J'ai réalisé plusieurs prototypes jusqu'à aboutir à un fonctionnel. Je vous le présente aujourd'hui :
Le véhicule se présente sous la forme d'un Trophy Truck aussi appelé Baja Truck, sorte du pick up du désert. Ici l'orientation est clairement le trial truck. L'idée de la CVT ou variateur de vitesse mécanique est qu'elle permet d'avoir une infinité de rapport de transmission entre un minimum et un maximum. Le choix du rapport se fait soit de façon électronique, soit de façon mécanique. La mienne est mécanique et est liée au couple résistif sur les roues.
Pour faire simple, plus le trial truck aura du mal à avancer (augmentation du couple résistif sur les roues), plus la CVT va vouloir engager le rapport le plus court c'est à dire celui avec le plus de couple. Ce switch de rapport est obtenu par deux différentiels à glissement limité. Je vous laisse lire le lien du topic en début de page pour comprendre comment cela fonctionne ou (ici en anglais très détaillé) ou ici en français très détaillé aussi.
Quelques données :
-transmission intégrale avec un différentiel par essieux, pas de central
-deux moteurs L en propulsion
-boite de vitesse à variateur mécanique autorisant une infinité de rapport entre 1:1 et 1:5.
-Démultiplication secondaire en sortie de boite : 12/20, 20t sur diff / 8/24
-pont portique avec les essieux de l'unimog / crawler
-direction commandée par un servomoteur monté directement sur l'essieu avant
-système de suspension 5 points : 1 rotule, 2 bielles, 2 amortisseurs
-pas de parties ouvrantes / volant non fonctionnel, pas de moteur factice
-2 roues d'inertie reliées à la transmission
Le boitier de pile se situe comme sur mon trial crawler dans le châssis pour le placer au plus bas du centre de gravité.
Maintenant la partie intéressante a été le cheminement pour arriver à avoir une CVT fonctionnelle dans un moc de 1.5kg. Le problème de la CVT utilisant les différentiels à glissement limité est qu'elle utilise un pin à friction pour contrôler le glissement. Lorsqu'un certain couple est dépassé, le pin se met à tourner et la boite commute la vitesse la plus basse (rapport 1:5). Le souci est qu'en sortie de boite on a les roues qui entraînent le véhicule. Pour bouger un véhicule il faut du couple, ce couple s'il est trop important va constamment faire patiner le pin à friction est donc la CVT va être tout le temps en basse vitesse ce qui ne sert à rien si on n'utilise pas la vitesse haute (rapport 1:1).
L'idée est alors d'avoir le moins de couple possible sur le pin à friction pour qu'il glisse que quand on en a besoin. Soit on peut mettre un pin à friction avec beaucoup de friction (flex 75 dans le pin) mais on arrive vite à une limite et ça consomme beaucoup de puissance soit on réduit le couple sur ce pin pour qu'il déclenche à un seuil normal mais derrière avec une démultiplication on dispose d'assez de couple pour mouvoir le véhicule.
Pour cela, j'ai choisi des moteurs L plutot que XL car leur couple est bien moindre, on pourrait aussi mettre des moteurs M mais il faut garder à l'idée que si c'est pour motoriser un trial truck il faut un minimum de puissance. La CVT est placée directement après les moteurs en prise directe, ainsi pas de démultiplication avant, le couple n'est pas gonflé. Les démultiplications sont placées ainsi après la CVT pour augmenter le couple sur les roues mais pas sur le pin à friction.
Ainsi la CVT se montre bien réactive ! Sur plat elle enclenche la grande vitesse (le pin à friction ne patine pas) et dés qu'il y a une montée, elle commute lentement la petite vitesse (le pin à friction se met à tourner de plus en plus). Bien sur le fait qu'il y est un pin à friction qui tourne en rapport 1:5 consomme de la puissance mais gardons à l'esprit que le couple est alors multiplié par 5.
Le dernier point du dispositif est -vous avez du le remarquer- les deux roues sur le capot et l'arrière. A quoi servent elles ? Et bien ce sont des turbines à propulsions ioniques des roues d'inerties pour la transmission.
Le problème de tout système mécanique et de gérer quand il va changer d'état et de quelles façons : avec un à-coup, sans à-coup, avec un hystérésis, sans etc. Ici le problème est que le changement de vitesse doit se faire le plus doucement possible. Il faut aussi éviter que la CVT change de rapport quand elle détecte un couple ponctuel, par exemple lors d'un démarrage violent ou simplement un caillou. Il faut que le système ait une sorte de latence pour niveler les changements de vitesses inopportuns.
Pour cela j'utilise c'est deux roues d'inertie qui sont reliées chacune à un ratio de la CVT. Celle de l’arrière est reliée au ratio 1:1 et celle de devant au ratio 1:5. Ainsi lorsque le ration 1:1 est engagé, le roue arrière tourne à la vitesse du moteur en absorbant ainsi les à-coups de fonctionnement des passages du ratio 1:1 à 1:5. Lorsque le rapport 1:5 est engagé, la roue de devant tourne à la vitesse du moteur, absorbant ainsi aussi les à-coups des passages 1:5 vers 1:1. Vous remarquerez alors que les deux ne peuvent pas tourner ensemble à leur vitesse maximale. En fonctionnement, on à soit l'un, soit l'autre ou une combinaison des deux.
Ainsi les deux roues d'inertie permettent de niveler le fonctionnement de la CVT et en plus c'est beau ça tourne !
Enfin concernant les performances du modèle, elles bonnes. Pas excellente non plus parce que le moc est en comparaison plus lourd avec une CVT que sans et que mine de rien le pin à friction ainsi que les deux roues d'inerties bouffent de la puissance mais question jouabilité c'est très appréciable cette boite auto. Le véhicule accélère et ralentit sans qu'on ait besoin de jouer de la manette (ça évite notamment les tic tic tic de la manette pour être fin quand on a une petite réduction). La présence de deux différentiels est appréciable sur les manœuvres (et nécessaires sinon la CVT se met trop souvent en petit rapport en tournant), ainsi le véhicule va modérément vite sur plat, et se met en mode trial truck tout lent lorsqu'il le faut
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C'est noël aujourd'hui, il y a même la vidéo dispo avec la reviews :
Un peu plus longue que d'habitude.
N'hésitez pas si vous avez des questions / commentaires / remarques
EDIT : Vidéo corrigée !
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