- Transmission automatique gère les rapports sans intervention du conducteur, via capteurs et ECU.
- Elle utilise une transmission planétaire pour changer les rapports et adapter la puissance.
- Hydramatic (GM, 1939) fut la première boîte automatique produite en série.
- Le type à double embrayage est considéré comme le plus performant.
Vous vous êtes peut-être déjà demandé comment fonctionne le principe d’une transmission automatique ? Pourquoi n’y a-t-il plus de pédales d’embrayage ?
Que se passe-t-il dans la transmission lorsque le levier de vitesses est sur “Drive” ? Que signifient P R N D ? Dans cet article, nous allons essayer de répondre à ces questions et vous expliquer en détail comment fonctionne une transmission automatique.
Remarque importante : La transmission automatique a été développée par Gogu Constantinescu, un inventeur roumain, et a été installée pour la première fois dans un véhicule en 1923.
Cependant, en raison de ses mauvaises performances, elle n’a pas été produite en série. General Motors a néanmoins réussi à lancer la transmission Hydramatic en 1939. C’était la première transmission automatique pouvant être produite en série.
Quel est le but d’une transmission automatique ?
Le principal objectif d’une transmission automatique est de fonctionner avec le moteur et d’effectuer les changements de vitesse sans intervention du conducteur. Comme un moteur doit atteindre une certaine vitesse pour fonctionner correctement, la transmission est responsable d’augmenter ou de diminuer la puissance du moteur selon les besoins.
L’ordinateur électronique de la transmission peut surveiller et exécuter chaque changement de vitesse en se basant sur des informations provenant de capteurs de vitesse du véhicule, de la vitesse du moteur, de la position de l’accélérateur, etc.
Tout d’abord, la transmission est une partie très importante de la partie mécanique d’une voiture. Sans elle, les voitures n’auraient qu’une seule vitesse, qui serait conçue pour la vitesse maximale souhaitée. Par exemple, cette vitesse serait similaire au troisième rapport d’une transmission manuelle à une vitesse de 90 km/h. Cela rendrait la voiture très difficile à démarrer et tournerait au maximum à haute vitesse, ce qui la rendrait inutilisable.
En général, les engrenages de la transmission permettent une utilisation correcte et efficace de la puissance du moteur tout en optimisant la vitesse de fonctionnement du moteur. Dans le cas d’une transmission automatique, contrairement à une transmission manuelle, c’est la transmission planétaire qui est responsable des différents rapports de transmission. Nous verrons plus tard ce que cela signifie.
Types de transmissions automatiques
Chaque constructeur automobile choisit un type spécifique de transmission automatique pour chaque modèle de voiture. Voici cinq des nombreuses variations de ce type de transmission :
À double embrayage
Considéré comme le plus performant de tous les types de transmissions automatiques, ce modèle est basé sur le principe de deux embrayages. Plus précisément, ils fonctionnent de manière synchrone, chaque embrayage engageant un rapport à tour de rôle.
La transmission automatique à double embrayage est essentiellement composée de deux transmissions en parallèle, une pour les rapports impairs et une pour les rapports pairs. Il en existe deux types :
- Avec embrayages secs, comprenant un seul disque, contrôlé électroniquement
- Avec embrayages humides, comprenant plusieurs disques, contrôlé hydrauliquement
Les constructeurs automobiles qui ont opté pour ce type de transmission incluent :
- Volkswagen (Borg Warner) - DSG (Direct-Shift Gearbox)
- Audi - S-Tronic
- Porsche (ZF) - PDK (Porsche Doppelkupplungsgetriebe)
- Seat
- Renault (Getrag) - EDC (Efficient Dual Clutch)
- Ford (Getrag) - PowerShift
- Fiat (FPT) - DDCT (Dual Dry Clutch Transmission)
- Mercedes-Benz (Getrag) - SpeedShift
- Mitsubishi (Getrag) - TC-SST (Twin-Clutch Sport-Shift Transmission)
Avec convertisseur de couple
Une transmission utilisée par la plupart des constructeurs automobiles, y compris :
- BMW
- Mercedes-Benz
- Jaguar
La dernière génération de ces transmissions automatiques (avec une version à 9 rapports comme version la plus récente) est considérée comme très confortable à utiliser, change les rapports sans à-coups et réduit même la consommation de carburant.
Dans cette transmission, le moteur se désengage à bas régime. L’embrayage a été remplacé par un convertisseur de couple qui transmet le mouvement en poussant la transmission à l’aide de l’huile de transmission.
CVT (transmission à variation continue)
Ce type de transmission est principalement utilisé par les constructeurs automobiles asiatiques tels que Nissan, Toyota et Subaru.
La transmission CVT, également connue sous le nom de transmission à variations continues ou boîte de vitesses sans à-coups, en raison de son principe de fonctionnement unique, augmente le mouvement rotationnel du moteur à l’aide d’une courroie ou d’une chaîne en perpétuel changement.
Il est intéressant de noter que la première tentative d’une transmission CVT a été faite en 1490 par Leonardo da Vinci et transformée en 1926 par George Constantinescu en une forme très proche de la transmission actuelle.
Robotisée
Cette transmission automatique est l’option la plus rentable de toutes et est utilisée dans les modèles de Dacia et d’Opel. Elle est basée sur le principe classique d’une transmission manuelle. De plus, le levier de changement de vitesse a été remplacé par un système de servomécanismes électrohydrauliques ou électriques qui actionne également l’embrayage.
Les changements de vitesse sont effectués automatiquement par une unité de contrôle électronique, mais peuvent également être effectués manuellement par le conducteur à l’aide des palettes au volant ou du levier de vitesses.
Séquentielle
La transmission séquentielle a été introduite pour la première fois dans les années 1970 à 1980 pour permettre des changements de vitesse plus rapides qu’avec une transmission manuelle traditionnelle. Comme le nom l’indique, cette transmission change les vitesses de manière séquentielle et très rapidement, sans faire d’erreurs ou de sauts de rapports.
Ce type de transmission est basé sur une transmission manuelle classique (y compris le disque d’embrayage, la plaque et le roulement), mais l’embrayage et le levier de vitesses ont été remplacés par des systèmes électroniques ou hydrauliques spéciaux. Ainsi, les vitesses peuvent être changées automatiquement ou manuellement par le conducteur, sans délais ni erreurs.
Quelles sont les composants généraux d’une transmission automatique ?
Une transmission automatique est principalement composée de trois composants principaux :
- Convertisseur de couple hydromécanique
- Mécanismes planétaires avec freins multidisques et embrayages
- Unité de contrôle électrohydraulique de la transmission (Mecatronic)
De plus, elles sont divisées en divers sous-groupes, illustrés par une transmission 7G-Tronic de Mercedes-Benz :
- Convertisseur de couple / Convertisseur hydromécanique
- Turbine
- Stator
- Rotor
- Valve de ventilation du boîtier
- Pompe à huile - aide à générer la pression en fonction de la vitesse du moteur
- Frein multidisque B1
- Embrayage multidisque K1
- Mécanismes planétaires Ravigneaux
- Frein multidisque B3
- Embrayage multidisque K2
- Boîte de vitesses planétaire simple
- Frein multidisque BR
- Embrayage multidisque K3
- Frein multidisque B2
- Poussoir de verrouillage en mode parking
- Capteur de vitesse
- Guide anneau du capteur de vitesse N2
- Unité de contrôle électrohydraulique avec électrovannes, capteurs et Mecatronic
- Anneau magnétique du capteur de vitesse
- Électrovalves (électro-aimants) - contrôlent les freins et embrayages multidisques
- Embrayage à glissement contrôlé, qui bloque le convertisseur de couple
- Y3/8n4 - Mecatronic / unité de contrôle électronique / ordinateur de contrôle de transmission
Nous allons maintenant expliquer le rôle de chacune des trois composants principaux
Convertisseur de couple ou convertisseur hydromécanique
La raison pour laquelle une voiture peut rester en place même lorsque le moteur tourne, est l’interruption du flux de puissance entre le moteur et la transmission. Dans une transmission manuelle, cela peut être réalisé, par exemple, en enfonçant la pédale d’embrayage. Dans une transmission automatique, cependant, il y a un convertisseur hydromécanique ou convertisseur de couple qui prend en charge ce problème.
Ce composant est situé à l’avant de la transmission, là où il établit une connexion directe avec le moteur.
Le boîtier du convertisseur est fixé au volant moteur du moteur, et son mouvement de rotation se fait à la même vitesse que celle du moteur. Les fonctions principales du convertisseur de couple sont :
- Transmet la puissance du moteur à l’arbre d’entrée de la transmission
- Augmente le couple généré par le moteur
Le convertisseur de couple fonctionne grâce à la pression hydraulique générée par une huile de transmission (ATF). Le principe de fonctionnement peut être expliqué en détail à travers ses composants principaux :
Pompe
Cette composante centrifuge est directement attachée au boîtier du convertisseur de couple et est, comme mentionné précédemment, reliée au volant moteur.
Tandis qu’elle tourne à la même vitesse que le moteur, la pompe pousse l’huile vers l’extérieur tout en créant simultanément un vide qui attire une grande quantité d’huile en son centre, puis vers la turbine. Le design de la pompe ressemble à celui d’un ventilateur.
Stator
Il est situé entre la pompe et la turbine. Les principales tâches du stator sont de renvoyer l’huile de transmission de la turbine à la pompe, d’augmenter le couple arrivant du moteur pour mettre les roues du véhicule en mouvement, et de réduire ce couple lorsque la voiture prend de la vitesse. Le stator ressemble à l’hélice d’un avion.
Turbine
La turbine est située à l’intérieur du convertisseur de couple et a une forme similaire à celle de la pompe. Elle est directement liée à l’arbre d’entrée de la transmission, mais pas à la pompe. Cela lui permet de tourner à une vitesse différente, permettant ainsi au moteur de fonctionner dans un autre mode que les autres composants de la transmission.
