18la boite de vitesses séquentielle

8/18/2019 18la Boite de Vitesses Séquentielle

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LA BOITE DE VITESSES SEQUENTIELLE

Une boîte de vitesses séquentielle est une boîte manuelle avec changements de rapports

automatisés. Cette technique, utilisée par l'intégralité du plateau de Formule 1, est repriseprogressivement par les constructeurs spécialistes et généralistes.

Il ne faut cependant pas la confondre avec la boîte de vitesses dite automatique car elle

offre un avantage de taille : un meilleur rendement.

Le confort de conduite que procure la boîte de vitesses automatique est indéniable : pas d'action

sur la pédale d'embrayage, pas de levier de vitesse à manipuler, impossibilité de faire des sur-régimesmoteurs et démarrage en côte facilité. Mais cette technologie a aussi les inconvénients d'un coût defabrication élevé et d'augmenter la consommation de carburant.

Alors comment allier la performance d'une boîte de vitesses manuelle et le confort d'utilisation

d'une boîte automatique ?

Tout simplement en automatisant la première. C'est la boîte de vitesses séquentielle.

Si l'idée est toute simple, elle a tardée à paraître du fait de la technologie demandée qui n'était

pas disponible jusqu'à présent. La Citroën DS a eu, par exemple, un embrayage automatique, mais safiabilité laissait à désirer.


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L'automatisation de l'embrayage

Avant d'automatiser le changement des rapports, il faut équiper la boîte d'un pilotage del'embrayage.

Le premier embrayage piloté réellement commercialisé est à mettre à l'actif de Saab en 1995,suivi de peu par la Renault Twingo Easy. Mais le changement des rapports restait manuel.

La commande de la pédale d'embrayage était remplacée par un actionneur électrique. Leschangements intervenaient lorsque le système détectait un effort sur le levier de vitesse (changementdu rapport par le conducteur).

Commande de l'actionneur LuK SAC (Self Adjusting Clutch)

Ce système intégrait déjà une sécurité contre les sur-régimes. Par exemple, si le conducteurrétrogradait de la 5me à la 2me, au lieu de 5-4, l'embrayage laissait patiner le disque à la limite de lazone rouge moteur et cela jusqu'à un ralentissement suffisant de la vitesse du véhicule.


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Par la suite, sont apparues les boîtes de vitesses à commande séquentielle. L'embrayage est alorscommandé par un boîtier électronique recueillant un ensemble de données telles que les couples et lesrégimes du moteur et de la boîte de vitesses.

Le spécialiste allemand de la transmission LuK proposedéjà une évolution du pilotage de l'embrayage.

Il a intégré un moteur électrique directement dans la butéed'embrayage. Le moteur électrique déplace un galet dans unruban spiral.

Son produit, le LuK EZA, n'a donc plus recourt à unactuateur externe.

L'ensemble est à la fois plus compacte, plus léger, plusrapide et plus précis.


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La boîte de vitesses séquentielle (ou robotisée)

Ensuite, la boîte de vitesses est automatisée.

Les rapports changent automatiquement en

fonction de plusieurs données telles que les régimes dumoteur et de la boîte de vitesse ou de la position de

l'accélérateur.

Ils peuvent aussi être commandés directement parle conducteur qui dispose d'un programme de commandemanuelle (ou sport…).

Il utilise, dans ce cas, le levier de vitesse ou des palettes (contacteurs sur mini levier) situées derrière le

volant.

Palettes de changement des rapportsCitroën C3 SensoDrive

La commande de la marche arrière reste cependant particulière.Afin d'éviter toute mauvaise interprétation, elle n'est pas accessible au

volant, mais uniquement à partir d'une position du levier ou, suivant lesconstructeurs, d'un interrupteur sur la console centrale.

Un indicateur informe du rapport engagé.


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Les changements de rapports sont effectués par des vérins hydrauliques ou électriques positionnés à la place de la commande du levier de vitesse.

1 - Actionneur de commande de l'embrayage2 - Actuateur de commande du changement des rapports3 - Boîtier électronique


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A l'usage, les changements de rapports sont légèrement plus lents que la version manuelle touten étant totalement acceptables pour une conduite non-sportive. Par contre, une bonne programmationdu changement des rapports en fonction du régime et de la charge du moteur (couple moteur demandé

par le conducteur) permet de diminuer la consommation et les émissions de gaz polluants.

Une boîte robotisée récente change de rapports en 200 millisecondes. Ce changement estsuffisamment rapide pour une conduite normale et mais a encore un potentiel de progression. Il fautsavoir qu'une Formule 1 réalise la même fonction en vingt millisecondes… (source Renault).

BMW est le premier constructeur à avoir commercialisé la boîte séquentielle. Il s'agit du modèle

BMW M3 qui était équipé de la boîte SMG en 1996.Il est devenu un leader dans ce domaine. En collaboration avec Getrag et Sachs, ils ont conçu

une commande robotisée spécifique. Les vérins sont alors placés à l'intérieur du carter, directement surles axes de fourchette.

Système SMG 2me génération de la BMW M3.

Grâce au système "Drivelogic", le conducteur peut adapter les caractéristiques des changementsde vitesse de la boîte SMG à son style de conduite préféré, selon onze programmes de conduite. Pouraugmenter la vitesse des rétrogradages et ajouter une note sportive, le moteur effectueautomatiquement un "double débrayage".

Les vérins de commande

sont pilotés par 12électrovannes et un circuitd'huile à 85 bars.


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Si cette solution est plus onéreuse, elle permet en contre partie de réduire le temps de passagedes rapports. BMW annonce une durée d'opération de 80 millisecondes avec la programmationextrême. La conduite sportive façon Formule 1 de route peut vraiment être reproduite dans ce cas…

Le système SMG est de plus accouplé au système DSC (ESP). Ce dernier intervient dans dessituations routières délicates, par exemple au rétrogradage sur route glissante. Si le couple résistant esttrop élevé sur les roues motrices suite à un débrayage ultrarapide, le système DSC empêche la voiturede se dérober.

La boîte a aussi un programme ''hiver''. Ce programme choisit automatiquement le deuxièmerapport pour démarrer, l'embrayage fonctionnant alors tout en douceur.


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La boîte de vitesses séquentielle (ou robotisée)

L'équipementier allemand LuK, déjà fournisseur de la boîte séquentielle de l'Opel Corsa,

propose une évolution tant en terme de confort qu'en terme de rapidité. La boîte robotisée LuK USGest capable de changer de rapports sans rupture de couple (le moteur continue de fournir un couplecomme avec une boîte de vitesses automatique).

Un second embrayage est monté sur le plus long rapport. Pendant les changements de vitessedes rapports inférieurs (2me dessin), cet embrayage se ferme pour transmettre aux roues l'énergiecinétique (inertie) du moteur. Il y a donc une continuité du couple qui améliore le confort des passagers.

Une fois que le nouveau rapport est craboté, le deuxième embrayage s'ouvre progressivement

(3me dessin).

Le premier embrayage, sur le volant moteur, n'est utilisé que pour le démarrage. La montée desrapports est rapide et précise. Pour les rétrogradages, le moteur accélère l'arbre primaire. Les élémentsmécaniques de synchronisation ne sont plus nécessaires à partir de la 2me vitesse.

Une seconde boîte de vitesses, appelée LuK PSG,

parvient même à transmettre une partie du couple moteur pendant le changement de rapport.

Ce résultat est obtenu en utilisant un doubleembrayage sur le volant moteur.

Chaque embrayage entraîne une boîte de vitesses.Un seul est ''collé'' à la fois.

Le changement de rapport est en fait un

changement de boîte de vitesses. Pendant qu'une boîtetransmet le couple, l'autre prépare un nouveau rapport.


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Le meilleur rendement

Pourquoi le rendement de la boîte séquentielle serait-il meilleur que celui de la boîte

automatique ?

Il faut savoir qu'une boîte de vitesses automatique utilise une pompe hydraulique pour lechangement des rapports, comme la boîte manuelle robotisée, mais aussi pour le fonctionnement deson convertisseur (remplace l'embrayage). L'énergie puisée est nettement plus élevée.

De plus, la boîte de vitesses automatique accuse un poids de 1,5 à 2 fois plus élevé que sonhomologue manuel, même robotisé.

Ci-dessous, l'analyse comparative des performances de la Citroën C3 en version 1,4imanuelle/automatique et en version 1,6i manuelle/séquentielle vous montre les écarts qu'il peut exister

dans un modèle récent :

Citroën C3 1,4iboîte manuelle

Citroën C3 1,4iboîte automat.

Variation

Puissance / CouplePoids mini Vitesse maximaleaccél. 1 000 mètres Consomm. Mixte

CO2

75 ch / 118 Nm1 005 kg

168 km/h35,9 s. 6,2 L/100 km

148 g/km

75 ch / 120 Nm1 039 kg

162 km/h38,8 s. 7,1 L/100 km

170 g/km

+ 3,4% - 3,6% + 8,1% + 14,5%

+ 14,9%

Citroën C3 1,6iboîte manuelle

Citroën C3 1,6iboîte SensoDrive

Variation

Puissance / Couple

Poids mini Vitesse maximale

accél. 1 000 mètres Consomm. Mixte

CO2

110 ch / 147 Nm1 063 kg 192 km/h32,6 s. 6,5 L/100 km

155 g/km

110 ch / 147 Nm1 063 kg 192 km/h34,0s. 6,2 L/100 km

148 g/km

0%0%

+ 4,3% - 4,6%

- 4,5%

- La version 1,4i montre des performances plus faibles et surtout une consommation plus

élevée en transmission automatique (+14,5%).- Les accélérations de la version 1,6i SensoDrive sont légèrement plus faibles dues aux

changements des rapports plus lents que la version manuelle.- La consommation de la version 1,6i SensoDrive est légèrement plus faible due à une

programmation électronique optimale des changements des rapports.

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