Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article décrit les boîtes automatiques à convertisseur et les boîtes à variation continue. Les boîtes automatiques à convertisseur font l'objet de progrès continus dictés par des niveaux de prestations toujours plus élevés. Les concepts de boîtes à variation continue sont nombreux. La présente étude se limite à la description de deux d'entre eux faisant ou ayant fait l'objet d'une fabrication en série: le variateur à courroie et le variateur toroïdal. Quelques éléments de comparaison des performances des principaux types de transmissions (boîte de vitesses manuelle, boîte de vitesses automatisée, boîte à double embrayage, boîte automatique à convertisseur et boîte à variation continue) sont également donnés, en focalisant sur le rendement et la consommation.
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This paper describes automatic gearboxes with converters and continuously variable transmission. The former are being steadily improved for ever increasing quality of service. There are many designs for continuously variable transmission gearboxes. This paper describes two such designs that have been, or are being routinely manufactured: the belt variator and the toroidal variator. A comparison of the performance of the main types of transmission is outlined (manual gearbox, automated gearbox, double-clutch gearbox, automatic gearbox with converter, and continuous variation gearbox), emphasizing yield and fuel consumption.
Auteur(s)
-
Elian BARON : Ingénieur-docteur - Expert chaîne cinématique, Renault Automobiles
-
Philippe PESCAROU : Ingénieur-docteur - Expert-Leader chaîne cinématique, Renault Automobiles
INTRODUCTION
Depuis les débuts de l'automobile, les inventions et brevets relatifs aux boîtes de vitesses ont été nombreux et continueront de l'être, les évolutions liées à l'hybridation, voire à l'électrification intégrale du véhicule, allant de pair avec de nouvelles architectures de boîtes de vitesses.
Il existe de nombreux types de boîtes de vitesse, souvent basés sur des concepts très différents, chacun revendiquant des qualités sur le plan des performances ou bien encore du confort.
Dans un premier article [BM 2 586], nous avons décrit trois concepts assez voisins dans leur architecture de base ; la boîte de vitesses manuelle, la boîte de vitesses manuelle automatisée et la boîte automatique à double embrayage.
Dans le présent article, nous nous intéressons aux boîtes automatiques à convertisseur et aux boîtes à variation continue, deux concepts qui monopolisent le marché aux États-Unis et en Asie. Les boîtes automatiques à convertisseur telles que nous les connaissons aujourd'hui existent depuis le milieu du siècle dernier. Il s'agit donc d'un concept éprouvé, mais qui fait l'objet de progrès continus dictés par des niveaux de prestations toujours plus élevés. Les concepts de boîtes à variation continue sont nombreux, mais souvent moins compatibles avec les contraintes technologiques et industrielles actuelles. Nous nous limitons donc ici à la description de deux concepts faisant ou ayant fait l'objet d'une fabrication en série : le variateur à courroie et le variateur toroïdal.
Nous donnons également quelques éléments de comparaison des performances de l'ensemble des principaux types de transmissions (boîte de vitesses manuelle, boîte de vitesses automatisée, boîte à double embrayage, boîte automatique à convertisseur et boîte à variation continue), en focalisant sur le rendement et la consommation.
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MOTS-CLÉS
transmissions automobiles transmissions automatiques transmissions à variation continue consommation du véhicule rendement des transmissions
KEYWORDS
automative transmissions | automatic transmissions | continuous variable tranmissions | car consumption | transmissions efficiency
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Conclusion
En anglais
4. Performances comparées des différents types de boîtes
Il n'est pas facile d'établir une comparaison objective des performances des différents types de transmissions, certaines prestations n'étant pas quantifiables autrement que subjectivement.
Le tableau 2 présente une telle comparaison, les cotations retenues étant de façon générale partagées par les spécialistes, qu'ils soient constructeurs automobiles ou fournisseurs de transmissions.
Des tendances fortes se dégagent du tableau 2. Du point de vue des masses, encombrement et prix de revient, la boîte manuelle (BVM) et la boîte automatisée (BVR) se démarquent favorablement. Le confort de conduite (fluidité, qualité de passage...) est le point fort de la boîte à transmission continue (CVT), suivi de peu par la transmission à double embrayage (DCT). Du point de vue consommation, la boîte automatisée, de par son excellent rendement et sa gestion optimisée des lois de passage, est la mieux placée.
Difficile donc d'établir une hiérarchie dans l'absolu. Il faut retenir que chaque technologie répond à un compromis différent, sur des marchés différents et pour des clients différents. L'important pour le constructeur est d'établir un choix basé sur une connaissance réaliste des potentiels de chaque transmission sur les prestations considérées.
4.1 Focus sur le rendement
Les pertes dans une boîte de vitesses sont fonction du couple et/ou de la vitesse, les principales contributions sont explicitées sur la figure 54.
-
Globalement, nous constatons que le rendement d'une BVM est élevé et varie assez peu avec le rapport sélectionné. Le tableau 3 détaille le rendement d'une BVM (5 rapports) relevé sur un cycle représentatif ville-autoroute. Le rendement moyen de la boîte en question est de 96 %, valeur typique d'une BVM.
-
S'agissant d'une BVA, le rendement varie non seulement selon le rapport enclenché, mais aussi en fonction du couple transmis et des régimes d'entrée et de sortie. Sous plein couple, convertisseur ponté, une BVA moderne atteint généralement un rendement compris entre 92 et 96 %. Ces chiffres sont inférieurs à ceux d'une boîte manuelle en raison de la puissance absorbée par la pompe à huile et des couples de traînée...
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Performances comparées des différents types de boîtes
BIBLIOGRAPHIE
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Transmissions dans l'automobile. Marché, boîtes de vitesses manuelles, automatisées et DCT.
-
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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