Transmissions expliquées: Manuelle v Automatique v Double embrayage v CVT v Autres

Pour l'aider à passer de A à B, le moteur d'une voiture aspire de l'air et du carburant, brûlant les deux pour générer un mouvement de rotation, qui est ensuite transféré aux roues via une transmission.




Il n'y a pas si longtemps, le choix entre les transmissions était facile: manuel ou automatique. Ceux qui privilégiaient la valeur, l'économie de carburant, les performances ou le plaisir de conduire ont opté pour les manuels, tandis que tous les autres ont choisi les automatiques. Facile.

Maintenant, cependant, il y a Lineartronics, DSGs, X-Tronics et des tonnes d'autres noms marketing à choisir. Que sont-ils? Sont-ils différents des automatismes et manuels d'autrefois? Et quels sont leurs avantages?




Contexte

Mais avant tout cela, pourquoi avons-nous besoin de transmissions? Après tout, la Nissan Leaf électrique et la Tesla Model S semblent bien s'en passer.

Les moteurs à combustion interne ne peuvent pas être directement connectés aux roues d'une voiture car les moteurs tournent généralement beaucoup plus rapidement. Par exemple, les moteurs à essence fonctionnent généralement entre 600 et 6 500 tr / min, tandis que les roues d'une voiture tournent généralement entre zéro et 1 500 fois par minute.

En introduisant un rapport de démultiplication, la vitesse de sortie du moteur peut être réduite pour correspondre à celle des roues. Attention, avoir un seul rapport de vitesse est plutôt limitant. Imaginez une voiture à essence à un rapport qui a été conçue pour une vitesse de pointe de 120 km / h. En fait, son rapport solitaire serait l'équivalent de la troisième vitesse dans la plupart des voitures d'aujourd'hui.

Si vous avez déjà essayé d'accélérer depuis l'arrêt en troisième vitesse, vous saurez à quel point cet exercice est douloureusement lent et douloureux. Non seulement cela, mais lorsque la voiture atteindra enfin 110 km / h, le moteur hurlera à environ 5500 tr / min. Ni l'un ni l'autre n'est super sur la patience, les tympans ni la longévité de la voiture.

Les transmissions à plusieurs rapports permettent alors aux voitures de trouver un équilibre acceptable entre l'accélération, la vitesse de pointe et l'économie de carburant.




Manuel

Il s'agit du type de transmission le plus simple et le plus léger disponible, car la sélection et le changement de vitesse sont du domaine exclusif du conducteur.

Les engrenages contenus dans le boîtier métallique de la transmission & apos; & # x2014; généralement cinq ou six vitesses avant, bien que la Porsche 911 et la Chevrolet Corvette arborent toutes deux sept & # x2014; sont accessibles via un levier de vitesses dans la cabine.

Pour changer de vitesse, le conducteur appuie sur la pédale d'embrayage, qui détache l'embrayage du moteur. Cela permet au moteur de tourner à une vitesse, et la transmission et les roues à une autre. Après avoir sélectionné un nouveau rapport de vitesse via le levier de vitesses, le conducteur relie à nouveau le moteur, la transmission et les roues en relâchant la pédale d'embrayage.

Deux technologies ont facilité le passage des vitesses au fil des ans: les vitesses synchronisées et l'aide au démarrage en côte.

Les engrenages Synchromesh ont non seulement supprimé une grande partie de la mouture des engrenages qui affectait les manuels, mais ont également éliminé la nécessité de doubler le débrayage, où les conducteurs ont dû débrayer une fois pour entrer au point mort et débrayer à nouveau pour sélectionner le rapport suivant. L'assistance au démarrage en côte est un développement plus récent qui tente d'empêcher les voitures manuelles de reculer en descente pendant les démarrages en position debout. Pour ce faire, il maintient les freins actifs pendant quelques secondes après le relâchement de la pédale de frein, ce qui donne au conducteur un peu de grâce pour actionner l'embrayage et l'accélérateur.

Pendant la plus grande partie de l'histoire de l'automobile, les transmissions manuelles ont récompensé les conducteurs & apos; efforts avec plus de contrôle, plus de vitesses, une accélération plus rapide, des vitesses de pointe plus élevées, une consommation de carburant plus faible et, si la conduite est bonne, des changements de vitesse plus fluides. Mais avec l'évolution informatisée des transmissions automobiles, certaines voitures affichent de meilleures performances et des économies de carburant avec des transmissions automatisées.

C'est une bonne nouvelle, surtout en Australie et aux États-Unis, où la grande majorité des voitures sont vendues sans pédale d'embrayage.




Manuel automatisé

Alors que les passionnés se délectent de maîtriser l'art des changements de vitesse et des manœuvres talon-orteil parfaitement exécutés, pour beaucoup l'acte de débrayage, la sélection d'un rapport et l'embrayage est une corvée lourde. Alors, pourquoi ne pas coller de l'hydraulique ou des servos sur une boîte de vitesses manuelle pour faire fonctionner l'embrayage pour nous?

De nombreux constructeurs automobiles ont essayé les transmissions manuelles sans pédale d'embrayage au fil des ans mais, malgré la simplicité du concept, c'est une idée qui n'a pas encore été bien exécutée dans les voitures routières.

Les manuels automatisés remontent à l'emblématique Citroën DS, et des tentatives plus récentes sont venues d'Alfa Romeo (Selespeed), Audi (R-Tronic), BMW (Boîte de vitesses manuelle séquentielle), Citroën (Servotronic), Ferrari, Lexus, Maserati, Peugeot et Smart (photo ci-dessus).

Les changements de vitesse saccadés sont le principal problème des transmissions manuelles automatisées. En mode semi-automatique, où le conducteur change de vitesse via une porte +/- ou des palettes derrière le volant, cela peut être partiellement atténué en soulevant l'accélérateur lors du changement de vitesse. Comme le conducteur ne parvient pas à affiner l'embrayage, il ne sert généralement qu'à minimiser la quantité de vacillement.

De nombreux systèmes offrent également un mode entièrement automatique, mais ceux-ci sont en proie à des changements de vitesse brutalement agressifs ou trop brouillés. Le fait de soulever à nouveau l'accélérateur pendant les changements de vitesse aide, mais il est souvent moins pénible de changer de vitesse vous-même plutôt que de jouer au clairvoyant pour le cerveau électronique de la transmission.




Automatique

Compte tenu des défaillances que nous avons notées ci-dessus avec les transmissions manuelles automatisées, il est facile de voir pourquoi les automatismes traditionnels diffèrent assez nettement de leurs frères manuels.

En ayant un convertisseur de couple, qui relie en permanence le moteur et la transmission, les automatiques évitent d'avoir à débrayer et à réengager un embrayage chaque fois que les vitesses sont changées ou que la voiture s'arrête.

Alors qu'un embrayage relie physiquement le moteur et la transmission, un convertisseur de couple établit une liaison indirecte à travers un bain de liquide de transmission. Chaque fois que le moteur tourne, il fait tourner ce liquide hydraulique semblable à de l'huile, et si la voiture n'est pas arrêtée avec les freins engagés, le liquide fait ensuite tourner la roue de la transmission qui, avec le temps, fait tourner les roues.

Parce que le moteur fait tourner l'arbre de transmission indirectement, une certaine quantité de puissance (généralement inférieure à 10%) est perdue. Les voitures modernes compensent cela avec un embrayage de verrouillage qui s'engage à des vitesses de croisière et transforme efficacement l'ensemble du convertisseur de couple en un embrayage géant.

Alors qu'une boîte de vitesses manuelle a un engrenage physique pour chacun de ses rapports de vitesse, les automatiques ont une série beaucoup plus complexe d'engrenages planétaires interconnectés. Chaque engrenage comprend le soleil, la planète et la couronne, et n'importe lequel de ces petits engrenages peut être maintenu immobile, tourné par le moteur ou laissé tourner librement. Les rapports de démultiplication de la transmission sont produits en modifiant les pièces de chaque engrenage qui sont fixes, motorisées ou libres de tourner.

Les éléments de chaque engrenage planétaire sont manipulés via une chaîne complexe d'hydraulique et de petits embrayages. Dans le passé, la logique du changement et du maintien des engrenages était contrôlée par un autre système hydraulique. Les améliorations de la technologie informatique ont permis aux voitures modernes de passer au contrôle électronique, permettant des changements de vitesse plus fluides et plus logiques.

Bien que les automatismes soient toujours plus lourds et plus chers à l'achat ou à la réparation, de nos jours, ils cèdent peu de terrain aux transmissions manuelles en termes de performances, d'efficacité et de nombre de rapports & # x2014; les transmissions à cinq et six vitesses sont la norme, et les modèles à sept, huit et neuf vitesses sont de plus en plus courants.




Tiptronic

À la fin des années 1990, les transmissions Tiptronic sont devenues à la mode. Ils ont supposément combiné le meilleur des transmissions automatiques (look ma, pas de pédale d'embrayage!) Et manuelles (vitesses sélectionnables par le conducteur). En réalité, Tiptronics n'était pas vraiment un type de transmission différent, mais plutôt une boîte de vitesses automatique qui permettait une sélection facile des vitesses via une porte +/- et, parfois, des palettes ou des boutons autour du volant.

Autrefois relativement rares, les fonctionnalités Tiptronic sont désormais disponibles dans la plupart des véhicules automatiques.

essai vw passat 2016




Double embrayage

Bien que les transmissions à double embrayage (DCT) soient généralement utilisées en remplacement des boîtes de vitesses automatiques traditionnelles, leur fonctionnement mécanique est en fait plus commun avec la modeste transmission manuelle. En fait, il est probablement plus facile de penser à un DCT comme hébergeant deux transmissions manuelles & # x2014; un pour les engrenages pairs et l'autre pour les engrenages impairs & # x2014; chacun avec sa propre pochette (d'où le nom).

Supposons, par exemple, que vous accélérez en troisième vitesse. Dans cette situation, la boîte de vitesses à numéro pair aura une quatrième vitesse présélectionnée et amorcée. Lorsque l'ordinateur de la transmission ou le conducteur pense que le moment est venu de changer, l'embrayage des vitesses impaires est désengagé et l'embrayage pair engagé.

Le passage d'un embrayage à un autre prend entre huit et 200 millisecondes; cela est considérablement plus rapide que la demi-seconde ou plus requise par la plupart des pilotes manuels pour changer de vitesse. En perdant moins de temps entre les rapports, les DCT sont souvent capables de surimprimer leurs équivalents manuels.

Certaines transmissions, en particulier celles du groupe Volkswagen (VW, Audi, Skoda, et al), ont des changements de vitesse rapides comme l'éclair, ce qui est un plaisir à voir en action. L'inconvénient des DCT à changement rapide est qu'à des vitesses plus faibles, ils ont tendance à tressaillir et à vaciller. Dans les espaces de stationnement étroits, il peut être un peu effrayant de se précipiter soudainement en avant, même si cela ne fait que quelques centimètres, lorsque vous mettez la manette des gaz avec le plus grand soin.

Il existe deux types de transmission à double embrayage sur le marché: l'embrayage à sec et à bain d'huile. Les modèles d'embrayage à bain d'huile sont appelés ainsi parce que l'embrayage est baigné dans une mer d'huile et ce type se trouve souvent dans les voitures à haute puissance. Les versions à embrayage à sec sont plus efficaces, mais leur puissance et leur couple sont limités.

Comme pour de nombreuses nouvelles technologies, la plupart des constructeurs automobiles ont décidé de commercialiser les DCT sous leurs propres marques: DSG (Volkswagen, Skoda, Seat), EcoShift (Hyundai), PDK (Porsche), PowerShift (Ford, Volvo), S-Tronic (Audi), SpeedShift (Mercedes-Benz) et TC-SST (Mitsubishi). Pour certaines entreprises, notamment Volkswagen et Ford, les DCT sont disponibles sur les véhicules grand public. Pour d'autres, comme Nissan, BMW et Mitsubishi, l'utilisation est limitée aux modèles hautes performances.




Transmission à variation continue

Les moteurs à combustion interne fournissent leur puissance et leur couple maximum sur une plage de régime étroite. Par exemple, les moteurs à essence non turbocompressés fournissent généralement une puissance de pointe autour de 5500 tr / min et un couple maximal à 4000 tr / min.

Avec les systèmes de transmission que nous avons détaillés ci-dessus, le moteur fonctionne souvent en dehors de son point idéal pour la puissance, le couple ou l'efficacité. Une transmission à variation continue (CVT) cherche à surmonter cela en offrant un nombre infini de rapports de vitesse entre la limite de rapport supérieure et inférieure d'une transmission.

La plupart des CVT comportent deux poulies reliées par une courroie en V: une poulie est entraînée par le moteur et l'autre est reliée aux roues. Pour changer les rapports, la transmission manipule la hauteur de roulement de la courroie à travers les poulies.

Contrairement aux voitures avec d'autres transmissions, donner à une voiture CVT un peu plus d'essence ne fait pas nécessairement augmenter le régime moteur à moins que vous ne la répariez vraiment.

Pour les conducteurs peu exigeants, les CVT sont à la fois élégamment simples et efficaces car le moteur fonctionne presque toujours avec une efficacité maximale. Pour les conducteurs qui rêvent de devenir une divinité semblable à Senna, les CVT ne sont pas vraiment amusantes. Au lieu du son agréable (espérons-le) d'un moteur qui monte et descend dans la plage de régime, les CVT maintiennent le moteur à haut régime, ce qui entraîne généralement un drone sourd lorsque vous appuyez à nouveau.

Toutes les CVT ont un rapport bas sélectionnable par le conducteur ou un mode de freinage moteur pour les pentes abruptes, tandis que certains vont plus loin en offrant un certain nombre de `` vitesses '' artificielles ou de rapports de vitesse fixes pour les conducteurs.

Comme avec les DCT, les constructeurs automobiles sont enclins à utiliser différents noms commerciaux pour leurs systèmes CVT: Lineartronic (Subaru), Multitronic (Audi) et X-Tronic (Nissan).






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