pour chaque rapport en fonction de la vitesse du véhicule.
L’accélération maximum sera théoriquement obtenue lorsque la traction et donc le couple aux roues sera maximum sur l’ensemble des rapports.
Cette condition est réalisée lorsque chaque changement de vitesse se fait au croisement des courbes, et lorsque le choix des rapports maximise la surface sous les courbes (en simplifiant parce que dans la réalité d’autres paramètres dont le temps nécessaire au changement des rapports peuvent affecter ce schéma théorique).
Pour obtenir ce graphique pour votre transmission, il faut rentrer les données dans les cases en vert. Les données de couple moteur doivent être mesurées sur un banc de puissance, ou à défaut reprendre les données constructeur si elles sont disponibles. Il est possible de modifier les valeurs de couple en N.m ainsi que les valeurs de vitesse de rotation correspondantes en tours/min (colonne RPM).
Ne pas modifier les cases qui ne sont pas en vert.
NB : L’optimisation des points de changement vitesses est un sujet complexe, qui dépend de nombreux paramètres, certains étant liés au véhicule, d’autres à son utilisation et à la piste elle-même. Cette feuille de calcul est destinée à donner une base, ce n’est pas un outil permettant d’établir une optimisation complète, pour laquelle il faudrait simuler le véhicule dans son intégralité et compléter par des vérifications sur le terrain.
Le graphique du bas indique les points de changement de rapport avec les vitesses de rotation moteur associées ainsi que les vitesses en km/h.
Les points de changement de vitesse sont positionnés sur les intersections des courbes du 1er graphique.
NB : L’optimisation des points de changement vitesses est un sujet complexe, qui dépend de nombreux paramètres, certains étant liés au véhicule et au type de boite de vitesse, d’autres à son utilisation et à la piste elle-même. Cette feuille de calcul est destinée à donner une base, ce n’est pas un outil permettant d’établir une optimisation complète, pour laquelle il faudrait simuler le véhicule dans son intégralité et compléter par des vérifications sur le terrain.
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