Boîte de vitesses robotisée

Un boîte de vitesses robotisée est une boîte de vitesse manuelle standard à laquelle s on a greffé un dispositif automatisé, électrotechnique /qui pilote les sélecteurs et l'embrayage/ fréquemment associé à l'hydraulique, qui soit se comportent ...



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Technologie automobile - Dispositif mécanique - Construction mécanique

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Page(s) en rapport avec ce sujet :

  • Chaque demi- boîte dispose de son propre embrayage. Comme sur les boîtes robotisées conventionnelles, l'embrayage et la sélection des rapports sont commandés... (source : automobile-magazine)
  • Une boite de vitesse robotisée chez Yamaha - Actualités motos - : Les voitures sont ... Cela permet d éviter l utilisation de l embrayage voir de se prendre pour un... la vitesse de rotation des roues, du moteur et du rapport engagé.... (source : moto.caradisiac)
  • La structure technologique de la boite de vitesses robotisée est tout... Bilan énergétique du hacheur de l'actionneur d'embrayage... Asservissement de vitesse et de position des moteurs de passage de rapports... (source : dmseducation)

Un boîte de vitesses robotisée est une boîte de vitesse manuelle standard à laquelle s on a greffé un dispositif automatisé, électrotechnique /qui pilote les sélecteurs et l'embrayage/ fréquemment associé à l'hydraulique, qui soit se comportent :

On trouve ce dispositif chez différents constructeurs, sous l'appellation Sensodrive chez Citroën, Quickshift chez Renault, Selespeed chez Alfa Romeo, F1 chez Ferrari, etc.

Boîte robotisée à double embrayage

Il existe aussi des boîtes robotisées à double embrayage telles que :

Direct-Shift Gearbox (DSG)

Levier de commande d'une boite automatique DSG

La Direct-Shift Gearbox[Note 1], ou plus couramment boîte DSG, est la marque donnée à une boîte de vitesses à double embrayage ainsi qu'à commande électronique Volkswagen. L'expression S-tronic, utilisée par Audi[1] sert à désigner le même type de boite de vitesses.

L'objectif de cette technologie est d'allier les avantages des boites manuelles - un meilleur rendement, une excellente robustesse, un coût de fabrication réduit et le plaisir de la conduite sportive - à ceux des boites automatiques à convertisseur de couple- le confort d'utilisation, un changement de rapport sans à-coups et sans rupture de traction. Le coût et le poids de ce type de boite sont cependant identiques à ceux d'une boite automatique respectant les traditions.

Pour cela, la DSG se base sur le principe des embrayages doubles, dont le développement nécessita 6 années de coopération en Volkswagen et BorgWarner[2]. On parle dans le cas général de boite à double embrayage DCT pour «Dual Clutch Transmission».

Fonctionnement
Illustration schématique des deux embrayages.

La boîte de vitesses DSG se compose en réalité de deux demi-boites respectant les traditions positionnées en parallèle. Leur structure est comparable à une boite de vitesse manuelle. La première demi-boite se compose des rapports impairs (1-3-5) - et de la marche arrière - tandis que la seconde utilise les rapports pairs (2-4-6). La DSG nécessite par conséquent deux embrayages - en bain d'huile[1] - spécifiques auquel le couple est transmis[3].

L'originalité de cette boite comparé à une boite respectant les traditions réside dans sa transmission interrompue du couple, évitant ainsi les «à-coups» de la boite. En effet, quand un rapport pair est engagé, le rapport impair suivant est pré-choisi, autrement dit que les pignons sont pré-engrenés[4]. Ainsi, lors du passage suivant, le rapport est déjà engagé, si quoique le laps de temps entre le passage d'un rapport à un autre n'est quasiment dû qu'à l'ouverture et la fermeture de l'un des deux embrayages[3]. Selon Volkswagen, le temps de réponse est de l'ordre de 8 millisecondes[5].

«Saut» de rapports

L'inconvénient de cette conception, principalement pour le sport automobile, se pose lors d'un passage rapide de plusieurs rapports - un «rétrogradage» le plus fréquemment - en particulièrement peu de temps. En effet, si le temps de passage entre 2 rapports consécutifs est particulièrement faible, celui entre deux rapports non consécutifs est énormément plus long qu'une boite traditionnelle[3].

Néanmoins, ce problème est pris en compte lors de la conception de la boite, et la pré-sélection de rapport peut ne pas être le rapport consécutifs. Selon les configurations de la charge, totale (quand la pédale d'accélérateur est enfoncée) ou partielle, le rapport préchoisi fluctue[6].

Tableau des «sauts» de rapports envisageables.

Module mécatronique

Le module mécatronique, composé du calculateur électronique et d'une unité de pilotage électrohydraulique (le «labyrinthe»), gère la boite : le débit d'huile de refroidissement, les valves de modulation de pression, soupapes de déclenchement, etc. Douze capteurs et plusieurs calculateurs annexes envoient des signaux à cette unité de pilotage centrale. Ce dernier adapte les positions des embrayages, celles des positionneurs hydrauliques à l'engagement d'un rapport, mais aussi la pression principale[4]. Le module est implanté directement dans la boite, si quoique l'interface vers le véhicule s'effectue par le biais d'une prise multibroches unique[3].

Double embrayage
Coupe d'une boite DSG en exposition au German Museum of Technology Berlin. Les deux disques d'embrayages sont , sur cette image, visibles.

Le couple est originellement transmis au volant bi-masse, en passant par un arbre cannelé jusqu'au moyeu d'entrée de l'embrayage. De là, un disque entraîneur permet le passage du couple dans le carter d'embrayage, plus exactement dans le disque support de lamelles externes du premier ou du second embrayage, et dans le moyeu principal. Ce dernier est guidé sur l'arbre d'entrée par le biais de 2 cages à aiguilles[3].

La compensation des pistons d'activation des embrayages est réalisée hydrauliquement en agissant à l'encontre des ressorts de rappel. L'huile sous pression est pour cela acheminée dans la chambre d'embrayage via des canaux axiaux au travers d'une entretoise tournante. Cette alimentation en huile est certes continue, mais elle est pilotable. Un capteur de température implanté dans la chambre sert à suivre l'évolution de la température de l'huile cisaillée, et de piloter le débit d'huile[3].

Compte tenu de le débit d'huile de 20 l/min et la capacité de stockage calorique importante de la boite DSG, des pointes de puissances dissipées par frottements peuvent atteindre jusqu'à 70 kW. La transmission du couple de 350 Nm s'effectue avec une pression de consigne de 10 bars[3].

Utilisation

La boîte DSG est une boîte de vitesse automatique. L'utilisation de cette boîte correspond à l'utilisation d'autres boîtes totalement automatiques. L'unique action du conducteur consiste à manipuler le levier de vitesse au démarrage, pour reculer, pour se garer ou dans des situations spécifiques, comme pour changer un rapport trop élevé dans des pentes trop fortes. Si le conducteur souhaite un choix de vitesse automatique, il peut le déclencher avec un changement de vitesse au volant ou en actionnant le levier de vitesse (en avant ou en arrière) dans un second passage.

Porsche DoppelKupplung (PDK)

Le Porsche DoppelKupplung (PDK) est une boîte robotisée à double embrayage (style DSG) ainsi qu'à 7 rapports. Elle s'utilise en mode manuel ou automatique, le changement des rapports est ultra rapide et sans rupture de traction pour de meilleures accélérations et une réduction de la consommation. L'étagement des 6 premiers rapports est sportif, le 7e se contentant de perfectionner la consommation à vitesse constante (cruise control).

Notes

  1. En allemand, il s'agit de la «DirektSchaltGetriebe».

Références

  1. ab (fr) Glossaire Audi - Boîte mécanique automatisée (DSG) sur Audi
  2. (fr) Magazine Evo n°30, Juin 2008
  3. abcdefg (fr) La boite DSG sur Forum Auto, p 1
  4. ab (fr) Boite DSG - Boite de vitesse mécatronique VW sur Gralon
  5. (en) Twin Clutch / Direct Shift Gearbox (DSG) sur About. com
  6. (fr) La Boite DSG sur Forum Auto, p 2

Sources

Recherche sur Amazone (livres) :



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