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RÉSUMÉ
La transmission est un organe indispensable du groupe moto-propulseur thermique. Le marché mondial se répartit aujourd'hui à parts pratiquement égales entre transmissions manuelles (tous types) et transmissions automatiques (tous concepts). Cet article focalise sur trois types de transmissions: les boîtes manuelles, avec architectures diverses, à 5 ou 6 rapports, les boîtes manuelles automatisées conçues à partir de boîtes manuelles existantes, destinées à automatiser les niveaux entrée de gamme, les boîtes double-embrayage, le meilleur compromis rendement/adaptation/confort de passage. Elles utilisent des embrayages secs ou humides et des systèmes d'actionnement hydrauliques ou électro-hydrauliques, et différents types d'architectures visent à augmenter le nombre de rapports et l'ouverture.
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Elian BARON : Ingénieur-docteur - Expert chaîne cinématique, Renault Automobiles
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Philippe PESCAROU : Ingénieur-docteur - Expert-Leader chaîne cinématique, Renault Automobiles
INTRODUCTION
Tous les véhicules à moteur thermique sont équipés d'un organe mécanique que l'on appelle indifféremment boîte de vitesses ou transmission. Le moteur thermique, quel que soit son type, ne peut en effet assurer seul la propulsion du véhicule.
On préfère donc parler de GMP (Groupe Moto-Propulseur), entité mécanique qui regroupe le moteur et la transmission, et qui détermine pour une large part les prestations du véhicule en termes de performances, de bruit ou encore de consommation…
Si l'on s'intéresse spécifiquement aux transmissions, il faut tout d'abord signaler qu'il en existe de nombreux types, datant pratiquement tous des origines de l'automobile, mais il serait sans doute impossible, et à vrai dire sans grand intérêt de les détailler tous.
Nous nous restreignons dans cet article à la description technique de trois concepts, « cousins » relativement proches dans leur architecture ; la boîte de vitesses manuelle, la boîte de vitesses manuelle automatisée et la boîte automatique à double embrayage. Nous donnons en préalable quelques éléments qui permettent de mieux comprendre le contexte dans lequel évolue le marché mondial des transmissions.
Les boîtes automatiques à convertisseur et les boîtes à variation continue sont traitées dans un article spécifique [BM 2 587] qui propose également quelques éléments de comparaison des différents types de transmissions en matière de performances.
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MOTS-CLÉS
transmissions automobiles transmissions manuelles transmissions automatisées transmissions double embrayage
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4. Boîtes manuelles
Les boîtes manuelles sont des boîtes pour lesquelles les changements de vitesses et les (dés)engagements de l'embrayage sont effectués par le conducteur. Elles sont aujourd'hui toutes synchronisées.
Une façon de classifier les boîtes de vitesses manuelles est de considérer le nombre de couples de roues dentées en prise impliqués dans la transmission de puissance pour un rapport donné (dans le cas des transmissions automobiles, on ne prend pas en compte dans ce calcul la marche arrière ni le rapport final, même s'il est intégré à la boîte de vitesses).
4.1 Configurations de boîtes manuelles
On distingue trois types de configurations, illustrées sur la figure 13 pour une boîte à 4 rapports :
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simple étage (un seul couple de roues dentées en prise transmet la puissance) ;
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double étage ;
-
multiétage.
Les boîtes monoétages sont utilisées pour les applications traction avant/moteur transversal, car l'entraxe entre les deux arbres (entrée-sortie) est nécessaire pour des raisons d'architecture GMP (le pont est en général intégré au carter de boîte). Pour les propulsions arrière (GMP à l'avant), les boîtes double étage avec entrée et sortie coaxiales sont d'un usage quasiment universel. Les boîtes multiétages (au-delà de deux étages) sont intéressantes dans le cadre d'applications traction avant et GMP transversal, car la longueur de la boîte peut être réduite (cas où le nombre de rapports et/ou la largeur des dentures n'autorisent pas l'utilisation d'une boîte double étage).
Jusque dans les années 1980, les boîtes manuelles à 4 vitesses étaient courantes en Europe pour les véhicules particuliers.
Mais compte tenu de la nécessité d'accroître les ouvertures (décollage en 1re, taux d'accélération, réduction du régime moteur à haute vitesse…), le standard a évolué vers 5 puis 6 vitesses selon la gamme du véhicule.
Nous présentons ci-après, sans les détailler, quelques exemples existants de boîtes à un ou deux étages.
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Boîte simple étage à 5 vitesses
La plupart des véhicules d'aujourd'hui sont à traction avant et équipés d'un GMP (ensemble moteur-boîte) transversal. Dans cette...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - IHS Automotive - The Automotive Transmissions Report. - IHS (2013).
-
(2) - FRÉMAU (N.), BARON (E.) - Les possibilités d'optimisation des boîtes manuelles automatisées. - Congrès SIA (2011).
-
(3) - DOVAT (F.) - Les transmissions à double embrayage. - Auto-Innovations (2008).
-
(4) - NAUNHEIMER (H.), BERTSCHE (B.), RYBORZ (J.), NOVAK (W.) - Automotive transmissions. - Springer (2011).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Transmissions dans l'automobile. Boîtes automatiques et performances des différents concepts.
-
Transmissions dans l'automobile. Rôle et détermination des étagements.
-
Transmissions dans l'automobile. Influence sur les performances du véhicule.
-
Transmissions dans l'automobile. Influence sur la consommation du véhicule.
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