L'overdrive, cette vitesse supplémentaire si particulière, est un système anglais.
Robuste et ingénieux, il mérite quelques attentions pour fonctionner parfaitement en toutes circonstances.
1 - Généralités
L'OverDrive (OD) est un mécanisme inventé par Laycock de Normanville, en Angleterre, après la deuxième guerre mondiale. Il a été utilisé avec succès sur la plupart des véhicules sportifs anglais des années 50 et 60 (Triumph TR, Austin-Healey) et bien sûr sur les Volvo 120, 1800, 140, 160, 200, 700 et 900. Il a été fabrique 3,5 millions d'OD, dont plus d'un million pour les automobiles Volvo !
Pour ce qui concerne la période des années 60 et 70, on trouve deux types d'overdrive montés chez Volvo. Le plus ancien est le type D, monté sur les 120 et 1800 jusqu'en 1968. Ensuite, c'est le type J, qui sera aussi utilisé sur les 140, 160, 1800 et 240/260. Techniquement, ces deux variantes sont proches mais sont de forme différentes à l'extérieur (le type J présente un plus fort diamètre extérieur et le solénoïde coté gauche, le type D ayant le solénoïde monté à droite). Le type D est accouplé à la boite de vitesses par une entretoise en aluminium, tandis que le type J utilise une entretoise en fonte. L'overdrive type D a été monté sur les M31 (accouplée au moteur B16) et sur les premières boites de vitesses M41 (accouplée au moteur B18); le type J sur les dernières M41 (ainsi que sur les M410 des 1800 et 164, puis sur les M46 ultérieurement).
Le type D a un rapport de démultiplication de 0,756 et le type J a un rapport de 0,797.
A gauche, un tunnel de boite de vitesses type 1957-1960. A droite, un tunnel type 1961-1970.
On voit clairement que le tunnel deuxième version a été rallongé pour accueillir l’OD.
Overdrive Type D
Overdrive Type J
Techniquement, il utilise un train épicycloïdal, qui est un type d'engrenages particulier, mais très répandu : c'est l'organe central des boites de vitesses automatiques, dans lesquelles on en trouve plusieurs. Dans l'OD, il n'y en a qu'un seul. Autre parallèle avec les boites automatiques : l'OD est actionné par une pression d'huile commandée, pression générée au sein même de l'OD. On trouve aussi dans l'OD une roue libre, un accumulateur de pression hydraulique et un actionneur électrique (le "solénoïde").
Dans le principe, un train épicycloïdal est constitué de trois éléments principaux : le planétaire (A), les satellites (B) supportés par le porte-satellite et la couronne (C) dont la denture est intérieure. Pour faire fonctionner un train épicyloidal, il faut qu'un des trois éléments soit immobilisé en rotation, les deux autres tournant à des vitesses différentes. Le rapport de vitesses entre les deux éléments tournants est régi par différentes lois et par les nombres de dents du planétaire et de la couronne.
Pour obtenir un rapport de surmultiplication, il faut immobiliser le planétaire, faire entrer le couple par le porte-satellites et le faire sortir par la couronne.
Pour bloquer le planétaire, il faut un embrayage. Dans l'OD, l'embrayage a une forme de cône dont la face interne et la face externe sont toutes deux utilisées selon la position de l'overdrive (actionné ou coupé). Cet embrayage est solidaire du planétaire, puisque c'est lui qu'il faut immobiliser, et est maintenu en position de repos (OD désengagé) par quatre ressorts coaxiaux à l'arbre principal.
L'embrayage est actionné par une pression hydraulique, fournie par une petite pompe interne à l'OD et envoyée vers l'embrayage au moyen du solénoïde qui est une vanne actionnée par un courant électrique. C'est la pression hydraulique maintenue en réserve qui le plaquera le moment venu contre le carter de l'overdrive pour l'immobiliser. La zone de contact du cône d'embrayage est parfaitement visible de l'extérieur, pour la simple raison qu'elle est en acier alors que le corps de l'OD est en aluminium : c'est la tranche d'acier noir qu'on peut voir sur la photo en haut de page.
3 - Overdrive désengagé (prise directe)
Lorsque l'overdrive est inutilisé, l'arbre de sortie de la boite de vitesses entraîne la roue libre dans le sens bloqué, laquelle entraîne l'arbre de sortie. On n’a aucune démultiplication entre l'entrée et la sortie de l'OD (rapport 1). Si le système se réduisait à la roue libre, le véhicule n'aurait plus de frein moteur en cas de décélération. Pour remédier à cet inconvénient, le cône d'embrayage, en position de repos, solidarise l'arbre de sortie avec tout l'ensemble du train planétaire.
4 - Overdrive engagé (surmultipliée)
Lorsque l'overdrive est enclenché, l'embrayage conique est plaqué contre le carter de l'OD et bloque le planétaire. Le couple transite par le porte-satellite et la surmultiplication de la vitesse de rotation s'opère.
5 - Circuit électrique de commande
La commande de l'overdrive est électrique. Elle agit sur le solénoïde via un interrupteur au tableau de bord qui commande un relais. Le circuit de sortie du relais commande le solénoïde via un interrupteur sur la boite de vitesses qui ne laisse passer le courant que si le quatrième rapport est engagé. Un lampe témoin s'allume au tableau de bord lorsque le relais de l’OD est activé, ce qui signifie que si la lampe est allumée, le passage en quatrième enclenche de facto l’overdrive. Il est à noter que le relais a été supprimé sur le circuit électrique des OD type J des 120, 140 et 164.
6 - Utilisation de l’overdrive
L’overdrive s’engage en abaissant le levier à droite de la colonne de direction. Une lampe s’allume en même temps au tableau de bord. Remarquez que si l’on passe en troisième alors que le levier est abaissé, la lampe reste allumée, signifiant qu’au prochain passage en quatrième l’overdrive s’engagera d’office.
Grâce au contacteur sur la boite de vitesses, le circuit électrique de commande de l’overdrive ne permet son utilisation qu’en quatrième. Le manuel du propriétaire recommande de passer l’overdrive à partir de 70 km/h. Il faut veiller à ne pas fonctionner en sous-régime en surmultipliée pour deux raisons : d’une part le moteur se trouverait en sous-régime, ce qui lui serait préjudiciable ; d’autre part la pression d’huile dans l’overdrive (qui plaque le cône d’embrayage) est régie par le régime moteur : si on fonctionne en sous-régime en surmultipliée on risque de faire glisser l’embrayage de l’overdrive par manque de pression d’huile et par-là même de bruler la garniture.
A propos de la manière de passer la surmultipliée, le manuel du propriétaire préconise : « Normalement le passage de l’overdrive se fait sans manœuvre de l’accélérateur ou de l’embrayage. Toutefois on peut faciliter le passage en maintenant la même pression sur l’accélérateur et, dans le cas d’une rétrogradation de la surmultipliée à la prise directe, en appuyant légèrement sur la pédale d’embrayage ».
7 - Entretien de l'overdrive
L'overdrive est intégralement baigné par l'huile de la boite de vitesses. Par conséquent, le choix de l'huile de boite de vitesses conditionne le bon fonctionnement de l'OD. Concernant les overdrives type D et type J montés derrière une boite M41, il faut impérativement utiliser de l'huile moteur de grade SAE30 ou 20W50, pour un volume de 1,8 litre pour le type D et 1,6 litre pour le type J (1,4 litre dans le cas de la M410). Il ne faut pas utiliser d'huile de pont ou d'huile pour boite automatique. L'huile de pont est trop visqueuse et l'huile de boite automatique (préconisée ultérieurement, il est vrai) est trop fluide et la garniture de l'embrayage de l'OD ne la supporte pas.
L'entretien consiste généralement à contrôler le niveau de lubrifiant (voiture sur sol plan) par le bouchon vissé supérieur (1) sur le coté droit du carter de boîte de vitesses.
La vidange du lubrifiant s'effectue par le bouchon inférieur (2), toujours sur le côté droit, et par la vis de vidange sous l'OD pour le type D.
Il est conseillé de vérifier d'abord que le bouchon de remplissage se dévisse facilement avant d'ouvrir le(s) bouchon(s) de vidange ! La périodicité de vidange est de 40 000 km, à effectuer boite chaude.
A l'occasion de la vidange, il est préconisé de nettoyer le filtre de l'overdrive. Pour le type D, il est situé derrière la plaque latérale (4 vis). Pour le type J, il est situé derrière la plaque inférieure (6 vis). Le bouchon est à resserrer modérément (2 m.kg = 20N.m).
Lors du remplissage, il faut attendre que l'huile ait le temps de se répandre dans l'overdrive pour contrôler le niveau.
8 - Réparation de l'overdrive
En cas de défaillance, il faut agir selon le type de panne :
a - l'overdrive n'engage pas : c'est le plus souvent un manque d'huile. Vérifier le niveau. Sinon, vérifier que le solénoïde "claque" véhicule arrêté, contact mis, quatrième engagée. Si tel n'est pas le cas, vérifier le circuit électrique (interrupteur, relais, état des fils électriques et des connexions). Le solénoïde est rarement fautif.
b - l'overdrive ne désengage pas : c'est une panne qui peut mener à la destruction de l'overdrive si jamais la marche arrière est utilisée alors que l'OD est engagé. Il faut donc remédier immédiatement à ce défaut en déposant la soupape de commande qui se situe derrière le bouchon à côté du filtre (voir illustration ci-dessus) et en la nettoyant, voire en la rénovant.
c - l'overdrive patine : vérifier le niveau d'huile, puis s'il est correct, nettoyer la soupape de commande, puis si le défaut persiste vérifier la pression d'huile (raccord sur le dessus pour le type D et raccord en-dessous pour le type J). Il se peut aussi que les garnitures du cône d'embrayage soient usées, auquel cas il faut rénover l'OD.
d - l'overdrive patine lorsque l'on utilise le frein moteur (effet de frein moteur faible avec l'OD engagé) : vérifier l'état de la soupape de commande, vérifier l'état des garnitures du cône d'embrayage, vérifier l'état des ressorts de rappel du cône d'embrayage.
L'expérience montre que la première défaillance de l'OD est l'insuffisance d'huile, la seconde étant un problème électrique sur la commande ! Finalement, l'overdrive, en tant que tel, est assez fiable, tant qu'on lui donne l'huile nécessaire pour fonctionner !
9 - Fuite à l'arrière de l'OD
En cas de fuite à l'arrière de l'overdrive, il est nécessaire de remplacer le joint spi de sortie (en noir sur la photo). Pour ce faire, il faut démonter la tulipe de sortie de l'overdrive, puis l'extraire (un arrache peut être nécessaire pour la décoller, l'ajustement de cette pièce cannelée sur l'axe étant fin). Enfin, on peut extraire le joint spi, en faisant très attention de ne pas marquer le bord du carter en aluminium : en effet, si le carter présente une bavure, lors du remontage du joint spi neuf sa portée extérieure sera rayée par la bavure et il pourrait se produire une fuite par l'extérieur du joint. On peut s'approvisionner à moindre frais en joint spi de sortie d'OD chez les revendeurs de pièces d'anglaises (moins de 10 euros).
Au remontage, il est recommandé de "toiler" la portée de la tulipe qui fait étanchéité avec le joint (papier 600), puis nettoyer et graisser légèrement la portée et la lèvre du joint. Enfoncer le joint dans le carter avec un "martyr" entre le joint et le marteau, puis enfiler la tulipe sur l'axe. Replacer la rondelle de pression et l'écrou, puis serrer l’écrou (10 m.kg / 100 N.m pour le type D et 18 m.kg / 180 N.m pour le type J). Le respect de ce couple de serrage est important pour le roulement qui est dans l'OD.
Une photo prise au musée Volvo de Göteborg d’un overdrive type J éclaté.
On distingue parfaitement le cône d’embrayage et les ressorts de poussée.
