Comment fonctionne un convertisseur de couple ?

Ce composant, appelé convertisseur de couple ou convertisseur de couple, est installé dans les transmissions automatiques en tant qu'embrayage. Par conséquent, il représente la connexion entre le moteur et les roues (ou plutôt la boîte de vitesses qui est insérée entre elles).

Equipe les transmissions automatiques que l'on peut qualifier de conventionnelles (à engrenages planétaires), par opposition aux transmissions robotisées (simple ou double embrayage, idem avec engrenages parallèles). Les CVT utilisent aussi principalement un convertisseur, puisque la voiture doit pouvoir s'arrêter sans arrêter le moteur et donc caler.

L'emplacement et la forme des éléments peuvent varier considérablement d'un transducteur à l'autre.

Voici une boîte de vitesses longitudinale à 9 rapports de Mercedes. Le convertisseur est à gauche en rouge, et les engrenages et embrayages de la boîte de vitesses à droite.

Le principe de base

Si un embrayage classique permet d'associer/corréler la rotation de l'arbre moteur avec la rotation de la boîte de vitesses (et donc des roues) en utilisant le frottement du disque (embrayage) contre le volant moteur, dans le cas du couple, le convertisseur est l'huile qui s'en charge... Il n'y a plus de frottement physique entre deux éléments.

La flèche rouge indique le chemin parcouru par l'huile. Il passe d'une turbine à l'autre en cycle fermé. Le stator au milieu assure des performances optimales de l'unité. La pompe est entraînée par le moteur, et la turbine est entraînée par le flux d'huile, lui-même entraîné par la pompe, le circuit est fermé. Si nous devions faire une analogie, nous pourrions comparer un système avec deux ventilateurs installés face à face. En faisant tourner l'un des deux, le vent généré fera tourner l'autre dans le sens opposé. La seule différence est que le transducteur ne déplace pas de l'air, mais de l'huile.

Pour y parvenir, le système utilise le courant hydraulique comme s'il s'agissait du vent (pour votre curiosité, sachez que les équations pour les liquides et les gaz sont les mêmes, tous deux assimilables à des liquides) et fonctionne donc assez proche de celui d'un ventilateur. ... Ainsi, au lieu de ventiler l'air, on va ventiler l'huile et restituer l'énergie (force hydrocinétique) du flux généré pour faire tourner une autre « hélice ». Parce que le système décrit ici est rempli d'huile.

Et un hydrotransformateur ?

Le convertisseur hydraulique (grâce au stator) permet plus de couple à l'entrée de la boîte de vitesses qu'à la sortie du moteur.

En effet, la pompe émettrice (moteur) tourne plus vite que la ou les turbines réceptrices la plupart du temps, ce qui fait alors que la turbine bénéficie du couple plus élevé (la puissance dont la vitesse a été réduite fournit un couple plus élevé). Je vous invite à lire cet article pour vous familiariser avec la relation entre puissance et couple.

Ce phénomène est d'autant plus important qu'il existe une différence de vitesse de rotation entre la pompe et la turbine. Par exemple (les chiffres sont pris au hasard), si le couple est de 160 Nm en sortie de vilebrequin à 2000 tr/min, il pourra y avoir 200 Nm en entrée de boîte de vitesses (d'où le nom "convertisseur de couple"). Ceci est dû à une sorte d'augmentation de la pression d'huile dans le circuit convertisseur (le stator provoque un bouchon, voir vidéo en bas de page). En revanche, les couples sont (presque) les mêmes lorsque la pompe et la turbine atteignent la même vitesse.

En bref, tout cela suggère que le convertisseur de couple fournira plus de couple à la boîte de vitesses que le moteur ne peut en fournir (ce n'est que lorsqu'il y a un delta important entre les rotations de la turbine et de la pompe). Un moteur creux apparaîtra plus puissant à bas régime lorsqu'il est couplé au BVA (donc grâce au convertisseur, pas à la boîte de vitesses).

Pompe et turbine

L'arbre du moteur (vilebrequin) est relié à une hélice (via un volant d'inertie) appelée pompe. Cette dernière mélange l'huile grâce à la puissance du moteur, c'est pourquoi on l'appelle une pompe (sans la puissance du moteur qui l'entraîne, elle devient une simple turbine...).

Cette pompe pompe de l'huile dans le même sens qu'une autre turbine de forme assez similaire, mais à pales inversées. Cette deuxième turbine, reliée à la boîte de vitesses, se met en rotation grâce à la force créée par le flux d'huile : ainsi, le couple est transmis entre le moteur et la boîte de vitesses (lui-même reliée aux roues par des arbres de transmission) en utilisant uniquement de l'huile. ! Il fonctionne comme une éolienne : le vent est représenté par la pompe (turbine reliée au moteur), et l'éolienne est la turbine réceptrice.

Ainsi, la sensation de glissement entre les vitesses (ou lorsque le véhicule sort de l'arrêt) correspond au transfert de force à travers le fluide. Sachant que plus la pompe tourne vite, plus la turbine réceptrice accélère jusqu'à atteindre la même vitesse que la pompe.

La pompe est reliée au moteur

Quand je m'arrête, il y a un effet de fluage (ralentissement automatique lui-même en Drive) car la pompe continue de tourner (le moteur tourne) et donc transfère la puissance à la turbine réceptrice. Pour la même raison, les nouvelles voitures ont un bouton Hold, qui permet d'annuler le déchaînement à l'aide des freins (tout est contrôlé par un ordinateur qui freine les roues. Lorsque vous êtes debout, il relâche les freins dès qu'il reçoit un demande de la pédale d'accélérateur).

Gardez à l'esprit, cependant, que le convertisseur de couple permet au moteur de s'arrêter sans s'arrêter car la pompe peut toujours continuer à fonctionner même si la turbine réceptrice est arrêtée, alors le "glissement" hydraulique se produit.

La turbine est reliée à la boîte de vitesses

Notez également que la pompe est reliée à une chaîne qui entraîne la pompe à huile de transmission, qui lubrifie ensuite de nombreux engrenages qui la composent.

stator

Appelé aussi réacteur, c'est lui qui fera office de convertisseur de couple. Sans ce dernier couple, pompe + turbine n'est qualifié que de couplage hydraulique.

En fait, c'est une turbine plus petite que les deux autres, qui se situe exactement entre les deux autres... Son rôle est de réorienter le flux d'huile pour obtenir l'effet recherché, donc le circuit par lequel circule l'huile est différent. De ce fait, le couple transmis à l'entrée de la boîte de vitesses peut être encore plus élevé que celui du moteur. En effet, cela permet un effet de colmatage qui comprime l'huile à un certain stade de la chaîne, ce qui augmente la force d'écoulement au sein du convertisseur de couple. Mais cet effet dépend de la vitesse de rotation de la turbine et de la pompe.

Essieu / embrayage

Cependant, si la liaison entre la boîte de vitesses et le moteur était réalisée uniquement par l'huile, le rendement de tout serait faible. Puisqu'il y a une perte d'énergie entre les deux turbines à cause du glissement (la turbine n'atteint jamais la même vitesse que la pompe), ce qui entraîne donc plus de consommation (si cela n'était pas un problème dans les années 70 aux USA, une tout autre chose aujourd'hui).

Pour pallier cela, il existe un embrayage (simple et sec, ou multidisque humide, le principe est le même) qui se solidifie lorsque la pompe tourne à peu près à la même vitesse que la turbine réceptrice (c'est ce qu'on appelle un embrayage by-pass). ). Ainsi, il permet un amarrage sécurisé (mais aussi avec un minimum de souplesse pour éviter la casse, comme sur n'importe quel embrayage, grâce aux ressorts que l'on peut également voir sur la boîte à 9 vitesses photographiée en début de saison. » Article). Grâce à cela, nous pouvons obtenir un frein moteur encore plus puissant.

embrayage de dérivation

On est ici dans la phase de serrage du multidisque avec pression hydraulique qui pousse les disques les uns contre les autres.

Une fois le cavalier réalisé, la turbine et la pompe ne font plus qu'un et le même mélange d'huile entre les deux parties ne se produit plus. Le convertisseur est devenu statique et agit comme un arbre de transmission banal...

Comment fonctionne un convertisseur de couple dans une transmission automatique ? Réparation de véhicules électriques et hybrides⚡

Avantages?

Un convertisseur de couple est connu pour durer plus longtemps qu'un embrayage à friction conventionnel (cependant, les embrayages multidisques humides sont presque aussi durables que les convertisseurs) tout en conservant le reste de la mécanique (l'ensemble de la chaîne de traction).

En effet, la douceur de fonctionnement (d'ailleurs très agréable) retient du coup les éléments (que ce soit au niveau du moteur ou du châssis), tandis qu'une boîte de vitesses manuelle ou robotisée égaye un peu le tout. Sur un kilométrage de plus de 100 km, la différence se fait vraiment sentir dans la durabilité des pièces. Bref, un bon moment pour en acheter un d'occasion. Sans oublier que le système est protégé de toute personne qui ne peut pas changer de vitesse. Car avec une transmission manuelle, il suffit au propriétaire de mal changer les vitesses sur plus de 000 50 km pour nuire à la mécanique, ce qui n'est pas le cas avec ce type d'embrayage hydraulique (qui n'est pas commandé par le conducteur).

De plus, il n'y a pas d'usure de l'embrayage (le by-pass subit très peu de contraintes de glissement et lorsqu'il est multidisque il ne se desserre jamais). Cela permet aussi de belles économies, même s'il faut aussi penser à vidanger le convertisseur de temps en temps (l'huile est généralement utilisée avec le reste de la boîte de vitesses) (idéalement tous les 60 000, mais aussi 100 000).

Enfin, le fait que la conversion de couple existe permet de réduire facilement les rapports sans affecter sérieusement l'approbation. C'est pourquoi il y a quelques années, il y avait beaucoup de BVA.

Désavantages?

Le seul inconvénient, à ma connaissance, concerne le plaisir de conduite très sportif. Il y a vraiment trop de tampon entre le moteur et le reste de la chaîne de traction.

C'est pourquoi chez Mercedes nous avons volontiers remplacé le convertisseur multidisque sur le 63 AMG (voir Speedshift MCT). Beaucoup plus facile et sans glisser (avec un bon blocage, bien sûr, cela dépend des modes de conduite), il permet de limiter l'inertie du moteur. Les temps de réponse à l'accélération sont également plus courts.

On peut aussi signaler le fait que les BVA un peu plus anciens patinent un peu du fait du serrage progressif des multidisques (il y a un embrayage multidisques spécial dans chaque rapport qui permet de bloquer les engrenages planétaires). Le rouleau n'a vraiment aucun lien avec le convertisseur de couple (il ne glisse qu'au moment du départ, c'est-à-dire environ de 0 à 3 km/h).

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Derernier commentaire posté :

demain (Date : 2021, 06:27:23)

Bonjour

pourriez-vous s'il vous plaît me donner quelques exemples d'une voiture diesel fiable avec

transmission à convertisseur de couple (5 ou 6 vitesses, non

4 vitesses) avec un budget d'environ 2500, s'il vous plaît

merci

Il I. 1 réaction(s) à ce commentaire :

• administrateur ADMINISTRATEUR DU SITE (2021-06-29 11:32:05): Bonne vieille Golf 4 Tiptronic accouplé à 1.9 TDI 100 ch

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