Un boîte de vitesses robotisée est une boîte de vitesse manuelle standard à laquelle s on a greffé un système automatisé, électrotechnique /qui pilote les sélecteurs et l'embrayage/ souvent associé à l'hydraulique, qui soit se comportent : En mode automatique : comme une boîte automatique changeant les rapports au moment le plus opportun ;Soit en mode semi-automatique, assistant le conducteur en lui laissant le soin de demander, (à l'aide de boutons, palettes, ou d'un levier), le passage des rapports, mais qui n'agit que quand les conditions ad hoc sont réunies. On trouve ce système chez différents constructeurs, sous l'appellation Sensodrive chez Citroën, Quickshift chez Renault, Selespeed chez Alfa Romeo, F1 chez Ferrari, etc.
Boîte robotisée à double embrayage
Il existe également des boîtes robotisées à double embrayage telles que :
Direct-Shift Gearbox (DSG)
La Direct-Shift Gearbox, ou plus communément boîte DSG, est la marque donnée à une boite de vitesse à double embrayage et à commande électronique Volkswagen. La dénomination S-tronic, utilisée par Audi.désigne le même type de boite de vitesses. Le but de cette technologie est d'allier les avantages des boites manuelles - un meilleur rendement, une excellente robustesse, un coût de fabrication réduit et le plaisir de la conduite sportive - à ceux des boites automatiques à convertisseur de couple- le confort d'utilisation, un changement de rapport sans à-coups et sans rupture de traction. Le coût et le poids de ce type de boite sont cependant similaires à ceux d'une boite au
tomatique traditionnelle.
Pour cela, la DSG se base sur le principe des embrayages doubles, dont le développement nécessita 6 années de coopération en Volkswagen et BorgWarner. On parle dans le cas général de boite à double embrayage DCT pour « Dual Clutch Transmission ».
Principe
Fonctionnement
La boîte de vitesses DSG se compose en réalité de deux demi-boites traditionnelles placées en parallèle. Leur structure est semblable à une boit de vitesse manuelle. La première demi-boite se compose des rapports impairs (1-3-5) - et de la marche arrière - alors que la deuxième utilise les rapports pairs (2-4-6). La DSG nécessite donc deux embrayages - en bain d'huile-spécifiques auquel le couple est transmis.
L'originalité de cette boite par rapport à une boite traditionnelle réside dans sa transmission interrompue du couple, évitant ainsi les « à-coups » de la boite. En effet, lorsqu'un rapport pair est engagé, le rapport impair suivant est pré-sélectionné, c'est à dire que les pignons sont pré-engrenés. Ainsi, lors du passage suivant, le rapport est déjà engagé, si bien que le laps de temps entre le passage d'un rapport à un autre n'est pratiquement dû qu'à l'ouverture et la fermeture de l'un des deux embrayages. Selon Volkswagen, le temps de réponse est de l'ordre de 8 millisecondes.
« Saut » de rapports:
L'inconvénient de cette conception, essentiellement pour le sport automobile, se pose lors d'un passage rapide de plusieurs rapports - un « rétrogradage » le plus souvent - en très peu de temps. En effet, si le temps de passage entre 2 rapports consécutifs est très faible, celui entre deux rapports non consécutifs est bien plus long qu'une boite traditionnelle.
Néanmoins, ce problème est pris en compte lors de la conception de la boite, et la pré-sélection de rapport peut ne pas être le rapport consécutifs. Selon les configurations de la charge, totale (lorsque la pédale d'accélérateur est enfoncée) ou partielle, le rapport présélectionné varie.
Conception
Module mécatronique
Le module mécatronique, composé du calculateur électronique et d'une unité de pilotage électrohydraulique (le « labyrinthe »), gère la boite : le débit d’huile de refroidissement, les valves de modulation de pression, soupapes de déclenchement, etc. Douze capteurs et plusieurs calculateurs annexes envoient des signaux à cette unité de pilotage centrale. Ce dernier adapte les positions des embrayages, celles des positionneurs hydrauliques à l'engagement d'un rapport, ainsi que la pression principale. Le module est implanté directement dans la boite, si bien que l’interface vers le véhicule s’effectue par le biais d’une prise multibroches unique.Double embrayage
Le couple est initialement transmis au volant bi-masse, en passant par un arbre cannelé jusqu'au moyeu d’entrée de l’embrayage. De là, un disque entraîneur permet le passage du couple dans le carter d’embrayage, plus précisément dans le disque support de lamelles externes du premier ou du second embrayage, et dans le moyeu principal. Ce dernier est guidé sur l’arbre d’entrée par le biais de 2 cages à aiguille.
La compensation des pistons d’activation des embrayages est réalisée hydrauliquement en agissant à l’encontre des ressorts de rappel. L’huile sous pression est pour cela acheminée dans la chambre d’embrayage via des canaux axiaux au travers d’une entretoise tournante. Cette alimentation en huile est certes continue, mais elle est pilotable. Un capteur de température implanté dans la chambre permet de suivre l’évolution de la température de l’huile cisaillée, et de piloter le débit d’huile.
Étant donné le débit d’huile de 20 l/min et la capacité de stockage calorique importante de la boite DSG, des pointes de puissances dissipées par frottements peuvent atteindre jusqu’à 70 kW. La transmission du couple de 350 Nm s’effectue avec une pression de consigneUtilisation
La boîte DSG est une boîte de vitesse automatique. L'utilisation de cette boîte correspond à l'utilisation d'autres boîtes complètement automatiques. La seule action du conducteur consiste à manipuler le levier de vitesse au démarrage, pour reculer, pour se garer ou dans des situations particulières, comme pour changer un rapport trop élevé dans des pentes trop fortes. Si le conducteur souhaite un choix de vitesse automatique, il peut le déclencher avec un changement de vitesse au volant ou en actionnant le levier de vitesse (en avant ou en arrière) dans un second passage.
Porsche DoppelKupplung (PDK)
Le Porsche DoppelKupplung (PDK) est une boîte robotisée à double embrayage (style DSG) et à 7 rapports. Elle s'utilise en mode manuel ou automatique, le changement des rapports est ultra rapide et sans rupture de traction pour de meilleures accélérations et une réduction de la consommation. L'étagement des 6 premiers rapports est sportif, le 7e se contentant d'améliorer la consommation à vitesse constante (cruise control).
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