La plupart des conducteurs considèrent le choix d’une voiture comme un choix entre l’un ou l’autre. Vous pouvez soit utiliser la pédale d’embrayage et la vitesse, soit laisser la boîte automatique faire le gros du travail avec un convertisseur de couple et un engrenage planétaire. Cependant, il existe également un juste milieu. C’est ce qu’on appelle souvent un bâton semi-automatique, automatique manuel ou sans embrayage. Le terme technique est transmission à double embrayage.
Les équipes de course utilisent des transmissions manuelles séquentielles depuis de nombreuses années. Avec une voiture disponible dans le commerce ? C’est plus récent. L’industrie définit ce segment avec un modèle spécifique : la transmission à changement direct (DCT). Nous examinons comment ces machines fonctionnent, comment elles se comparent aux machines automatiques et manuelles traditionnelles, et pourquoi certains experts disent que c’est l’avenir du changement de vitesse.
Fais-le ou laisse tomber
La DCT fonctionne effectivement comme deux transmissions manuelles empilées dans le même boîtier. Pour comprendre son importance, nous devons nous rappeler comment fonctionnent les manuels standards. Appuyez sur l’embrayage. Cela peut entraîner le désengagement du moteur de la transmission, réduisant ainsi la puissance. Déplacez le levier pour faire glisser le pignon vers la taille de vitesse suivante. Le synchroniseur engage les vitesses et arrête le meulage. Relâchez l’embrayage. Le courant a été rétabli.
Cela crée un écart. Coupez l’alimentation et rallumez-la. Cette confusion peut provoquer une « charge de choc ». Un chauffeur professionnel peut déstabiliser les passagers lors du changement.
Une configuration à double embrayage utilise deux embrayages mais ne nécessite pas de pédale. Comme dans une voiture normale, des composants électroniques et hydrauliques complexes contrôlent l’embrayage, mais l’embrayage fonctionne de manière indépendante. Un embrayage gère les vitesses impaires (1ère, 3ème, 5ème et marche arrière). Le second contrôle les rapports pairs : 2ème, 4ème et 6ème.
Cette configuration permet de passer les vitesses sans perturber la transmission de la puissance à la transmission. Cela se passe dans l’ordre.
Arbre d’entraînement à double embrayage
Ce projet repose sur deux axes concentriques. L’arbre extérieur utilise des engrenages pairs. L’arbre intérieur utilise un nombre impair d’engrenages. Ils tournent indépendamment.
Lorsque vous engagez la troisième vitesse, la puissance du moteur passe par le premier embrayage jusqu’à l’arbre impair. Mais le deuxième embrayage sélectionne déjà la 4ème vitesse. Les engrenages sont en place. La synchronisation fonctionne. Tout ce dont vous avez besoin c’est du couple.
Lorsque la voiture passe le point d’échange, l’électronique ferme le deuxième embrayage et ouvre le premier. La puissance est immédiatement transférée des arbres impairs aux arbres pairs. Il n’y a pas de lacunes. Aucun choc.
C’est pourquoi le DCT semble plus rapide. Élimine les interruptions de couple courantes dans les manuels traditionnels. Mais ce n’est pas seulement une question de vitesse. Tout est question d’efficacité. Contrairement au couplage fluidique d’un convertisseur de couple automatique, il dispose d’une connexion mécanique directe. Profitez de l’efficacité du fonctionnement manuel et de la commodité de l’automatisation.
Cependant, cela n’est pas sans bizarreries. Le système hydraulique peut sembler instable à basse vitesse. L’engagement de l’embrayage nécessite un timing précis. Si le logiciel hésite, vous le ressentirez. C’est un compromis. Remplace la connexion purement mécanique de la tige par un double circuit hydraulique complexe.
Le résultat est une transmission qui passe les rapports incroyablement rapidement et avec une efficacité presque brutale. C’est un compromis entre implication du conducteur et confort. La complexité de la maintenance en vaut-elle la peine ? C’est une grande question pour les acheteurs d’aujourd’hui.
Description de l’architecture à double embrayage
Le guide standard est simple. C’est l’arbre d’entrée. Soulevez la pédale, retirez la vitesse, changez de vitesse et remettez-la. C’est linéaire. C’est comme prévu. C’est aussi très lent.
Une transmission à double embrayage (DCT) trompe ce processus en partageant la charge. Il utilise deux arbres concentriques au lieu d’un seul jeu d’engrenages.
Pensez-y comme à une poupée Matriochka russe. L’arbre extérieur est creux. Il y a un arbre intérieur fixe à l’intérieur. Ceux-ci tournent indépendamment et sont contrôlés par des embrayages séparés.
La répartition des rôles est particulière. L’arbre creux extérieur gère même les engrenages, c’est-à-dire les 2e et 4e vitesses. L’arbre plein interne a des engrenages impairs (1er, 3ème et 5ème).
Le secret ne réside pas seulement dans l’équipement. Commande d’embrayage indépendante.
Ce réglage permet à un embrayage d’utiliser un jeu de vitesses tandis que l’autre embrayage présélectionne la vitesse suivante. Lorsque vous changez de vitesse, les rôles d’embrayage s’inversent presque instantanément. Il n’y a aucune perte de puissance. Aucun retard. Il transfère simplement le couple de manière transparente.
Les manuels traditionnels ne peuvent pas reproduire cela. Il n’y a qu’un seul disque d’embrayage. Il faut tout démonter pour changer de vitesse. DCT maintient la moitié de la transmission en fonctionnement tandis que l’autre moitié se prépare pour la phase suivante. C’est pourquoi le changement semble éclair. Alimentation continue. Zéro interruption.
Le mécanisme derrière le changement
Étant donné que les transmissions à double embrayage (DCT) partagent le même ADN que les transmissions automatiques traditionnelles, vous pourriez penser qu’un convertisseur de couple est nécessaire pour combler le fossé entre le moteur et la transmission. Ce n’est pas vrai. Finis les gros connecteurs hydrauliques.
Au lieu de cela, les transmissions modernes à double embrayage reposent sur des embrayages multidisques humides.
Considérez un embrayage “humide” comme un sandwich imbibé d’huile. Les plaques de friction sont imbibées de lubrifiant et ont deux fonctions importantes : réduire la friction et, plus important encore, contrôler la chaleur intense générée lors du changement de vitesse. Cette gestion thermique permet à ces unités de gérer le couple brutal des moteurs hautes performances sans se fondre en scories.
Alors que certains ingénieurs ont bricolé des configurations d’embrayage à sec pour les systèmes DCT (imitant la simple plaque exposée d’une transmission manuelle), toutes les voitures de production actuelles qui suivent l’architecture DCT utilisent des embrayages humides.
Il s’agit d’une formule éprouvée. Vous avez peut-être déjà vu cette technique avec seulement deux roues. De nombreuses motos hautes performances utilisent des embrayages monodisques pour les mêmes raisons : étanchéité et dissipation thermique. La différence réside dans l’échelle. La version automatique est conçue pour résister à une utilisation extrême, en changeant de vitesse en quelques millisecondes tout en gardant la transmission bien refroidie pendant les trajets quotidiens ou les trajets du week-end.
Cette sélection de modèles ne sert pas uniquement au refroidissement. C’est une question de précision. L’embrayage à bain d’huile permet un engagement en douceur à basse vitesse et réduit les vibrations qui ont gêné les premières tentatives de DCT. Pour les conducteurs, cela signifie que la voiture ressemble plus à un appareil perfectionné qu’à un robot essayant d’imiter un humain.
Pourquoi est-ce mouillé ? Problème de chaleur
La principale raison de la conception humide est la simple physique. Une transmission à double embrayage change de vitesse en engageant et désengageant l’embrayage pendant que le moteur est connecté aux roues. Cela crée des frictions.
Un embrayage à sec dissipe la chaleur dans l’air, comme un manuel Honda Civic ordinaire. C’est très léger. ils sont très efficaces. Mais il ne peut pas gérer une conduite intense et continue sans surchauffe.
Les embrayages humides résolvent ce problème en utilisant du liquide de transmission comme liquide de refroidissement. Le liquide circule autour des plaques, absorbe la chaleur et la transporte vers le refroidisseur. Cela permet au DCT de :
- Prend en charge des charges de couple plus élevées
- Dure plus longtemps sans s’user
- Atteint un état stable à partir d’un arrêt.
Il s’agit d’un compromis. Vous perdez une certaine efficacité à cause de la résistance aux liquides, mais vous gagnez en durabilité et en raffinement. Pour une voiture puissante, c’est une offre que vous pouvez accepter sans hésitation.
Impact sur le monde réel
Alors pourquoi est-ce important pour vous ?
En effet, un embrayage multidisque humide est le secret d’une transmission à double embrayage adaptée à la conduite quotidienne. Les premiers systèmes à double embrayage, tels que le Ford Powershift de première génération et les premiers moteurs DSG à embrayage sec de Volkswagen, étaient connus pour leurs échecs. Cela semble bon marché. Ça casse souvent.
Avec un embrayage humide, l’histoire est différente. Cela permet à des constructeurs tels que Porsche, Audi et BMW d’équiper leurs machines à propulsion arrière de grande puissance avec le DCT. Par exemple, la Porsche PDK est définitivement la référence. Il utilise un embrayage humide pour gérer le couple massif du 911 flat-six et passe les vitesses si rapidement qu’il est presque imperceptible. ceci
Rejoindre et quitter des mécanismes
Tout comme l’élément vital d’un convertisseur de couple, l’élément vital d’un embrayage multidisque humide est la pression hydraulique. Mais à l’intérieur du piston d’embrayage, ce fluide joue un rôle particulier. Lorsque le système est activé, la pression s’accumule à l’intérieur du piston. Cette force appuie sur le ressort hélicoïdal et le comprime. Le ressort se plie et force l’empilement de disques d’embrayage et de disques de friction contre le plateau de pression fixe.
C’est ici que les métaux et les mathématiques se rencontrent. Les plaques de friction ne sont pas de simples plaques plates. Les dents internes sont conçues pour heurter les rainures du tambour d’embrayage. Si la géométrie est incorrecte, la transmission s’arrêtera. Le tambour se trouve à l’autre extrémité de l’ensemble et est relié directement à la boîte de vitesses. Sa fonction est simple : transférer la puissance pour faire tourner les engrenages. Audi n’a pas seulement inclus des ressorts dans son modèle à double embrayage. J’ai utilisé une combinaison d’un petit ressort hélicoïdal et d’un grand ressort diaphragme. Pourquoi? Il peut supporter des couples élevés sans fondre ni glisser.
La résignation est le contraire. Réduisez la pression du fluide. Le printemps est relaxant. Le pack d’embrayage perd sa force de serrage. Le courant s’arrête. C’est très beau. C’est très rapide. Mais peut-on lui faire confiance ? Nous le saurons bientôt.
Il devient de plus en plus clair pourquoi DCT est techniquement un manuel automatisé. Il s’agit essentiellement d’un levier de vitesses ordinaire. Il est doté d’un arbre d’entrée, d’un arbre intermédiaire, d’un engrenage, d’un synchroniseur et d’un embrayage. La seule chose qui manque est une pédale. Les ordinateurs, les électrovannes et les systèmes hydrauliques gèrent le gros du travail. Cependant, vous pouvez prendre les devants. La palette, le bouton ou le levier lui-même indique à l’ordinateur quand changer de vitesse.
La vraie victoire ici est la sensation de conduite.
Vitesse de transmission et contrôle du conducteur
Le passage à la vitesse supérieure prend environ 8 millisecondes. Il est tôt. De nombreux conducteurs jurent qu’il offre actuellement l’accélération la plus dynamique. Cela s’est également très bien passé. Vous ne ressentirez pas les accélérations brusques ou les chocs de changement de vitesse habituels des transmissions manuelles traditionnelles et de certaines transmissions automatiques à convertisseur de couple.
Votre choix ? Vous choisissez.
DCT donne au conducteur la liberté de choisir s’il souhaite contrôler les vitesses ou laisser l’ordinateur faire tout le travail.
Pourquoi ne pas essayer de rechercher vous-même des appareils ? Bonne chance. Voulez-vous un ordinateur qui prend des décisions à votre place ? Il peut le faire mieux et plus rapidement que la plupart des mains humaines.
Efficacité énergétique et réalités du marché
L’économie de carburant donne des chiffres intéressants. Le flux de puissance du moteur vers les roues n’est pas entravé lors des changements de vitesse, ce qui augmente considérablement l’efficacité. Les experts suggèrent que la DCT à 6 vitesses offre une augmentation relative de 10 % du rendement énergétique par rapport à une transmission automatique conventionnelle à 5 vitesses. Pour une voiture performante, c’est un énorme avantage.
Les fabricants travaillent sur la technologie DCT, mais tous n’y travaillent pas activement. Changer les lignes de production pour gérer ces appareils complexes coûte cher. Des frais supplémentaires peuvent augmenter le prix catalogue, ce qui peut effrayer les acheteurs soucieux de leur budget qui souhaitent simplement un transport fiable.
Options CVT
D’autres constructeurs automobiles investissent également massivement dans diverses technologies. Les transmissions à variation continue (CVT) sont les principaux concurrents. Ajustez en continu les rapports de démultiplication avec un système de poulie et une courroie ou une chaîne. Il n’y a pas d’étapes claires. Accélération très douce.
La CVT réduit les chocs lors des changements de vitesse et améliore considérablement le rendement énergétique. Cependant, il y a un gros inconvénient. Ceux-ci ne peuvent pas répondre aux exigences de couple élevées des machines aux performances réelles.
DCT n’a pas cette limitation. Ils sont conçus pour les environnements à couple élevé et à puissance élevée. En Europe, les transmissions manuelles continuent de dominer en termes de maniabilité et d’économie, avec des prévisions selon lesquelles les transmissions à double embrayage pourraient conquérir 25 % du marché. En revanche, d’ici 2012, seulement 1 % environ des voitures fabriquées en Europe occidentale devraient être équipées d’une CVT.
Les choses changent. Nous avons examiné les mécanismes et les forces du marché. Ensuite, nous revenons sur l’histoire de DCT et regardons vers l’avenir.
Adolphe Kégresse ne se contente pas de bricoler des engrenages. C’est lui qui a inventé la transmission à double embrayage. Vous le connaissez peut-être mieux grâce à la Halftrack, une étrange voiture hybride avec des surfaces en caoutchouc infinies. Il ressemble à un tank mais se déplace comme un navire. Kégresse utilise ces camions pour conquérir les terrains hors route. En 1939, il eut une nouvelle idée. Il souhaitait créer une transmission à double embrayage pour les légendaires voitures Citroën « Traction ». La politique des affaires a fait obstacle. Le projet est mort là.
Des décennies plus tard, le concept n’a pas disparu. Audi et Porsche ont vu le potentiel. Ils ont commencé à l’utiliser dans les voitures de course.
Les avantages de la Porsche PDK
Porsche Dual Clutch (ou PDK) représente le nom figurant dans la brochure. À l’origine, il s’agissait d’un levier de vitesses semi-automatique. Conçu pour la vitesse, pas pour le confort. Les voitures de course 956 et 962C sont équipées de cette technologie.
En 1986, la 962 a pris le drapeau à damier lors du Championnat du monde de sports prototypes des 1 000 km de Monza. C’était la première victoire d’une voiture équipée de la PDK. C’est bien plus qu’un simple trophée. Cela montre que le concept de double embrayage fonctionne également sous pression.
Victoire d’Audi à Pikes Peak
Audi a aussi ses moments. En 1985, la voiture de rallye Sport Quattro S1 gravit le Pikes Peak. La hauteur de la montagne est de 4300 mètres. C’est un test difficile pour n’importe quel moteur. Cette voiture utilise une transmission à double embrayage pour gagner.
Il existe deux fabricants. Deux époques différentes. Cependant, la technologie de base reste la même.
Du camion à la rue
La commercialisation de cette technologie a été difficile. Jusqu’à récemment, cela n’était pas possible dans les voitures de tous les jours. Volkswagen a rendu ses opérations plus efficaces. Ils ont obtenu une licence pour la technologie DualTronic de BorgWarner. Cela rend l’équipement abordable et suffisamment fiable pour une utilisation dans la rue.
Si vous regardez les voitures européennes avec DCT, vous verrez que la liste est assez longue. La Volkswagen Beetle l’a. Il en va de même pour le golf. Il utilise également Touran et Jetta. Audi les installe sur ses modèles TT et A3. Skoda équipe l’Octavia. Seat n’a pas oublié les Altea, Toledo et Leon.
Le changement s’est produit tranquillement. Il n’est pas nécessaire d’être mécanicien pour s’en rendre compte. La conversion est plus rapide. Plus lisse. L’écart entre la technologie de course et les déplacements quotidiens se réduit. Mais quelle est la conception derrière tout cela ? C’est quand même très compliqué. C’est toujours fascinant. Et cela évolue encore.
Ford entre dans le domaine du double embrayage
Ford n’a pas reculé. Le constructeur travaille officiellement au développement de la technologie à double embrayage, en s’appuyant sur ses opérations européennes et sur une coentreprise à parts égales avec le spécialiste des transmissions GETRAG-Ford. Ils ont présenté le prototype au Salon international de l’automobile de Francfort en 2005. Il s’agit d’une boîte de vitesses à 6 vitesses.
La réalité de la production est en retard sur le battage médiatique. La première génération de véhicules équipés du Powershift est apparue sur le marché environ deux ans après ses débuts. La technologie est réelle. Cela ne fait qu’allonger la chronologie.
Comment fonctionne une transmission à double embrayage
Le mécanisme est plus simple que ne le suggère le marketing. Une configuration à double embrayage utilise deux embrayages séparés. On contrôle des vitesses impaires. La seconde concerne les rapports pairs.
Ces unités fonctionnent de manière indépendante. Cela signifie qu’il n’y a pas besoin de pédale d’embrayage. Quarts de travail coordonnés par ordinateur. Résultat? Le changement prend quelques millisecondes.
Pour le conducteur, l’expérience est fluide. L’accélération est plus douce. Le couple n’est pas interrompu lors du changement de vitesse.
Avantages par rapport aux appareils automatiques traditionnels
Pourquoi un système à double embrayage ? Le principal attrait est l’efficacité. Elles sont généralement plus économes en carburant que les transmissions automatiques traditionnelles. L’absence de pertes de couplage fluidique est utile.
L’expérience de conduite a également été améliorée. Les changements de vitesse sont plus rapides et plus précis. Il imite le fonctionnement manuel et ne nécessite aucune intervention manuelle.
Est-ce mieux qu’une transmission automatique standard ? Pour beaucoup de gens, oui. L’efficacité énergétique s’améliore. Cela peut évoluer plus rapidement. C’est une sorte d’hybride.
Automatique ou manuel ?
Techniquement, il s’agit d’une transmission manuelle contrôlée par ordinateur. Cependant, il est fonctionnellement automatique. Il n’y a pas de pédales. Presque aucune entrée de contrôleur n’est requise.
Alors, une transmission à double embrayage est-elle une transmission automatique ou une transmission manuelle ? Il y a un juste milieu. Il utilise une logique de sélection manuelle des vitesses, mais cela se produit automatiquement.
Dynamique de conduite
Peut-elle être manipulée comme une transmission automatique traditionnelle ? Pas exactement. La boîte de vitesses nécessite certaines habitudes de conduite, mais le calculateur se charge des vitesses.
Des problèmes peuvent survenir si vous le poussez trop fort ou si vous le laissez trop longtemps dans la circulation sans refroidissement adéquat. Pour maintenir le système en bonne santé, nous devons continuer de participer au processus de transformation. Ce n’est pas un type “réglez-le et oubliez-le” comme un convertisseur de couple automatique.
“Il faut quand même changer de vitesse pour que la transmission fonctionne correctement.”
Cette nuance est importante. C’est bien plus qu’une simple boîte de vitesses. Ce système nécessite une intervention du conducteur.
Informations détaillées sur DCT
Pour une compréhension plus approfondie des transmissions et de la technologie automobile associée, consultez les ressources répertoriées ci-dessous. Le paysage évolue. La technologie mûrit. Le premier pari de Ford les met en lice.
