Le dispositif et le principe de fonctionnement de la transmission automatique d'une voiture

2024 Auteur: Erin Ralphs | [email protected]. Dernière modifié: 2024-02-19 15:44

Aujourd'hui, les voitures sont équipées de différents types de boîtes de vitesses. Et si auparavant la majorité était mécanique, maintenant de plus en plus de conducteurs préfèrent l'automatique. Ce n'est pas surprenant, car une telle transmission est plus pratique à utiliser, notamment lorsqu'il s'agit de déplacements en ville. Jusqu'à récemment, ces boîtiers se caractérisaient par une faible efficacité. Les anciens convertisseurs de couple changeaient de vitesse lentement et avec eux, la voiture consommait beaucoup plus de carburant. Mais aujourd'hui, la conception, le dispositif et le principe de fonctionnement de la transmission automatique sont légèrement différents. Ces boitiers sont des moyens de basculer rapidement et avec eux la voiture consomme moins de carburant. Mais tout d'abord.

Types

À l'heure actuelle, il existe plusieurs variétés de transmissions automatiques. Il s'agit d'une automatique classique avec un convertisseur de couple, un variateur et un robot DSG. Ce dernier a été développé spécifiquement par la société "Volkswagen-Audi". Le dispositif et le principe de fonctionnement des transmissions automatiques de ces types sont très différents. Mais ce qui les unit, c'est la commutation des vitesses en mode automatique. Examinons de plus près les caractéristiques de chacune de ces transmissions.

Mitrailleuse ordinaire

Il s'agit d'une boîte de vitesses hydromécanique. Malgré le fait que le design soit apparu il y a plus d'un demi-siècle, il est toujours très pertinent. Bien sûr, son appareil a été considérablement amélioré à ce jour. Maintenant, ces boîtes ont six vitesses. Si nous parlons de voitures des années 80 et 90, elles avaient une transmission automatique à quatre vitesses.

Cette boîte de vitesses comprend:

• Transmission manuelle.
• Convertisseur de couple ou beignet.
• Système de contrôle.

Si une voiture à traction avant est équipée d'une telle transmission, le train principal et le différentiel sont également inclus. L'une des pièces les plus élémentaires d'une transmission automatique est le convertisseur de couple. Il se compose de plusieurs parties. Ce sont les roues de pompage, de turbine et de réacteur. Grâce à eux, une transmission en douceur du couple du moteur à combustion interne à une transmission manuelle est effectuée.

Un autre dispositif de transmission automatique comprend un embrayage (roue libre et blocage). Ces éléments, ainsi que les roues de turbine, sont enfermés dans un boîtier métallique rond, en forme de beignet. À l'intérieur du convertisseur de couple, il y a un fluide ATP de travail. La roue de pompe est reliée au vilebrequin. Et du côté du point de contrôle se trouve la turbine. Une roue de réacteur est également placée entre ces deux éléments.

Comment ça marche ?

Quel est le principe de fonctionnement de ce type de transmission automatique ? Une machine classique en boucle fermée fonctionne. Comme nous l'avons dit plus tôt, il y a de l'ATP à l'intérieurliquide. C'est une sorte d'huile pour engrenages. Mais, contrairement à une boîte de vitesses mécanique, elle remplit non seulement une fonction de lubrification, mais transmet également du couple. Quel est le principe de fonctionnement d'un coupleur hydraulique de transmission automatique ? Sous pression, ce liquide entre dans la roue de turbine (depuis la roue de pompe), puis entre dans la roue du réacteur. Comme il a des pales d'une forme spéciale, le débit de fluide commence à augmenter progressivement au cours de la rotation de l'élément. Ainsi, l'huile ATP entraîne la roue de turbine.

Le couple de pointe dans la transmission est généré lorsque la voiture démarre. Lorsque la vitesse de la machine augmente, l'embrayage de verrouillage est activé. Ce dernier sert à bloquer dur le "beignet" de la transmission automatique dans certains modes de fonctionnement du moteur à combustion interne. Cela se produit généralement lorsque la vitesse de rotation des arbres est la même. Ainsi, le couple est transmis directement à la boîte, sans « rodage » et changement de rapport de démultiplication. Soit dit en passant, un embrayage à glissement est utilisé sur les transmissions automatiques modernes. Il est capable d'éliminer le blocage complet du convertisseur de couple dans certains modes. Cela contribue à une accélération en douceur et à une économie de carburant.

Transmission manuelle en transmission automatique

En tant que tel, il n'y a pas de mécanique familière à tous les automobilistes dans cette transmission. Le rôle de la boîte de vitesses mécanique est assuré par un réducteur planétaire. Il peut être conçu pour un nombre différent d'étapes - de quatre à huit. Mais encore, les options les plus courantes sont les transmissions automatiques à six vitesses. Dans de rares cas, vous pouvez trouver une boîte automatique à neuf rapports (par exemple, sur le Range Rover Evog).

Comment fonctionne une transmission automatique ? Ce nœud dans la transmission est un ensemble de plusieurs vitesses séquentielles. Tous sont réunis dans un ensemble d'engrenages planétaires. Le réducteur planétaire comprend les composants suivants:

• Soleil et couronne.
• Transporteur.
• Satellites.

Si vous plongez dans le dispositif et le principe de fonctionnement du convertisseur de couple de transmission automatique en détail, vous remarquerez que le changement de couple est effectué précisément à l'aide du support, ainsi que de la couronne et des engrenages solaires. Lorsque le deuxième mécanisme est bloqué, le rapport de vitesse augmente. Le blocage lui-même est effectué par le fonctionnement d'embrayages à friction. Ils maintiennent les pièces du réducteur planétaire en les reliant au corps de boîte. Selon la marque de la voiture, la conception utilise un frein à friction multidisque ou à bande. Les deux types de systèmes sont contrôlés par des vérins hydrauliques. Le signal aux embrayages provient du module de distribution. Et pour empêcher le support de tourner dans le sens opposé, le dispositif de transmission automatique est équipé d'un embrayage à roue libre.

Système de contrôle

Désormais impossible d'imaginer une transmission automatique dont le principe ne dépendrait pas de l'électronique. Ainsi, ce système comprend divers capteurs, un module de distribution et une unité de contrôle. Pendant le fonctionnement de la transmission automatique, le système lit les informations de divers éléments. Il s'agit d'un capteur de température ATP-liquide, de la vitesse de l'arbre en sortie et en entrée, ainsi que de la position de l'accélérateur. Tous ces signaux sont traités en temps réel. Ensuite, l'unité de contrôle génère le contrôleimpulsions qui entrent dans les actionneurs. Nous notons également que le principe de fonctionnement du corps de soupape de transmission automatique repose non seulement sur la lecture des données des capteurs, mais également sur la coordination des signaux disponibles dans l'unité de commande électronique du moteur.

Le module de distribution est responsable du contrôle du débit du fluide de travail et du fonctionnement des embrayages à friction, qui se compose de:

• Électrovannes (elles sont entraînées mécaniquement).
• Distributeurs à tiroir.
• Boîtier en aluminium contenant les pièces ci-dessus.

Compte tenu du principe de fonctionnement de la transmission automatique Toyota, il est important de noter une chose telle que les solénoïdes. Ces pièces sont également appelées électrovannes. A quoi servent les solénoïdes ? Grâce à ces éléments, la pression du fluide ATP dans la boîte est régulée. D'où vient la pression d'huile ? Cette tâche est effectuée par une pompe à engrenages spéciale à transmission automatique. Son principe de fonctionnement est simple. Cet élément fonctionne à partir du hub "beignet". Je tourne avec une certaine fréquence, il capte une certaine quantité d'huile avec les roues et la pompe. Et pour que le fluide de travail ne surchauffe pas et que le principe de fonctionnement de la transmission automatique de la voiture ne soit pas violé, il y a un radiateur dans la conception de certaines boîtes. Il peut être placé séparément à l'avant (caché sous le pare-chocs) ou connecté au radiateur de refroidissement principal. Ce dernier schéma est souvent pratiqué sur les voitures Mercedes.

Sélecteur

Le principe de fonctionnement du sélecteur de transmission automatique est extrêmement simple. Ce mécanisme est structurellement connecté à la bobine, qui exécute un certain modetravaux de transmission automatique. Il y en a plusieurs:

• Stationnement.
• Inverser.
• Neutre.
• Drive.

Mais ce n'est pas tout. Si l'on considère le principe de fonctionnement de la transmission automatique Honda, vous remarquerez qu'il y a un mode sport sur le sélecteur. Pour l'allumer, il suffit de déplacer la poignée dans la position appropriée. Compte tenu du principe de fonctionnement de la transmission automatique Nissan, il convient de noter que sur certains modèles, il est possible de changer de vitesse manuellement.

Robot DSG

Ce type de transmission automatique est apparu relativement récemment. Les premiers modèles n'ont commencé à être utilisés qu'au milieu des années 2000. Initialement, de telles boîtes étaient installées sur les voitures Skoda. Mais on les retrouve aussi sur les Volkswagen et les Audi.

Parmi les caractéristiques, il convient de noter un principe complètement différent de fonctionnement de la transmission automatique. Le convertisseur de couple en tant que tel est absent ici en principe. Au lieu de cela, il utilise un embrayage à double disque et un volant bimasse. Cette conception vous permet de réduire considérablement l'intervalle de temps entre les changements de vitesse.

En termes d'appareil, cette boîte comprend:

• Transmission manuelle à deux rangées de vitesses.
• Système de contrôle électronique.
• Différentiel.
• Vitesse finale.
• Double embrayage.

Tous les éléments ci-dessus sont enfermés dans un seul boîtier métallique. Pourquoi la conception utilise-t-elle un double embrayage et deux rangées d'engrenages ? Si nous considérons le principe de fonctionnement d'une transmission automatique d'une voiture avec DSG, vous avez besoinnotez que pendant qu'un engrenage est en fonctionnement, le second se prépare déjà pour la prochaine inclusion. Cela se produit à l'accélération et à la décélération. Des embrayages à friction sont également présents dans une telle boîte de vitesses. Ils sont reliés par le moyeu principal aux trains d'engrenages de la transmission.

Il existe plusieurs types de boîtiers DSG:

• Six vitesses.
• Sept vitesses.

Le principe de fonctionnement du premier type de transmission automatique est basé sur l'action d'un embrayage "humide". Ainsi, dans la boîte, il y a une huile spéciale qui assure non seulement la lubrification, mais également le refroidissement des embrayages. Le fluide sous pression circule dans le système et transmet le couple.

Comme pour le deuxième type de DSG, un embrayage à sec a déjà été appliqué ici. Le principe de fonctionnement est similaire à une transmission manuelle - le disque est pressé contre le volant et, par friction, transmet le couple. Selon les experts, un tel schéma de conception est moins fiable. La ressource disque est d'environ 50 000 kilomètres et le coût de remplacement atteint 700 $, consommables compris.

Les gammes de vitesses incluent les vitesses inverses, paires et impaires. Chaque rangée est un ensemble d'arbres (comprenant un primaire et un secondaire), ainsi qu'un certain ensemble d'engrenages. Pour effectuer le mouvement de retour, la conception utilise un arbre intermédiaire avec une marche arrière.

Comme dans une machine classique, il y a une électronique qui contrôle le changement de vitesse. Cela comprend l'unité de commande, les capteurs et les actionneurs. Ainsi, d'abord, les capteurs lisent les données sur la vitesse des arbres etla position de la fourchette de vitesse, puis l'unité analyse cette information et applique un algorithme de contrôle spécifique.

Circuit hydraulique DSG composé de:

• Distributeurs à tiroir qui fonctionnent à partir du sélecteur.
• Électrovannes (mêmes électrovannes). Ils servent à changer de vitesse en mode automatique.
• Vannes de régulation de pression, qui contribuent au bon fonctionnement de l'embrayage à friction.

Comment fonctionne DSG ?

Le principe de fonctionnement du système hydraulique de la transmission automatique du robot consiste à commuter séquentiellement un certain nombre de vitesses. Lorsque la voiture commence à se déplacer d'un endroit, le système inclut la première vitesse. Dans ce cas, la seconde est déjà engagée. Dès que la voiture a atteint une vitesse plus élevée (environ 20 kilomètres par heure), l'électronique commute la vitesse sur augmentée. La troisième vitesse est déjà engagée. Cela va jusqu'au plus haut. Si la voiture ralentit, l'électronique engage la vitesse déjà basse. Le changement de vitesse est instantané, car la conception implique deux rangées de vitesses.

Demande

Il convient de noter qu'une telle transmission n'est pas utilisée sur toutes les voitures. Comme nous l'avons dit plus tôt, la majeure partie sont des voitures du groupe VAG. Mais les véhicules utilitaires (par exemple, Volkswagen Crafter) n'en sont pas équipés. Et tout cela parce que la boîte est conçue pour un certain seuil de couple. Elle ne doit pas dépasser 350 Nm.

Cela s'applique aux transmissions à six vitesses. DSGà sept vitesses et ne supportent pas du tout plus de 250 Nm. Par conséquent, vous pouvez rencontrer une telle boîte au maximum sur les voitures Touareg et plus faibles comme la Passat ou l'Octavia.

Variateur

Cette boîte de vitesses fonctionne également en mode automatique. Il est apparu il y a un demi-siècle, mais seules les 10 à 15 dernières années ont été activement utilisées. Qu'est-ce qu'un variateur ? Il s'agit d'une transmission automatique à variation continue qui modifie en douceur le rapport de vitesse au moyen d'un entraînement par courroie ou par chaîne. Les rapports de vitesse changent à mesure que le véhicule prend de la vitesse. À l'heure actuelle, une telle boîte est largement utilisée par les constructeurs automobiles suivants:

• Nissan.
• Mercedes.
• Honda.
• Audi.
• Subaru.
• Toyota.
• Ford.

Quels sont les avantages de cette box ? Grâce à un changement de rapport en douceur, la voiture prend de la vitesse rapidement et sans à-coups. Le conducteur et les passagers ne ressentent pas de chocs lors de l'accélération, quelle que soit la force d'appui sur la pédale d'accélérateur. Cependant, il y a des pièges ici. Une telle boîte a également des limites de couple, comme DSG. Par conséquent, il est principalement utilisé dans les voitures particulières.

Variétés de variateurs

Il existe plusieurs types de données de transmission:

• Tore.
• Variateur à courroie trapézoïdale.

Dans le même temps, les deux types de boîtiers ont presque le même dispositif et le même principe de fonctionnement. La conception du variateur comprend:

• Systèmecontrôles.
• Poulie qui assure la transmission du couple.
• Entraînement par chaîne ou par courroie.
• Mécanisme de déverrouillage de la boîte (utilisé pour engager la marche arrière).

Pour que la transmission perçoive le couple, un embrayage est impliqué dans la conception. Il peut être de plusieurs types:

• Centrifuge automatique.
• Électronique.
• Multidisc.

Il existe également de tels variateurs où un convertisseur de couple est utilisé comme embrayage (comme sur les machines automatiques classiques). En règle générale, un tel schéma est pratiqué sur les boîtiers Honda Multimatic. Les experts estiment que ce type d'embrayage est le plus fiable et le plus ingénieux.

Conduire

Comme nous l'avons déjà dit, un entraînement différent peut être utilisé dans le variateur - chaîne, courroie dibo. Ce dernier est plus populaire. La courroie passe sur deux poulies, qui forment des disques coniques. Ces poulies sont capables de se déplacer et de s'écarter en fonction des besoins. Pour rapprocher les disques, des ressorts spéciaux sont prévus dans la conception. Les poulies elles-mêmes ont un léger angle d'inclinaison. Sa valeur est d'environ 20 degrés. Ceci est fait pour que la courroie se déplace avec une résistance minimale pendant le fonctionnement de la boîte.

Parlons maintenant de la transmission par chaîne. La chaîne d'une boîte de vitesses automatique à variation variable est constituée de plusieurs plaques métalliques reliées par des essieux. Selon les experts, un tel entraînement et une telle conception sont plus flexibles. La chaîne est capable de se plier à un angle allant jusqu'à 25 degrés sans perte de ressources. Mais contrairement à un entraînement par courroie, cet entraînement aprincipe de fonctionnement différent. La transmission automatique transmet le couple par contact ponctuel avec les poulies. Dans certaines zones, une forte contrainte (force de frottement) se forme. Cela permet d'obtenir un rendement élevé. Et pour que les poulies ne s'usent pas à cause de telles contraintes, elles sont fabriquées en acier à roulement à haute résistance.

Marche arrière dans CVT

Étant donné que l'entraînement du variateur ne peut tourner que dans un seul sens, les ingénieurs ont dû développer un réducteur planétaire séparé pour mettre en œuvre la marche arrière. Il est conçu et fonctionne de manière similaire à une boîte de vitesses dans une machine classique.

Système de contrôle

Semblable aux transmissions automatiques précédentes, la CVT utilise un système de contrôle électronique. Cependant, son principe de fonctionnement est quelque peu différent. Ainsi, le système permet de régler le diamètre des disques du variateur.

Lorsque la vitesse change, le diamètre d'une poulie augmente et l'autre diminue. Les modes sont contrôlés par le sélecteur grâce au capteur de transmission automatique. Le principe de fonctionnement d'un variateur à entraînement par chaîne et courroie consiste à modifier le diamètre des poulies.

À propos des problèmes

En raison de la conception complexe et de la faible prévalence, de nombreux services refusent de travailler avec de telles transmissions. Par conséquent, les CVT ne se sont pas bien enracinés dans notre pays. Comme l'expérience d'exploitation l'a montré, la ressource de cette boîte, même avec un entretien approprié, ne dépasse pas 150 000 kilomètres. Compte tenu de cela, il est raisonnable d'acheter de telles voitures uniquement à l'état neuf, qui sont sous garantie. Il est dangereux de prendre une voiture sur un variateur de vos mains - vous pouvez monterréparations coûteuses, que tous les services n'entreprendront pas.

Résumer

Ainsi, nous avons découvert le dispositif et le principe de fonctionnement d'une transmission automatique hydromécanique, d'une robotique et d'un variateur. Comme vous pouvez le voir, toutes ces cases sont disposées différemment et ont leur propre algorithme d'action. Quelle transmission est préférable de choisir? Les experts disent que le choix le plus raisonnable serait une machine à sous classique. Comme l'expérience d'exploitation l'a montré, les propriétaires de voitures avec DSG et CVT se sont souvent tournés vers les services et ces boîtiers sont coûteux à entretenir. La machine à sous classique est sur le marché depuis très longtemps et son design est constamment affiné et amélioré. Par conséquent, de telles boîtes se distinguent par une ressource élevée, un fonctionnement sans prétention et peuvent être réparées dans n'importe quel service. La pratique a montré que la ressource d'une transmission automatique dans une voiture est de 300 à 400 mille kilomètres. C'est une période sérieuse, étant donné que certains moteurs modernes ne tournent qu'à 250. Mais pour qu'une telle transmission dure longtemps, il vaut la peine de changer régulièrement le liquide ATP, à savoir tous les 60 000 kilomètres.