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Article

1 - RAPPEL SUCCINCT DE LA NÉCESSITÉ D'UNE TRANSMISSION

2 - MARCHÉ DES TRANSMISSIONS

3 - CLASSIFICATION DES TRANSMISSIONS

4 - BOÎTES MANUELLES

5 - BOÎTES MANUELLES AUTOMATISÉES

6 - BOÎTES À DOUBLE EMBRAYAGE

7 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : BM2586 v1

Rappel succinct de la nécessité d'une transmission
Transmissions dans l'automobile - Boîtes manuelles, automatisées et à double embrayage

Auteur(s) : Elian BARON, Philippe PESCAROU

Relu et validé le 29 juin 2023

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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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ABSTRACT

Transmission system for motorcar

The transmission system is a vital organ in any combustion-engined vehicle. In 2020, 105 million transmission systems are expected to be produced, 35% more than in 2010. Today the world market is split evenly between manual and automatic transmissions (all types of each). This paper deals with three types of transmission: (i) manual gearboxes with ranging designs, and five or six gears, (ii) automated manual gearboxes based on existing manual gearboxes, and intended for low-end applications, and (iii) double-clutch gearboxes, which give the best trade-off between yield, adaptation and shift comfort. These use dry or wet clutches and hydraulic or electrohydraulic actuators, with different designs aiming to increase the number of gear ratios and span.

Auteur(s)

  • Elian BARON : Ingénieur-docteur - Expert chaîne cinématique, Renault Automobiles

  • 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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KEYWORDS

automotive transmissions   |   manual transmissions   |   automated transmissions   |   dual-clutch transmissions

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bm2586


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1. Rappel succinct de la nécessité d'une transmission

Une boîte de vitesses automobile est un dispositif mécanique qui permet d'adapter la puissance du moteur à la puissance nécessaire à l'essieu, en fonction des différentes conditions de roulage rencontrées (démarrage, accélération, roulage en côte...).

Le couple délivré par le moteur thermique est en effet variable sur sa plage de régime de rotation, et souvent trop limité pour assurer la propulsion du véhicule de façon autonome.

La boîte de vitesses permet de multiplier le couple disponible à l'essieu moteur et plus généralement d'ajuster la puissance aux roues motrices en fonction des forces de résistance à l'avancement du véhicule, elles-mêmes fonction des configurations de conduite de ce dernier. Les articles [BM 2 582] et [BM 2 583] traitent ces points de façon détaillée.

Bien qu'il existe des boîtes à variation continue, la plupart des boîtes de vitesses sont à rapports discrets, les différentes démultiplications étant assurées par des engrenages à dentures hélicoïdales à axes parallèles ou par des trains épicycloïdaux.

Dans cet article, nous passons en revue trois concepts dont les architectures de base sont comparables (rapports discrets, arbres parallèles à axes fixes et engrenages cylindriques) et actuellement sur le marché : la boîte de vitesses manuelle, la boîte de vitesses manuelle automatisée et la boîte automatique à double embrayage.

Les autres concepts de type boîtes automatiques à convertisseur et boîtes à variation continue sont traités dans un article spécifique ...

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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).

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