Comment ce système fonctionne-t-il ?

Une boîte à double embrayage est un assemblage de deux demi-boîtes « traditionnelles ». Pour les boîtes à 6 vitesses, elle est souvent constituée de la manière suivante :

– une demi-boîte avec les rapports impairs (en rouge sur le schéma ci-dessus)

– une demi-boîte avec les rapports pairs (en bleu)

Chaque boîte est reliée à un embrayage et les leurs axes primaires sont concentriques. Regardons de plus près le passage d’un rapport 1-2 :

1er rapport engagé

Lorsque le 1er rapport est enclenché :

– l’embrayage 1 est embrayé

– le baladeur accouple le pignon fou n°1 à l’axe secondaire (flèches vertes)

– le couple est ainsi transmis selon les flèches jaunes

1er rapport engagé / présélection du 2ème rapport

Lors de la présélection du 2ème rapport :

– l’embrayage 1 est toujours embrayé

– le baladeur accouple toujours le pignon fou n°1 à l’axe secondaire (flèches vertes)

– un autre baladeur accouple le pignon fou n°2 à l’axe secondaire (flèche oranges)

– le couple est toujours transmis par l’intermédiaire du pignon fou n°1 puisque seul l’embrayage 1 est embrayé

Passage du 2nd rapport

– l’embrayage n°1 est progressivement débrayé en même temps que l’embrayage n°2 est embrayé

– le couple est ainsi transmis par les flèches jaunes

– le baladeur qui accouplait le pignon fou n°1 est remis en position de repos pour pouvoir présélectionner une autre vitesse en fonction de la demande du conducteur

On comprend bien ici l’intérêt du double embrayage : il permet le passage très rapide d’un rapport sans aucune rupture de couple. Le temps de passage est uniquement lié au temps d’embrayage/débrayage.

Il s’agit d’un exemple sur une boîte bien précise mais l’idée est là, et malgré des conceptions différentes, le mode de fonctionnement est identique.

Les avantages sont donc nombreux :

– d’un point de vue des performances, lors des accélérations

– d’un point de vue de la consommation de carburant

– le choix est donné au conducteur : soit en mode tout automatique, car il faut bien avouer que même si on aime maîtriser le passage des rapports, il est parfois bon de laisser faire les calculateurs (ville, embouteillages, …) soit en mode semi-automatique où il choisit de passer les vitesses quand il le souhaite

Les inconvénients :

– un prix bien évidemment plus élevé qu’une boîte manuelle

– des actionneurs, un embrayage, une gestion électronique en plus et par conséquent un risque de non-fiabilité plus important qu’une boîte manuelle

– il lui était également reproché d’être limité lors d’une utilisation très sportive où il arrive, lors d’un freinage par exemple, qu’on ait besoin de descendre de plusieurs rapports  (5->3 , 6->2, 6->4 par exemple)

En fonction de la demande du conducteur sur la pédale d’accélérateur (lever de pied par exemple), le calculateur présélectionne automatiquement une vitesse. Par exemple si on est en 6ème et qu’on lève le pied, il va présélectionner automatiquement la 5ème : si l’on demande de rétrograder, le passage en 5 sera donc quasi instantané.

Par contre si on demande une autre vitesse, il y a plusieurs possibilités :

– soit le rapport demandé est situé sur l’autre demi-boîte (rapports pairs / impairs) par exemple si on est en 6ème et qu’on demande le 3ème ou le 1er : le temps de passage sera légèrement plus lent que le passage 6->5 puisque le baladeur (qui était présélectionné sur le 5) doit être présélectionné sur le 3 ou le 1.

– soit le rapport demandé est situé sur la même demi-boîte, par exemple si on est en 6ème et qu’on demande le 4ème ou le 2nd : le temps de passage sera encore plus élevé. Pour un 6->4, la boîte fait déjà 6->5 puis 5->4. Par contre pour un 6->2, la boîte fait un 6->5 puis 5->2 (voir point précédent). Je pensais qu’il était possible de fonctionner en boîte « simple embrayage » pour ce type de passage de rapport mais il semble que non. Si toutefois vous avez des infos je suis preneur 😉

Où peut-on trouver des boîtes robotisées à double embrayage ?

Les premiers boîtes de vitesses de ce type sont apparues dans les années 80 du côté de chez Porsche et Audi et étaient utilisées pour la compétition : Porsche 956 et 962 pour le Mans et Audi Quattro S1 en rallye.

Pour le plaisir une vidéo de la S1 :

Il faut attendre 2003 pour que ce système apparaissent en série chez Volkswagen sur la Golf Mk4 R32. Encore une vidéo qui met bien en évidence les passages de rapport en fonction de la demande pédale :

On en trouve désormais chez BMW avec 7 rapports et qui est, je trouve, vraiment impressionante. Exemple avec cette M3 E92 :

On en trouve également chez Alfa Roméo sur la MiTo, chez Hyundai sur le Veloster, chez Mercedes sur la SLS AMG, chez Nissan sur la GT-R, chez PSA sur le 4007/C-Crosser, chez Porsche bien entendu, chez Renault sur la Mégane et bien d’autres…

Pour le plaisir une dernière avec la Ferrari 458 Italia, elle aussi dotée de ce système :

Crédits images : http://auto.howstuffworks.com/

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Qu’est ce que c’est ? A quoi ça sert ? Comment ça fonctionne ?

Je ne parlerai pas ici des boîtes automatiques à convertisseur  ni des boîtes à variation continue (type CVT).

Il s’agit d’une boîte de vitesses mécanique à engrenages parallèles (donc comme une boîte de vitesses manuelle) à laquelle ont été ajoutés des systèmes automatisés qui viennent piloter l’embrayage et les sélecteurs.

Une voiture équipée d’une boîte robotisée est dépourvue de pédale d’embrayage.

Ces boîtes sont souvent conçues à partir de boîtes de vitesses manuelles et peuvent être utilisées de deux façons :

– en mode automatique : en fonction du régime moteur, de sa charge et de la demande pédale du conducteur, un calculateur commande les opérations comme le ferait ce dernier et choisit le rapport adapté.

Les différentes opérations se décomposent de la sorte :

– coupure de l’accélération du moteur

– débrayage

– changement de rapport

– embrayage

On notera qu’en fonction des boîtes, plusieurs modes sont disponibles et/ou les passages de vitesses sont adaptés automatiquement en fonction du comportement du conducteur : si le conducteur appuie doucement sur la pédale d’accélérateur, les rapports sont passés relativement à bas régime pour minimiser la consommation de carburant. A l’inverse, si le conducteur appuie fort sur la pédale, le moteur grimpe beaucoup plus haut dans les tours pour aller chercher le régime de puissance maximale et donc la meilleure accélération.

– en mode semi-automatique : ici c’est le conducteur qui passe les vitesses, par l’intermédiaire du levier de vitesses ou de palettes au volant. Lorsque le conducteur change de vitesse, le calculateur réalise les mêmes opérations qu’en mode automatique.

La première boîte robotisée est apparue en série sur la Ferrari 355 F1 puis ce type de transmission s’est développé chez d’autres marques pour des utilisations sportives ou simplement de confort. La technologie utilise des actionneurs hydrauliques pour des applications sportives ou électriques pour les produits plus « grand public ».

Quelques modèles ci-dessous équipés d’une boîte robotisée et une vidéo pour chaque voiture mettant en évidence les changements de rapport.

Ferrari 355 F1

BMW M3 E46 équipée de la boîte SMG (Sequential Manual Gearbox)

 Citroën C1 & C3 équipée de la boîte Sensodrive

 Une boîte robotisée permet donc :

– des passages de rapports plus rapides que le ferait le conducteur, donc des gains en performances pour une utilisation sportive

– la possibilité d’avoir une boîte automatique dans des petites véhicules (boîte automatique à convertisseur non compatible) pour les conducteurs qui apprécient le confort

– un comportement identique (montées en régime, …) à celui d’une boîte manuelle, contrairement aux boîtes automatiques à convertisseur et à variation continue) pour les personnes conservatrices et attachées à ce que la vitesse de leur véhicule soit proportionnelle au régime du moteur et donc à la son qu’elles entendent

– de réduire la consommation en carburant en optimisant le passage optimal des rapports (en mode de fonctionnement tout automatique)

De nombreux avantages, donc, mais ce type de transmission présente l’inconvénient d’avoir des ruptures de couple, c’est à dire que le couple moteur n’est plus transmis aux roues à certains moments, en l’occurrence lors des changements de rapport. Qu’est ce que cela implique ?

– un manque à gagner d’un point de vue des performances et de la consommation

– un agrément dégradé : temps de réaction ressenti par le conducteur comme trop long, à-coups, …

La solution (quasi) ultime à l’heure actuelle est donc d’avoir une boîte robotisée avec un double embrayage, dont je vous parlerai très vite dans un prochain article. 😉

Crédits images : wikipedia.fr, youtube.fr, passionautomobile.info, carphotos.cardomain.com, motorcars-intl.com

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