Premièrement : les transmissions automatiques. Qui a inventé la transmission automatique Histoire de la transmission automatique

La boîte de vitesses n'a pas toujours été la même qu'aujourd'hui. Son développement a aussi sa propre histoire. Son besoin est apparu avec acuité lorsque les automobilistes ont réalisé qu'une sorte de mécanisme intermédiaire était nécessaire pour modifier le couple en plus de la participation du moteur, car ses capacités sont limitées à une plage de vitesse limitée. Tout le monde comprend que d'abord des boîtes mécaniques ont été créées, puis des boîtes automatiques. Mais où tout a commencé ?

Le célèbre ingénieur allemand est considéré comme l'inventeur de la boîte de vitesses mécanique. Karl Benz. En 1887, sa femme Berta se rend secrètement avec leurs fils dans la première voiture du monde pour rendre visite à leur mère, à une distance de 80 kilomètres. Le voyage s'est avéré très difficile en raison de l'imperfection de la conception automobile. La difficulté n'était pas seulement usure rapide mécanismes de freinage fabriqués à partir de ceintures en cuir et de carburant, dont le rôle à l'époque était joué par un détachant commun - un produit appelé naphta. Le moteur de cette voiture était si faible (sa puissance n'était que de 0,8 puissance) qu'il ne pouvait pas descendre et qu'il devait y être poussé manuellement. C'est après ce voyage que Benz décide d'améliorer la voiture en y installant un train auxiliaire.

La première transmission manuelle était un appareil très primitif. Il se composait de deux poulies de diamètres différents montées sur l'essieu moteur. Une courroie les reliait à l'arbre du moteur. Les leviers ont aidé à réorganiser la ceinture. Au fil du temps, les courroies en cuir, en raison de leur faible endurance, ont été remplacées par une chaîne et les poulies par des pignons. Un mécanisme similaire est toujours utilisé avec succès dans les bicyclettes. Par la suite, des synchroniseurs sont apparus, ce qui a permis d'automatiser partiellement le processus de changement de vitesse manuel.

Mais les boîtes de vitesses automatiques sont apparues pour la première fois en 1928, ce que peu de gens connaissent. L'auteur de cette idée originale de la mécanique automobile était à nouveau un Allemand - le professeur Fettinger. En 1903, il brevète le tout premier convertisseur de couple, qui servira ensuite de base au développement du mécanisme de la première transmission automatique au monde, remplaçant le rôle de l'embrayage dans son fonctionnement. Ils ont commencé à être utilisés pour la première fois dans les transports publics - des bus de fabrication suédoise. la première modèle passager la transmission automatique est devenue Buick en 1947.

L'idée de créer une transmission automatique est apparue presque simultanément avec l'avènement d'une voiture équipée. Dans le même temps, les constructeurs automobiles, les inventeurs et les passionnés de différents pays commencé à travailler sur l'unité.

En conséquence, déjà au tout début du 20e siècle, des prototypes ont commencé à apparaître avec une transmission similaire à une machine automatique moderne. Dans cet article, nous parlerons de la création de la première transmission automatique et de son apparition, nous nous familiariserons avec l'histoire de la transmission automatique et répondrons également à la question de savoir qui a inventé la transmission automatique.

A lire dans cet article

Qui a inventé la transmission automatique et quand la première transmission automatique est-elle apparue

Comme vous le savez, la transmission est la deuxième unité la plus importante après. Dans le même temps, l'apparition d'une transmission automatique a été une véritable avancée, car grâce à une telle boîte de vitesses, non seulement le confort, mais également la sécurité lors de la conduite sont considérablement augmentés.

Une telle boîte de vitesses est un système composé d'un convertisseur de couple () et boîte planétaire. Principes et fondements engrenage planétaireétaient connus au Moyen Âge, et l'allemand allemand Fettinger a créé le convertisseur de couple au début du 20e siècle.

Le premier à combiner la boîte et le moteur à turbine à gaz fut l'inventeur américain Azatur Sarafyan, mieux connu sous le nom d'Oscar Banker. C'est lui qui a breveté la transmission automatique en 1935, même si pour obtenir un brevet pendant plus de 7 ans, il a défendu son droit dans la lutte contre les grands constructeurs automobiles.

Sarafian est né en 1895. Sa famille s'est retrouvée aux États-Unis à la suite du tristement célèbre génocide arménien, qui a eu lieu en Empire ottoman. Après s'être installé à Chicago, Asatur Sarafyan a changé de nom pour devenir Oscar Banker.

Un inventeur talentueux a créé divers appareils utiles, parmi lesquelles plusieurs solutions sont aujourd'hui indispensables (par exemple, un pistolet graisseur), mais sa principale réalisation est l'invention de la première boîte de vitesses hydromécanique automatique. À son tour, General Motors (GM), qui a précédemment installé boîte semi-automatique vitesses sur leurs modèles, les premiers à passer en transmission automatique.

L'histoire de la création d'une transmission automatique

Alors, élément essentiel, grâce à laquelle l'émergence d'une transmission automatique à part entière est devenue possible, est un convertisseur de couple.

Initialement, le moteur à turbine à gaz est apparu dans la construction navale. La raison en est qu'au lieu de machines à vapeur à basse vitesse, des machines plus puissantes sont apparues vers la fin du XIXe siècle. Turbines à vapeur. Ces turbines étaient directement connectées à l'hélice, ce qui entraînait inévitablement un certain nombre de problèmes techniques.

La solution fut l'invention de G. Fettinger, qui proposa machine hydraulique, où les roues de la transmission hydrodynamique, la pompe, la turbine et le réacteur étaient réunis dans un même carter.

Un tel convertisseur de couple a été breveté en 1902 et présentait un grand nombre d'avantages par rapport aux autres mécanismes et dispositifs capables de convertir le couple d'un moteur.

GDT Fettinger a minimisé la perte d'énergie utile, l'efficacité de l'appareil s'est avérée élevée. En pratique, le spécifié transformateur hydrodynamique, en moyenne, fourni sur les navires une efficacité d'environ 90% et même plus.

Revenons aux boîtes de vitesses sur les voitures. Au tout début du XXe siècle (1904), les inventeurs, les frères Startevent de Boston, aux États-Unis, ont introduit une première version de la transmission automatique.

Cette boîte de vitesses à deux vitesses était en fait une transmission manuelle améliorée, où les changements de vitesse pouvaient être automatiques. En d'autres termes, il s'agissait d'un prototype de boîte de robot. Cependant, au cours de ces années, pour un certain nombre de raisons production de masse impossible, le projet est abandonné.

La boîte automatique suivante a commencé à être installée Gué. Modèle légendaire Model-T était équipé d'une boîte de vitesses planétaire, qui recevait deux vitesses pour le mouvement vers l'avant, ainsi que marche arrière. Le contrôle de la boîte de vitesses a été mis en œuvre à l'aide de pédales.

Vient ensuite une boîte de Reo sur les modèles General Motors. Une telle transmission peut bien être considérée comme la première transmission manuelle, car il s'agissait d'une manuelle avec un embrayage automatisé. Un peu plus tard, un système d'engrenage planétaire a commencé à être utilisé, amenant encore le moment de l'apparition de machines automatiques hydromécaniques à part entière.

Le mécanisme planétaire (engrenage planétaire) est le mieux adapté aux transmissions automatiques. Afin de contrôler le rapport de transmission ainsi que le sens de rotation de l'arbre de sortie, des pièces individuelles de l'engrenage planétaire sont freinées. Dans ce cas, des efforts relativement faibles et constants peuvent être utilisés pour résoudre le problème.

En d'autres termes, nous parlons d'actionneurs de transmission automatique (, frein à bande). Au cours de ces années également, il n'était pas difficile de mettre en œuvre la gestion efficace de ces mécanismes. Il n'était pas non plus nécessaire d'égaliser les vitesses des éléments individuels de la transmission automatique, car tous les engrenages de l'engrenage planétaire sont en prise constante.

Si l'on compare un tel schéma avec des tentatives d'automatisation du travail d'une boîte mécanique, c'était à l'époque une tâche extrêmement difficile. Le principal problème était qu'à cette époque, il n'existait pas de mécanismes d'asservissement efficaces, rapides et fiables (servo variateurs).

Ces mécanismes sont nécessaires pour déplacer les engrenages ou les embrayages pour l'engagement. Les servos doivent également fournir beaucoup de puissance et de débattement, en particulier par rapport à la compression d'un pack d'embrayage ou au serrage d'un frein à bande de transmission automatique.

Une solution qualitative n'a été trouvée que vers le milieu du 20e siècle, et la mécanique robotique n'a été produite en série qu'au cours des 10 à 15 dernières années (par exemple, ou).

Perfectionnement de la transmission automatique : l'évolution de la transmission automatique hydromécanique

Avant de passer à la transmission automatique, il faut mentionner la boîte de vitesses Wilson. Le conducteur a sélectionné le rapport à l'aide du commutateur de la colonne de direction et l'inclusion a été effectuée en appuyant sur une pédale séparée.

Une telle transmission était un prototype de boîte de vitesses présélectionnée, puisque le conducteur présélectionnait une vitesse, alors que son inclusion n'était effectuée qu'après avoir appuyé sur la pédale, qui remplaçait la pédale d'embrayage de la transmission manuelle.

Cette décision a facilité le processus de conduite du véhicule, les changements de vitesse nécessitant un minimum de temps par rapport aux transmissions manuelles, qui n'en avaient pas dans ces années-là. Dans le même temps, le rôle important de la boîte Wilson réside dans le fait qu'il s'agit de la première boîte de vitesses avec un commutateur de mode, qui ressemble aux analogues modernes ().

Revenons à la transmission automatique. Ainsi, la transmission hydromécanique entièrement automatique Hydra-Matic a été introduite par General Motors en 1940. Cette boîte de vitesses a été installée sur les modèles Cadillac, Pontiac, etc.

Une telle transmission était un convertisseur de couple (embrayage à fluide) et une boîte de vitesses planétaire avec automatique commande hydraulique. Le contrôle a été mis en œuvre en tenant compte de la vitesse de la voiture, ainsi que de la position de la manette des gaz.

La boîte Hydra-Matic a été installée à la fois sur les modèles GM et sur Bentley, Rolls-Royce, Lincoln, etc. Au début des années 50, les spécialistes de Mercedes-Benz ont pris cette boîte comme base et ont développé leur propre analogue, qui fonctionnait sur un principe similaire, mais avait toute la ligne différences en termes de conception.

Plus près du milieu des années 60, les transmissions hydromécaniques automatiques ont atteint le sommet de leur popularité. De plus, l'apparition de lubrifiants synthétiques sur le marché des carburants et lubrifiants a permis de réduire le coût de leur production et de leur maintenance, et d'augmenter la fiabilité de l'unité. Déjà dans ces années, les transmissions automatiques ne différaient pas beaucoup des versions modernes.

Dans les années 1980, la tendance était à une augmentation constante du nombre de transmissions. Dans les boîtes automatiques, la quatrième vitesse est apparue pour la première fois, c'est-à-dire augmentée. Dans le même temps, la fonction de verrouillage du convertisseur de couple a également été utilisée.

De plus, les commandes automatiques à quatre vitesses ont commencé à être contrôlées, ce qui a permis de se débarrasser de nombreuses commandes mécaniques en les remplaçant.

Par exemple, la première implémentation système électronique les commandes de transmission automatique ont été mises en place par des spécialistes de Toyota en 1983. Puis, en 1987, Ford est également passé à l'utilisation de l'électronique pour contrôler l'overdrive et l'embrayage de verrouillage GDT.

Soit dit en passant, la transmission automatique continue d'évoluer aujourd'hui. Compte tenu des normes environnementales strictes et de la hausse des prix du carburant, les constructeurs s'efforcent d'augmenter l'efficacité de la transmission et d'atteindre une efficacité énergétique.

Pour ce faire, le nombre total de vitesses augmente, la vitesse de commutation est devenue très élevée. Aujourd'hui, vous pouvez trouver des transmissions automatiques à 5, 6 ou plus "vitesses". La tâche principale est de concurrencer avec succès les boîtiers robotiques présélectionnés de type DSG.

En parallèle, il y a une amélioration constante des unités de contrôle de transmission automatique, ainsi que Logiciel. Au départ, il s'agissait de systèmes qui ne déterminaient que le moment du changement de vitesse et étaient responsables de la qualité des inclusions.

Plus tard, des programmes ont commencé à être «cousus» dans les blocs capables de s'adapter au style de conduite, en modifiant dynamiquement les algorithmes de changement de vitesse (par exemple, les transmissions automatiques adaptatives avec économie, modes sport).

Plus tard, l'occasion s'est présentée Contrôle manuel Transmission automatique (par exemple, Tiptronic), lorsque le conducteur peut déterminer indépendamment les moments de changement de vitesse comme une boîte manuelle. De plus, la transmission automatique a reçu des fonctionnalités avancées en termes de contrôle de la température transmission fluide etc.

Qu'est-ce que la transmission automatique et l'histoire de sa création

Sélecteur de transmission automatique

Une transmission automatique, ou transmission automatique, est une transmission qui offre le choix de la transmission optimale rapport de vitesse selon les conditions de conduite sans la participation du conducteur. Cela garantit une bonne conduite de la voiture, ainsi qu'un confort de conduite pour le conducteur.

Actuellement, il existe plusieurs types de transmission automatique :

hydromécanique (classique);
mécanique;

Dans cet article, toute l'attention sera portée sur la machine classique.

Historique des inventions

La base d'une transmission automatique est un réducteur planétaire et un convertisseur de couple, d'abord inventés exclusivement pour les besoins de la construction navale en 1902 par l'ingénieur allemand Hermann Fittenger. De plus, en 1904, les frères Startevent de Boston ont présenté leur propre version d'une transmission automatique, qui a deux boîtes de vitesses et ressemble à une mécanique légèrement modifiée.

Première transmission automatique GM Hydramatic de série

Une voiture équipée d'une boîte de vitesses planétaire a vu le jour pour la première fois par Ford T. L'essence de la boîte était la commutation en douceur des vitesses grâce à deux pédales. Le premier comprenait le passage à la vitesse supérieure et à la rétrogradation, et le second - la marche arrière.

Le relais a été repris par General Motors, qui a lancé une transmission semi-automatique au milieu des années 1930. L'embrayage de la voiture était toujours présent et l'hydraulique contrôlait le mécanisme planétaire.

À peu près à la même époque, Chrysler a finalisé la conception de la boîte avec un couplage hydraulique, et au lieu d'une boîte à deux étages, l'overdrive a commencé à être utilisé - l'overdrive avec un rapport de démultiplication inférieur à un.

La première transmission entièrement automatique au monde en 1940 a été créée par la même société General Motors. La transmission automatique était une combinaison d'un embrayage hydraulique avec une boîte de vitesses planétaire à quatre étages avec contrôle automatique grâce à l'hydraulique.

Aujourd'hui, on connaît déjà des transmissions automatiques à six, sept, huit et neuf rapports, dont les fabricants sont à la fois des constructeurs automobiles (KIA, Hyundai, BMW, VAG) et des sociétés spécialisées (ZF, Aisin, Jatco).

Avantages et inconvénients de la transmission automatique

Comme toute transmission, la transmission automatique a des avantages et des inconvénients. Mettons-les sous forme de tableau.

Dispositif de transmission automatique

Schéma de transmission automatique

Le dispositif de transmission automatique est assez complexe et se compose des éléments principaux suivants :

mécanisme planétaire;
unité de commande de transmission automatique (TCU);
hydrobloc;
frein à bande;
la pompe à huile;
Cadre.

Le convertisseur de couple est un boîtier rempli d'un fluide de travail spécial ATF et est conçu pour transmettre le couple du moteur à la boîte de vitesses. En fait, il remplace l'embrayage. Il se compose de roues de pompe, de turbine et de réacteur, d'un embrayage de verrouillage et d'une roue libre.

Les roues sont équipées de pales avec canaux pour le passage Fluide de travail. L'embrayage de verrouillage est nécessaire pour verrouiller le convertisseur de couple dans des modes de fonctionnement spécifiques du véhicule. Un embrayage à roue libre (embrayage à roue libre) est nécessaire pour faire tourner la roue du réacteur dans le sens opposé. Vous pouvez en savoir plus sur le convertisseur de couple.

Le mécanisme planétaire de la transmission automatique comprend des engrenages planétaires, des arbres, des tambours avec embrayages à friction, ainsi qu'un embrayage à roue libre et un frein à bande.

Le mécanisme de changement de vitesse dans une transmission automatique est assez compliqué et, en fait, le fonctionnement de la transmission consiste à exécuter un algorithme pour activer et désactiver les embrayages et les freins à l'aide de la pression du fluide.

Le train épicycloïdal, ou plutôt le blocage de l'un de ses éléments (pignon solaire, satellites, couronne, porteur), assure la transmission en rotation et le changement de couple. Les éléments inclus dans le train planétaire sont bloqués par une roue libre, un frein à bande et embrayages à friction.

Un exemple de schéma hydraulique de transmission automatique

L'unité de commande de transmission automatique peut être hydraulique (n'est plus utilisée) et électronique (ECU de transmission automatique). La transmission hydromécanique moderne est équipée uniquement d'une unité de commande électronique. Il traite les signaux des capteurs et génère des signaux de commande pour dispositifs exécutifs(vannes) de l'unité hydraulique, qui assurent le fonctionnement des embrayages à friction, ainsi que le contrôle du débit du fluide de travail. En fonction de cela, le fluide sous pression est dirigé vers l'un ou l'autre embrayage, y compris un certain rapport. Le TCU contrôle également le verrouillage du convertisseur de couple. En cas de dysfonctionnement, le TCU assure le fonctionnement de la boîte de vitesse en " mode d'urgence". Le sélecteur de transmission automatique est responsable de la commutation des modes de fonctionnement de la boîte de vitesses.

Les capteurs suivants sont utilisés dans la boîte automatique :

capteur de vitesse d'entrée ;
capteur de vitesse de sortie ;
capteur de température d'huile de transmission automatique ;
capteur de position du levier sélecteur ;
capteur de pression d'huile.

Le principe de fonctionnement et la durée de vie de la transmission automatique

Le temps nécessaire pour changer de vitesse dans une transmission automatique dépend de la vitesse du véhicule et de la charge du moteur. Le système de contrôle calcule actions nécessaires et les transmet sous forme d'influences hydrauliques. L'hydraulique déplace les embrayages et les freins de l'engrenage planétaire, modifiant ainsi automatiquement le rapport de vitesse en fonction du mode moteur optimal dans des conditions données.

L'un des principaux indicateurs qui affectent l'efficacité d'une transmission automatique est le niveau d'huile, qui doit être vérifié régulièrement. Température de fonctionnement l'huile (ATF) est d'environ 80 degrés. Par conséquent, afin d'éviter d'endommager les mécanismes en plastique de la boîte dans période hivernale, avant de conduire la voiture doit être réchauffée. Et pendant la saison chaude, au contraire, pour se rafraîchir.
Le refroidissement de la transmission automatique peut être effectué avec du liquide de refroidissement ou de l'air (à l'aide Refroidisseur d'huile).

Le plus répandu a un refroidisseur de liquide. La température atf requise pour le fonctionnement normal du moteur ne doit pas dépasser 20 % de la température du système de refroidissement. La température du liquide de refroidissement ne doit pas dépasser 80 degrés, de ce fait, l'atf est refroidi. L'échangeur de chaleur est relié à la partie extérieure du boîtier la pompe à huile auquel le filtre est attaché. Lorsque l'huile circule dans le filtre, elle entre en contact avec le liquide de refroidissement à travers les parois minces des canaux.

Soit dit en passant, la transmission automatique est considérée comme très lourde. Le poids d'une transmission automatique est d'environ 70 kg (si elle est sèche et sans convertisseur de couple) et d'environ 110 kg (si elle est remplie).

Pour le fonctionnement normal de la transmission automatique, il est nécessaire et bonne pression huiles. La durée de vie de la transmission automatique en dépend en grande partie. La pression d'huile doit être au niveau de 2,5 à 4,5 bars.

La ressource de la boîte automatique peut être différente. Si dans une voiture la transmission ne peut durer que 100 000 km, alors dans une autre - environ 500 000. Cela dépend du fonctionnement de la voiture, de la surveillance régulière du niveau d'huile et de son remplacement avec le filtre. Il est également possible de prolonger la durée de vie de la transmission automatique en utilisant l'original matériaux consommables et l'entretien en temps opportun du point de contrôle.

Commande de transmission automatique

La transmission automatique est commandée par le sélecteur de transmission automatique. Les modes de fonctionnement de la transmission automatique dépendent du mouvement du levier vers une certaine position. Les modes suivants sont disponibles dans la machine :

R- Stationnement. Utilisé pour le stationnement. Dans ce mode, l'arbre de sortie de la transmission est bloqué mécaniquement.
R - marche arrière. Utilisé pour engager la marche arrière.
N - Neutre. Mode neutre.
D - conduire. Avancer en mode de changement de vitesse automatique.
M-Manuel. Mode de changement de vitesse manuel.

Dans les transmissions automatiques modernes avec un grand nombre de plages de fonctionnement, des modes de fonctionnement supplémentaires peuvent être utilisés :

(D), ou O / D-overdrive - un mode de conduite "économique", dans lequel il est possible commutation automatique pour l'overdrive;
D3, ou O / D OFF - signifie "overdrive off", c'est le mode de conduite actif;
S(ou nombre 2 ) - intervalle vitesses basses(première et deuxième, ou seulement deuxième vitesse), "mode hiver" ;
L(ou nombre 1 ) - deuxième gamme de rapports inférieurs (uniquement le premier rapport).

Schéma des modes de transmission automatique

Il existe également des boutons supplémentaires qui caractérisent les modes de fonctionnement de la transmission automatique.

Il se trouve que la plupart des conducteurs préfèrent encore une transmission manuelle, estimant que l'automatique est encore loin d'être idéale, présente un certain nombre d'inconvénients et ne correspond tout simplement pas à l'image d'un homme. Bon, qui aime quoi, on préfère la « machine » aux autres mécaniques. Dans cet article, nous n'allons convaincre personne de quelque chose, mais simplement parler de ce que sont les transmissions automatiques, en quoi elles diffèrent les unes des autres et quels sont les avantages et les inconvénients de chacune d'elles.

Un peu d'histoire
Cherchant à faciliter le passage des vitesses au conducteur, les ingénieurs ont commencé à l'aube du XXe siècle. Le premier développement que nous connaissons est apparu sur le légendaire Ford T. Transmissions Ford T a été réalisé à l'aide de deux pédales : l'une a commuté le plus bas et l'autre vitesse supérieure; la seconde comprenait la marche arrière. Puis, déjà au milieu des années 1930, d'autres Entreprises américaines, Réo et Moteurs généraux, ont présenté leurs versions de transmissions semi-automatiques. Le développement de GM était un mécanisme planétaire dont le fonctionnement était contrôlé par l'hydraulique. À peu près à la même époque, la création de transmissions automatiques est reprise par Chrysler, cependant, ses développements n'ont trouvé une utilisation plus ou moins réelle qu'à la veille de la Seconde Guerre mondiale, et il était impossible de les appeler une transmission automatique au sens moderne, bien qu'un accouplement hydraulique y ait déjà été utilisé.

Hydra-Matic est la première transmission véritablement automatique produite en série

Avez-vous remarqué que les pionniers dans le domaine de la transmission automatique étaient les américains et seulement eux ? On ne sait pas tout à fait pourquoi, mais ce sont les Yankees qui étaient les plus fanatiques et continuent de traiter les "machines automatiques". Trouver une voiture aux USA avec boîte mécanique encore faut-il essayer. Par conséquent, il n'est pas surprenant que la première transmission véritablement automatique ait été développée et introduite dans la production de masse par les ingénieurs de General Motors. Déjà en 1940, il était disponible en option sur les voitures Oldsmobile et s'appelait Hydra-Matic. Structurellement, il s'agissait d'une combinaison d'un embrayage hydraulique et d'une boîte de vitesses planétaire à 4 vitesses avec commande hydraulique automatique. Pour comprendre à quel point l'émergence de l'Hydra-Matic a été importante pour l'industrie automobile mondiale, il suffit de dire que cette transmission a rapidement été installée sur leurs voitures non seulement par des constructeurs américains, mais aussi par des constructeurs européens, dont Bentley et Rolls-Royce. De plus, même mercedes-benz a développé sa première « machine » basée sur l'Hydra-Matic !

Naturellement, le chemin de la transmission automatique était épineux et s'accompagnait d'une lutte constante contre les "maladies infantiles", pannes fréquentes et durée de vie relativement courte. Mais les ingénieurs ne seraient pas des ingénieurs s'ils ne pouvaient pas surmonter la plupart des maux. Les transmissions automatiques modernes nécessitent encore un traitement spécial, mais sont devenues beaucoup plus fiables et durables, presque égales en consommation de carburant à boîtes de vitesses manuelles et poussèrent comme des champignons après la pluie. De plus, non seulement les fabricants de "machines automatiques" sont devenus plus nombreux, mais les variétés des boîtes elles-mêmes ne sont plus une, voire deux.

"Automatique" avec convertisseur de couple
Une telle transmission automatique est dite classique, car elle est apparue plus tôt que les autres et reste la plus courante aujourd'hui. Le principe de son travail est à la fois simple et complexe. Il se compose de deux unités indépendantes - une boîte de vitesses et un convertisseur de couple, c'est-à-dire que ce dernier ne fait pas partie de la boîte de vitesses, mais joue en fait le rôle d'un embrayage.

Le convertisseur de couple se compose de deux machines à palettes - une pompe centrifuge et une turbine centripète. Entre eux se trouve une aube directrice - le réacteur. La roue de la pompe est reliée rigidement à vilebrequin moteur, turbine - avec un arbre de boîte de vitesses. Le réacteur, selon le mode de fonctionnement, peut tourner librement, ou peut être bloqué à l'aide d'une roue libre.

Automatique classique avec convertisseur de couple - la transmission automatique la plus courante aujourd'hui

La boîte de vitesses elle-même est très similaire à la "mécanique" habituelle, à l'exception de quelques détails fondamentalement importants qui garantissent un changement de vitesse pratiquement sans interruption du flux de puissance et sans la participation du conducteur. Très point important c'est aussi le fait qu'il n'y a pas de liaison rigide entre le moteur et la boîte de vitesses. Le couple à la boîte de vitesses est transmis à l'aide huile de transmission circulant sous pression dans un cercle fermé.

L'ensemble de l'algorithme de fonctionnement d'une transmission automatique avec convertisseur de couple est surveillé par une électronique qui lit et traite les informations provenant de divers capteurs. Elle décide quand et comment changer de vitesse. Si le conducteur pédale doucement, le changement de vitesse sera suffisamment rapide pour ne pas faire tourner le moteur jusqu'à haute vitesse et ainsi économiser de l'énergie (carburant). Cependant, dès que l'électronique reçoit un signal concernant une pression forte et intense sur la pédale d'accélérateur, elle passe immédiatement à un mode qui vous permet de libérer tout le potentiel du moteur. Cependant, afin de ne pas induire en erreur l'électronique et de fournir au conducteur le plus performances optimales le fonctionnement de la boîte de vitesses dans des conditions spécifiques, de nombreux fabricants permettent de basculer entre des modes préprogrammés, tels qu'économique, sportif ou hivernal.

Souvent transmissions automatiques permettent de passer en mode de changement de vitesse manuel, soit avec un sélecteur, soit avec des palettes de changement de vitesse. Pour la première fois, un tel «truc» est apparu sur les voitures Porsche et s'appelait Tiptronic. De plus, Tiptronic n'est pas du tout un type de transmission automatique, mais seulement marque déposée. Chaque fabricant a le sien (Steptronic pour BMW, Autostick chez Chrysler, etc.), mais c'est Tiptronic qui est devenu un nom familier par analogie avec Xerox pour les copieurs. Et pourtant, le changement de vitesse manuel dans une transmission automatique n'est rien de plus qu'une fonctionnalité supplémentaire qui n'a pas trop de sens pour la grande majorité des conducteurs. Au final, la "automatique" ne s'achète pas pour changer de vitesse manuellement, et l'électronique, de toute façon, ne donnera pas au conducteur une totale liberté d'action.

Les machines modernes offrent de nombreuses possibilités dans le choix des modes de conduite, y compris la possibilité de changement de vitesse manuel.

Les avantages incontestables d'une «automatique» avec convertisseur de couple, comme toute autre boîte de vitesses non manuelle, incluent le confort. De plus, le convertisseur de couple est un amortisseur de vibrations de torsion idéal et est capable d'amortir les chocs violents transmis du moteur à la transmission et vice versa, ce qui affecte favorablement les ressources du groupe motopropulseur, de la transmission et du châssis. D'un autre côté, une telle boîte présente également suffisamment de défauts. Les principaux sont une ressource relativement petite et une faible efficacité. Ce dernier est dû au fait que l'énergie utile est dépensée pour pelleter et chauffer l'huile avec un convertisseur de couple. La pompe consomme également beaucoup d'énergie, ce qui crée une pression dans les conduites de commande. Tout cela entraîne une augmentation de la consommation de carburant, même si depuis quelques années, les ingénieurs ont réussi à faire quelques progrès et à modérer les appétits de la "machine" classique.

Parmi les autres inconvénients d'une transmission automatique avec convertisseur de couple, il convient de noter l'impossibilité de démarrer une voiture «à partir d'un poussoir» et la nécessité de surveiller attentivement l'état de l'huile de transmission et de la changer en temps opportun (et il est plus cher que le pétrole pour les "mécaniciens"). De plus, cela s'applique même aux boîtes dites sans entretien, dont ce service même, tôt ou tard, mais attend toujours.

De nombreux conducteurs se plaignent que les transmissions automatiques à convertisseur de couple sont trop maussades, en particulier celles à 4 vitesses, et c'est en partie vrai. Mais ici, il est important de comprendre que les constructeurs, parfois, rendent délibérément les boîtes pas trop fringantes afin de justifier les espoirs du propriétaire de la voiture en termes de consommation de carburant. Cela est confirmé par au moins le fait que dans les voitures où la dynamique est très importante, les "machines automatiques" modernes à 6, 7 et même 8 vitesses avec convertisseur de couple font preuve d'une excellente vitesse. Quel est au moins le ZF 8HP, qui est installé sur de nombreux modèles Audi, BMW, Land Rover, attaque voitures extraordinaires, comment Bentley Continental GT V8 , Maserati Quattroporte , Jaguar XF...

Point de contrôle robotique
Pour comprendre le fonctionnement d'une boîte de vitesses robotisée, il faut imaginer la "mécanique" habituelle. La seule différence entre eux est que les servo-actionneurs sont engagés dans la fermeture / l'ouverture de l'embrayage et la sélection des vitesses dans le «robot». Le plus souvent, il s'agit d'un moteur pas à pas avec une boîte de vitesses et mécanisme exécutif, mais il existe aussi des actionneurs hydrauliques. les gère l'unité électronique. A la commande de commutation de l'électronique, le premier servo enfonce l'embrayage, le second déplace les synchroniseurs, y compris équipement souhaité. Ensuite, le premier libère doucement l'embrayage. C'est en fait tout.

La boîte de vitesses robotisée est de conception similaire à la mécanique. Dans l'illustration - Opel Easytronic

Le schéma idéal, semble-t-il, est simple, avec haute efficacité et une consommation de carburant inférieure par rapport au convertisseur de couple. Mais il y a un hic: afin d'éviter les à-coups et de ne pas se moquer de l'embrayage, lors du changement de vitesse, le "robot" rompt longtemps la liaison entre le moteur et les roues, ce qui provoque des creux désagréables lors de l'accélération, ce qui peut être éliminé d'une seule façon - pour réduire le temps de commutation. Mais comment cela peut-il être réalisé ? Il s'avère que la solution a été trouvée avant même le déclenchement de la Seconde Guerre mondiale, lorsque le Français Adolphe Kegress a inventé pour Boîte Citroën vitesses avec deux embrayages. Certes, l'affaire n'est pas venue à la production à l'époque, mais déjà au début des années 1980, les Américains et les Allemands ont repris l'idée du Français. Eh bien, les «robots» à deux embrayages sont allés aux masses à la suggestion de l'entreprise Volkswagen et de sa DSG ( Décalage direct boîte de vitesses). À l'aide de son exemple, nous examinerons le principe de fonctionnement d'une telle boîte. Chez Porsche, d'ailleurs, ça s'appelle PDK, chez Gué et VOLVO- Powershift, Audi - S-Tronic, Mercedes-Benz - Speedshift DCT.

En théorie, tout est très simple: le DSG a deux arbres secondaires, avec des engrenages menés et des synchroniseurs situés dessus, et deux arbre primaire insérées les unes dans les autres selon le principe des poupées gigognes. Chacun des arbres est relié au moteur par un embrayage multidisque séparé. Les engrenages des deuxième, quatrième et sixième engrenages sont fixés sur l'arbre d'entrée externe, et les engrenages des premier, troisième, cinquième et marche arrière sont fixés sur l'arbre interne. Lorsque la première vitesse est engagée, le premier embrayage se ferme, transmettant le couple à travers arbre d'entrée sur roues. Dans le même temps, le rapport secondaire du deuxième rapport est bloqué, c'est-à-dire que le deuxième embrayage est à moitié prêt à fonctionner et n'attend que l'électronique pour donner le signal approprié. Et ainsi de suite avec les transmissions suivantes. Pour ce principe de fonctionnement, de telles boîtes sont dites présélectives.

Le principal avantage des "robots" présélectionnés est la vitesse de changement de vitesse. Dans le DSG à 6 vitesses en série, il est égal à huit millisecondes (0,008 seconde). Résultat fantastique ! Et étant donné que les boîtes avec double embrayage plus confortable que les "automatiques" classiques et plus économiques que les "mécaniques" (l'électronique choisit engrenages optimaux et, contrairement au conducteur, n'est pas trop paresseux pour les changer), il est facile de conclure qu'ils sont garantis à long terme. De plus, les ingénieurs ont pu résoudre la plupart des problèmes de fiabilité qui affectaient les premiers échantillons de boîtes de vitesses robotisées présélectives.

Le robot présélectif DSG est devenu la référence parmi les boîtes de vitesses à double embrayage

S'agissant spécifiquement de la DSG, il convient probablement de mentionner certaines des caractéristiques de son travail, remarquées lors du fonctionnement réel d'une voiture avec une telle boîte. Par exemple, aux moments où il faut accélérer brusquement et où l'intelligence artificielle du "robot", en théorie, devrait répondre rapidement à une pression intensive sur l'accélérateur en rétrogradant, la DSG "se fige" un moment, réfléchit et alors seulement fait ce qu'il faut. Mais des impressions encore moins agréables que DSG laisse au caramel lorsque la voiture roule avec faible vitesse et le rythme de ce mouvement est irrégulier. À de tels moments, le "robot" est clairement maltraité, comme en témoignent le hochet de la boîte et les secousses nerveuses de la voiture. Naturellement, le DSG est le plus susceptible de tomber en panne à de tels moments.

À un moment donné, on croyait que les «robots» à deux embrayages ne sont pas capables de transmettre un couple élevé, et leur portée est donc limitée aux voitures civiles. Cependant, Ricardo a prouvé le contraire en développant un analogue DSG pour un coupé de 1000 chevaux. Bugatti Veyron et supprimant ainsi toutes les questions.

Entraînement à vitesse variable
Croyez-le ou non, la CVT est la plus ancienne invention utilisée dans une voiture après le volant. On dit que Léonard de Vinci a dessiné un variateur en 1490, mais la transmission à variation continue s'est transformée en un véritable mécanisme qui a reçu un brevet correspondant à la fin du 19e siècle.

S'étant révélée non réclamée, l'idée resta inactive jusqu'en 1958, jusqu'à ce que l'un des fondateurs de DAF, Hub Van Dorn, présente exposition de voituresà Amsterdam, une petite voiture DAF 600 ou A-Type, comme on l'appelle aussi (ne soyez pas surpris, à cette époque DAF produisait non seulement des camions, mais aussi voitures). C'était un enfant banal, à l'exception d'un - révolutionnaire à l'époque transmission à variation continue CVT (transmission à variation continue). Franchement, peu de gens croyaient alors au variateur, mais Van Dorn n'envisageait pas d'abandonner. La pensée néerlandaise le meilleur moyen montrer aux sceptiques qu'ils ont tort sera la participation de voitures à CVT à la compétition. D'abord, le DAF 600 a couru sur des pistes de rallye, puis, par hasard, CVT a été testé sur le châssis Brabham Formula 3 ... Hélas, il est vite devenu clair que le variateur était incompatible avec moteurs puissants, et donc le chemin vers le grand sport automobile lui a été ordonné. En 1975, cependant, Enzo Ferrari s'est intéressé à une transmission à variation continue, mais a ensuite décidé de clore le projet et de transférer ses efforts vers le développement d'un moteur turbocompressé. Et le chant du cygne de la CVT dans le sport automobile a retenti en 1993 : après que l'équipe de Formule 1 Williams a testé une voiture CVT et obtenu de très bons résultats, la Fédération internationale de l'automobile a strictement interdit l'utilisation de transmissions à variation continue dans les grands sports.

DAF 600 - le premier stock-caréquipé d'un variateur

Accidentellement ou non, mais c'est dans les années 1990 que la CVT a commencé son entrée dans l'industrie automobile de masse et continue sur cette voie jusqu'à ce jour. De plus, les ingénieurs ont déjà partiellement réussi à résoudre le problème de compatibilité avec des moteurs puissants. Dans tous les cas, CVT travaille maintenant avec succès avec des moteurs dont le retour dépasse largement la barre des 200 ch. Avec. Ce n'est que le début !

Les variateurs sont différents types- Courroie trapézoïdale, chaîne et même toroïdale. La courroie trapézoïdale est la plus utilisée, nous allons donc considérer le principe de fonctionnement d'une transmission à variation continue à l'aide de son exemple. Et ce principe est extrêmement simple. Le variateur à courroie trapézoïdale se compose de deux poulies entre lesquelles la courroie est tendue. Chacune des poulies, à son tour, se compose de deux cônes se faisant face avec des extrémités pointues. Les cônes peuvent se déplacer et s'écarter, modifiant le diamètre de travail le long duquel la bande se déplace. Lorsque les cônes se rapprochent, la ceinture est poussée vers l'extérieur, c'est-à-dire qu'elle se déplace le long d'un diamètre plus grand et lorsqu'elle s'éloigne, elle se déplace le long d'un diamètre plus petit. En conséquence, la tâche principale est effectuée - un changement de rapport de vitesse en douceur sans nécessiter de commutation physique.

En raison des particularités de sa conception, le variateur ne peut pas fournir de mouvement inverse, par conséquent, pour le mouvement de la voiture en marche arrière CVT utilise des mécanismes supplémentaires. Par exemple, un engrenage planétaire.

Théoriquement, la CVT est la transmission idéale. En pratique, cependant, il présente de sérieux inconvénients.

L'électronique omniprésente est responsable du fonctionnement du variateur. Dans son département se trouve également la gestion des transmissions. Oui, oui, il existe de telles CVT, mais, comme nous le comprenons, ces transmissions sont exclusivement virtuelles, programmées par des ingénieurs pour résoudre des problèmes spécifiques directement liés aux caractéristiques du moteur et but commun auto.

Une douceur idéale, un appétit modéré et un prix comparable au "automatique" classique - tels sont les principaux avantages du variateur. Cependant, tous sont sérieusement menacés par les lacunes de la CVT, qui empêchent toujours la transmission à variation continue de revendiquer le leadership parmi les "machines automatiques". Tout d'abord, il s'agit d'un service et d'une réparation coûteux. Le variateur nécessite le remplacement d'une huile de transmission spéciale (et donc coûteuse) tous les 40 à 50 000 kilomètres, et tous les 100 à 150 000 kilomètres, une courroie peut devoir être remplacée. De plus, vous devez savoir qu'une voiture avec une CVT ne peut être remorquée que le moteur en marche (seulement dans ce cas, la pression nécessaire est créée pour assurer la lubrification et l'engagement fiable de la courroie avec les poulies), soit par partiel ou complet Chargement en cours.

Cependant, des difficultés de remorquage surviennent également dans les voitures avec transmission automatique classique. Si, pour une raison quelconque, la dépanneuse n'est pas arrivée, mais que vous devez remorquer la voiture, il suffit de suivre quelques règles simples :

Remorquer la voiture avec le moteur en marche ;
maintenir la vitesse ne dépassant pas 40 km / h;
essayez de ne pas conduire plus de 40 à 50 km à la fois;
faites des arrêts de 15 à 20 minutes tous les 40 km.

Épilogue
Chacune des transmissions automatiques a ses propres avantages et inconvénients caractéristiques. Cependant, avec le temps et le développement de la technologie, les problèmes avec les "machines automatiques" deviennent de moins en moins évidents. Pas un seul mécanisme ne peut être idéal, mais les ingénieurs se sont toujours efforcés de se rapprocher de leur objectif chéri et s'efforceront encore plus loin. Qui sait, peut-être qu'à l'avenir, il y aura des conceptions alternatives de transmissions automatiques - fiables, économiques et peu coûteuses - et elles seront destinées à remplacer les boîtes dont nous avons parlé dans cet article.

L'un des existants actuellement transmission automatique toujours mieux? Hélas, il est impossible de répondre sans ambiguïté à cette question, mais si l'on suit les tendances de l'industrie automobile, il est aisé de constater que les constructeurs considèrent les boîtes de vitesses robotisées à deux embrayages comme les plus prometteuses. Les CVT occupent la deuxième position et les "machines" classiques deviennent apparemment obsolètes et ne se développent donc pas très activement.

Mais, nous pensons que le choix de la transmission doit également être basé sur la classe de la voiture et sur qui et combien la conduira. Si vous préférez un style de conduite calme, alors la classique "automatique" vous triplera, et si vous aimez la conduite rapide et agressive, nous vous conseillons de faire attention aux cases présélectionnées. À mode sport leur «cadence de tir» peut rivaliser avec la vitesse d'un vrai pilote de voiture de course. Et pour une petite voiture, un «robot» ordinaire ou un variateur conviendra parfaitement.

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