Si vous avez lu sur les transmissions manuelles, vous savez qu'un moteur est relié à une transmission au moyen d'un embrayage. Sans cette connexion, une voiture ne pourrait pas s'arrêter complètement sans tuer le moteur. Mais les voitures avec une transmission automatique n'ont pas d'embrayage qui déconnecte la transmission du moteur. Au lieu de cela, ils utilisent un appareil étonnant appelé convertisseur de couple . Cela n'a peut-être pas l'air de grand-chose, mais il se passe des choses très intéressantes à l'intérieur.
Dans cet article, nous apprendrons pourquoi les voitures à transmission automatique ont besoin d'un convertisseur de couple, comment fonctionne un convertisseur de couple et quels sont certains de ses avantages et de ses inconvénients.
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Tout comme les voitures à transmission manuelle, les voitures à transmission automatique ont besoin d'un moyen de laisser le moteur tourner pendant que les roues et les engrenages de la transmission s'arrêtent. Les voitures à transmission manuelle utilisent un embrayage qui déconnecte complètement le moteur de la transmission. Les voitures à transmission automatique utilisent un convertisseur de couple.
Un convertisseur de couple est un type de coupleur hydraulique , ce qui permet au moteur de tourner quelque peu indépendamment de la transmission. Si le moteur tourne lentement, comme lorsque la voiture tourne au ralenti à un feu rouge, la quantité de couple transmise à travers le convertisseur de couple est très faible, donc maintenir la voiture immobile ne nécessite qu'une légère pression sur la pédale de frein.
Si vous deviez appuyer sur la pédale d'accélérateur alors que la voiture est arrêtée, vous devrez appuyer plus fort sur le frein pour empêcher la voiture de bouger. En effet, lorsque vous appuyez sur l'accélérateur, le moteur accélère et pompe plus de liquide dans le convertisseur de couple, ce qui entraîne la transmission de plus de couple aux roues.
Comme le montre la figure ci-dessous, il y a quatre composants à l'intérieur du boîtier très solide du convertisseur de couple :
Le logement du convertisseur de couple est boulonné au volant du moteur, de sorte qu'il tourne à n'importe quelle vitesse à laquelle le moteur tourne. Les palmes qui composent la pompe du convertisseur de couple sont fixés au carter, de sorte qu'ils tournent également à la même vitesse que le moteur. La coupe ci-dessous montre comment tout est connecté à l'intérieur du convertisseur de couple.
La pompe à l'intérieur d'un convertisseur de couple se trouve un type de pompe centrifuge. Pendant qu'il tourne, le liquide est projeté vers l'extérieur, tout comme le cycle d'essorage d'une machine à laver projette de l'eau et des vêtements à l'extérieur de la cuve de lavage. Lorsque le fluide est projeté vers l'extérieur, un vide est créé qui aspire plus de fluide au centre.
Le fluide entre alors dans les aubes de la turbine , qui est relié à la transmission. La turbine fait tourner la transmission, ce qui déplace essentiellement votre voiture. Vous pouvez voir sur le graphique ci-dessous que les pales de la turbine sont courbées. Cela signifie que le fluide, qui entre dans la turbine depuis l'extérieur, doit changer de direction avant de sortir du centre de la turbine. C'est ce changement de direction qui fait tourner la turbine.
Afin de changer la direction d'un objet en mouvement, vous devez appliquer une force à cet objet - peu importe si l'objet est une voiture ou une goutte de liquide. Et tout ce qui applique la force qui fait tourner l'objet doit également ressentir cette force, mais dans la direction opposée. Alors que la turbine fait changer de direction le fluide, le fluide fait tourner la turbine.
Le fluide sort de la turbine au centre, se déplaçant dans une direction différente de celle où il est entré. Si vous regardez les flèches dans la figure ci-dessus, vous pouvez voir que le fluide sort de la turbine en se déplaçant dans le sens inverse de la rotation de la pompe (et du moteur). Si le liquide était autorisé à frapper la pompe, cela ralentirait le moteur, gaspillant de l'énergie. C'est pourquoi un convertisseur de couple a un stator .
Nous examinerons de plus près le stator dans la section suivante.
Le stator réside au centre même du convertisseur de couple. Son travail consiste à rediriger le fluide revenant de la turbine avant qu'il ne frappe à nouveau la pompe. Cela augmente considérablement l'efficacité du convertisseur de couple.
Le stator a une conception de lame très agressive qui inverse presque complètement la direction du fluide. Un embrayage unidirectionnel (à l'intérieur du stator) relie le stator à un arbre fixe dans la transmission (la direction dans laquelle l'embrayage permet au stator de tourner est indiquée dans la figure ci-dessus). En raison de cette disposition, le stator ne peut pas tourner avec le fluide -- il ne peut tourner que dans la direction opposée, forçant le fluide à changer de direction lorsqu'il touche les aubes du stator.
Quelque chose d'un peu délicat se produit lorsque la voiture se met en mouvement. Il y a un point, autour de 40 mph (64 km/h), où la pompe et la turbine tournent presque à la même vitesse (la pompe tourne toujours légèrement plus vite). À ce stade, le fluide revient de la turbine, entrant dans la pompe se déplaçant déjà dans le même sens que la pompe, de sorte que le stator n'est pas nécessaire.
Même si la turbine change la direction du fluide et le projette vers l'arrière, le fluide finit toujours par se déplacer dans la direction dans laquelle la turbine tourne car la turbine tourne plus vite dans un sens que le fluide est pompé dans l'autre sens . Si vous vous teniez à l'arrière d'un pick-up se déplaçant à 60 mph et que vous lanciez une balle à l'arrière de ce pick-up à 40 mph, la balle avancerait toujours à 20 mph. Ceci est similaire à ce qui se passe dans la turbine :le fluide est expulsé vers l'arrière dans une direction, mais pas aussi vite qu'il devait démarrer dans l'autre direction.
À ces vitesses, le fluide frappe en fait le dos côtés des aubes du stator, ce qui provoque la roue libre du stator sur son embrayage unidirectionnel afin de ne pas gêner le fluide qui le traverse.
En plus du travail très important de permettre à votre voiture de s'arrêter complètement sans caler le moteur, le convertisseur de couple donne en fait plus de couple à votre voiture lorsque vous accélérez après un arrêt. Les convertisseurs de couple modernes peuvent multiplier le couple du moteur par deux à trois fois. Cet effet ne se produit que lorsque le moteur tourne beaucoup plus vite que la transmission.
À des vitesses plus élevées, la transmission rattrape le moteur, finissant par se déplacer à presque la même vitesse. Idéalement, cependant, la transmission se déplacerait à exactement la même vitesse que le moteur, car cette différence de vitesse gaspille de l'énergie . C'est en partie la raison pour laquelle les voitures à transmission automatique consomment moins d'essence que les voitures à transmission manuelle.
Pour contrer cet effet, certaines voitures ont un convertisseur de couple avec un embrayage de verrouillage . Lorsque les deux moitiés du convertisseur de couple atteignent leur vitesse, cet embrayage les verrouille ensemble, éliminant le patinage et améliorant l'efficacité.
Pour plus d'informations sur les convertisseurs de couple et les sujets connexes, consultez les liens sur la page suivante.
Publié à l'origine :25 octobre 2000
