La plupart des gens savent que les voitures sont livrées avec deux types de transmission de base :les manuelles, qui exigent que le conducteur change de vitesse en appuyant sur une pédale d'embrayage et en utilisant un levier de vitesses, et les automatiques, qui effectuent tout le travail de changement de vitesse pour les conducteurs utilisant des embrayages, un convertisseur de couple et ensembles d'engrenages planétaires. Mais il y a aussi quelque chose entre les deux qui offre le meilleur des deux mondes :la transmission à double embrayage , également appelée transmission semi-automatique, transmission manuelle "sans embrayage" et transmission manuelle automatisée.
Dans le monde des voitures de course, les transmissions semi-automatiques, comme la boîte de vitesses manuelle séquentielle (ou SMG), sont un incontournable depuis des années. Mais dans le monde des véhicules de production, il s'agit d'une technologie relativement nouvelle, définie par une conception très spécifique connue sous le nom de boîte de vitesses à double embrayage ou à changement direct.
Cet article explorera le fonctionnement d'une transmission à double embrayage, comment elle se compare à d'autres types de transmissions et pourquoi certains prédisent qu'il s'agit de la transmission du futur.
Une transmission à double embrayage offre la fonction de deux boîtes de vitesses manuelles en une. Pour comprendre ce que cela signifie, il est utile de revoir le fonctionnement d'une boîte de vitesses manuelle classique. Lorsqu'un conducteur veut passer d'une vitesse à une autre dans une voiture à levier de vitesse standard, il appuie d'abord sur la pédale d'embrayage. Cela actionne un seul embrayage, qui déconnecte le moteur de la boîte de vitesses et interrompt le flux de puissance vers la transmission. Ensuite, le conducteur utilise le levier de vitesses pour sélectionner un nouveau rapport, un processus qui consiste à déplacer un collier denté d'une roue dentée à une autre roue dentée d'une taille différente. Appareils appelés synchroniseurs faites correspondre les engrenages avant qu'ils ne soient engagés pour éviter le grincement. Une fois le nouveau rapport engagé, le conducteur relâche la pédale d'embrayage, ce qui reconnecte le moteur à la boîte de vitesses et transmet la puissance aux roues.
Ainsi, dans une transmission manuelle conventionnelle, il n'y a pas un flux continu de puissance du moteur vers les roues. Au lieu de cela, la livraison de puissance change à partir de le sur éteint à sur pendant le changement de vitesse, provoquant un phénomène connu sous le nom de "choc de changement de vitesse" ou "interruption de couple". Pour un conducteur non qualifié, cela peut entraîner des passagers projetés vers l'avant et vers l'arrière lorsque les vitesses sont changées.
Une boîte de vitesses à double embrayage, en revanche, utilise deux embrayages, mais n'a pas de pédale d'embrayage. L'électronique et l'hydraulique sophistiquées contrôlent les embrayages, comme elles le font dans une transmission automatique standard. Dans un DCT, cependant, les embrayages fonctionnent indépendamment. Un embrayage contrôle les rapports impairs (premier, troisième, cinquième et marche arrière), tandis que l'autre contrôle les rapports pairs (deuxième, quatrième et sixième). Grâce à cet agencement, les vitesses peuvent être changées sans interrompre le flux de puissance du moteur à la transmission. Séquentiellement, cela fonctionne comme ceci :
Contenu
Un arbre de transmission en deux parties est au cœur d'un DCT. Contrairement à une boîte de vitesses manuelle conventionnelle, qui abrite tous ses engrenages sur un seul arbre d'entrée, le DCT divise les engrenages pairs et impairs sur deux arbres d'entrée. Comment est-ce possible? L'arbre extérieur est évidé, laissant place à un arbre intérieur, qui est emboîté à l'intérieur. L'arbre creux extérieur alimente les deuxième et quatrième engrenages, tandis que l'arbre intérieur alimente les premier, troisième et cinquième.
Le diagramme ci-dessous montre cette disposition pour un DCT à cinq vitesses typique. Notez qu'un embrayage contrôle les deuxième et quatrième vitesses, tandis qu'un autre embrayage indépendant contrôle les première, troisième et cinquième vitesses. C'est l'astuce qui permet des changements de vitesse ultra-rapides et maintient une puissance constante. Une transmission manuelle standard ne peut pas le faire car elle doit utiliser un embrayage pour tous les rapports impairs et pairs.
Parce qu'une transmission à double embrayage est similaire à une boîte automatique, vous pourriez penser qu'elle nécessite un convertisseur de couple, c'est ainsi qu'une boîte automatique transfère le couple moteur du moteur à la transmission. Les DCT, cependant, ne nécessitent pas de convertisseurs de couple. Au lieu de cela, les DCT actuellement sur le marché utilisent des embrayages multidisques humides. Un embrayage "humide" est un embrayage qui baigne les composants de l'embrayage dans un liquide de lubrification pour réduire la friction et limiter la production de chaleur. Plusieurs fabricants développent des DCT qui utilisent des embrayages à sec, comme ceux habituellement associés aux transmissions manuelles, mais tous les véhicules de production équipés de DCT utilisent aujourd'hui la version humide. De nombreuses motos ont des embrayages multidisques simples.
Comme les convertisseurs de couple, les embrayages multidisques humides utilisent la pression hydraulique pour entraîner les engrenages. Le fluide fait son travail à l'intérieur du piston d'embrayage, comme le montre le schéma ci-dessus. Lorsque l'embrayage est engagé, la pression hydraulique à l'intérieur du piston force un ensemble de ressorts hélicoïdaux, qui pousse une série de disques d'embrayage et de disques de friction empilés contre un plateau de pression fixe. Les disques de friction ont des dents internes qui sont dimensionnées et formées pour s'engrener avec des cannelures sur le tambour d'embrayage. À son tour, le tambour est relié au train d'engrenages qui recevra la force de transfert. La transmission à double embrayage d'Audi a à la fois un petit ressort hélicoïdal et un grand ressort à diaphragme dans ses embrayages multidisques humides.
Pour désengager l'embrayage, la pression du fluide à l'intérieur du piston est réduite. Cela permet aux ressorts de piston de se détendre, ce qui réduit la pression sur l'embrayage et le plateau de pression.
Nous examinerons ensuite les avantages et les inconvénients des transmissions à double embrayage.
Espérons que la raison pour laquelle la DCT est classée comme une transmission manuelle automatisée devient de plus en plus claire. En principe, la DCT se comporte comme une transmission manuelle standard :elle possède des arbres d'entrée et auxiliaires pour loger les engrenages, les synchroniseurs et un embrayage. Ce qu'il n'a pas, c'est une pédale d'embrayage, car les ordinateurs, les solénoïdes et l'hydraulique effectuent le changement de vitesse. Même sans pédale d'embrayage, le conducteur peut toujours "dire" à l'ordinateur quand agir via des palettes, des boutons ou un changement de vitesse.
L'expérience du conducteur n'est donc qu'un des nombreux avantages d'un DCT. Avec des changements de rapport prenant à peine 8 millisecondes, beaucoup pensent que le DCT offre l'accélération la plus dynamique de tous les véhicules sur le marché. Il offre certainement une accélération en douceur en éliminant le choc de changement de vitesse qui accompagne les changements de vitesse dans les transmissions manuelles et même certaines automatiques. Mieux encore, il offre aux conducteurs le luxe de choisir s'ils préfèrent contrôler le changement de vitesse ou laisser l'ordinateur faire tout le travail.
L'avantage le plus convaincant d'un DCT est peut-être l'amélioration de l'économie de carburant. Parce que le flux de puissance du moteur à la transmission n'est pas interrompu, le rendement énergétique augmente considérablement. Certains experts disent qu'un DCT à six vitesses peut offrir jusqu'à 10 % d'augmentation de l'efficacité énergétique relative par rapport à une boîte automatique à cinq vitesses conventionnelle.
De nombreux constructeurs automobiles s'intéressent à la technologie DCT. Cependant, certains constructeurs automobiles se méfient des coûts supplémentaires associés à la modification des lignes de production pour accueillir un nouveau type de transmission. Cela pourrait initialement faire grimper les coûts des voitures équipées de DCT, ce qui pourrait décourager les consommateurs soucieux des coûts.
De plus, les constructeurs investissent déjà massivement dans des technologies de transmission alternatives. L'une des plus remarquables est la transmission à variation continue, ou CVT. Une CVT est un type de transmission automatique qui utilise un système de poulie mobile et une courroie ou une chaîne pour régler à l'infini le rapport de démultiplication sur une large plage. Les CVT réduisent également les chocs de changement de vitesse et augmentent considérablement le rendement énergétique. Mais les CVT ne peuvent pas gérer les exigences de couple élevées des voitures de performance.
Les DCT n'ont pas de tels problèmes et sont idéaux pour les véhicules hautes performances. En Europe, où les transmissions manuelles sont préférées en raison de leurs performances et de leur efficacité énergétique, certains prédisent que les DCT capteront 25 % du marché. Seulement 1 % des voitures produites en Europe de l'Ouest seront équipées d'une CVT d'ici 2012.
Ensuite, nous examinerons l'histoire du DCT et verrons ce que l'avenir nous réserve.
L'inventeur de la boîte de vitesses à double embrayage était un pionnier de l'ingénierie automobile. Adolphe Kégresse est surtout connu pour avoir développé le half-track, un type de véhicule équipé de bandes de roulement en caoutchouc sans fin lui permettant de rouler hors route sur diverses formes de terrain. En 1939, Kégresse conçoit l'idée d'une boîte de vitesses à double embrayage, qu'il espère utiliser sur le légendaire véhicule Citroën "Traction". Malheureusement, des circonstances commerciales défavorables ont empêché tout développement ultérieur.
Audi et Porsche ont adopté le concept à double embrayage, bien que son utilisation ait d'abord été limitée aux voitures de course. Les voitures de course 956 et 962C comprenaient la Porsche Dual Klutch , ou PDK. En 1986, une Porsche 962 a remporté la course du Monza 1000 Kilometer World Sports Prototype Championship, la première victoire d'une voiture équipée de la transmission semi-automatique à palettes PDK. Audi est également entrée dans l'histoire en 1985 lorsqu'une voiture de rallye Sport quattro S1 équipée d'une transmission à double embrayage a remporté la course de côte de Pikes Peak, une course au sommet d'une montagne de 4 300 mètres d'altitude.
La commercialisation de la transmission à double embrayage, cependant, n'a pas été possible jusqu'à récemment. Volkswagen a été un pionnier dans les transmissions à double embrayage, licenciant la technologie DualTronic de BorgWarner. Les automobiles européennes équipées de DCT comprennent les Volkswagen Beetle , Golf , Touran et Jetta ainsi que les Audi TT et A3; la Skoda Octavia; et les Seat Altea, Toledo et Leon.
Ford est le deuxième grand constructeur à s'engager dans les transmissions à double embrayage, fabriquées par Ford of Europe et son fabricant de transmissions en coentreprise 50/50, GETRAG-Ford. Il a fait la démonstration du système Powershift, une transmission à double embrayage à six rapports, au Salon international de l'automobile de Francfort 2005. Cependant, les véhicules de production utilisant un Powershift de première génération sont dans environ deux ans.
Pour plus d'informations sur les transmissions à double embrayage et les sujets connexes, consultez les liens ci-dessous.
Publié à l'origine :6 avril 2006
