Boîte robotisée double embrayage : leur fonctionnement

Plan de l'article :

Principe de fonctionnement : les grandes lignes
Deux demi-boîtes ?
Deux embrayages mais un seul volant moteur ?
Plusieurs systèmes de double embrayage ?

Embrayage à sec
Embrayage humide multidisque

Les boîtes double embrayage commencent à devenir très courantes en France, mais que se cache-t-il derrière cette technologie ? Est-elle plus proche d'une boîte mécanique ou d'une boîte auto à convertisseur ? Essayons de découvrir ensemble son principe de fonctionnement tout en vulgarisant au maximum le concept, car le but est de comprendre sans avoir à se tirer les chevaux.

Voici la boîte (une version longitudinale) et en dessous, de manière isolée, les deux embrayages

On voit ici les deux embrayages en coupe imbriqués l'un dans l'autre. L'un des deux est au centre et le deuxième en périphérie (ici des embrayage multidisque, d'où leur épaisseur accrue)

Principe de fonctionnement : les grandes lignes

L'idée générale du système à double embrayage est finalement très commune et plutôt simple ... Pour pouvoir rendre le passage des rapports ultra rapide, les ingénieurs se sont dit qu'ils allaient mettre deux boîtes (ou plutôt des demi boîtes, afin d'éviter d'avoir des vitesses doublonnées qui ne serviraient à rien) et deux embrayages ! Pas bête finalement, car si on double le système on a alors deux boîtes qui travaillent en même temps. Du coup, pendant que l'une est en prise avec le moteur l'autre s'occupe de passer tranquillement le prochain rapport. De ce fait, il n'y a plus à attendre au moment des passages puisque le travail de changement est fait par avance. Dans le cas d'une boîte robotisée simple embrayage, on doit attendre que le système change le rapport entre le passage des vitesses, ce qui met donc un certain temps (débrayage, désengagement du rapport en cours, engagement du nouveau rapport et enfin embrayage de ce dernier). Ici, quand on passe la vitesse, la demi-boîte 1 (on l'appellera comme ça ...) passe le relais à la deuxième demi-boîte : ce qui se résume donc à un passage de relai entre les deux disques d'embrayage : l'un se décolle alors que l'autre (qui a déjà sa vitesse enclenchée) se plaque contre le volant moteur.

Chaque demi boîte a ses propres rapports. Une s'occupe des vitesses paires et l'autre les impaires (sachant aussi que l'une des deux doit s'occuper de la marche arrière). Chaque embrayage (à sec ou humide, voir plus bas) est en prise avec une demi-boîte, ce que l'on ne voit pas clairement ici. L'arbre central à droite des embrayages est constitué en fait de deux arbres qui "s'emboîtent" façon poupées russes. Chacun est lié à l'une ou l'autre demi boîte.

Deux demi-boîtes ?

Il faut savoir que chacune d'entre elle est conçue avec des rouages similaires aux boîtes mécaniques, pareil pour les boîtes robotisées à simple embrayage. Je précise cela car sur les boîte auto à convertisseur, les engrenages n'ont pas la même manière de fonctionner (conception et disposition différentes, voir ici), et c'est encore différent sur les boîtes CVT à variation continue qui n'ont quant à elles pas d'engrenage.

Voici deux types d'architectures. En général on choisira l'une ou l'autre selon le positionnement de la boîte, à savoir en transversal ou longitudinal.

Arrivée aux alentours de 2020, ce nouveau type de boîte double embrayage utilise une manière de conception plus intelligente pour réduire les pièces internes mobiles ... Plus d'infos ici

Deux embrayages mais un seul volant moteur ?

Vous le savez certainement déjà, l'embrayage vient se coller sur le volant moteur, qui représente le lien avec les cylindres en mouvement. Cependant, dans le cas d'une boîte à double embrayage, comment se peut-il qu'il y ait deux embrayages alors qu'on ne dispose que d'un seul volant moteur sur lequel se plaquer ?
Et bien ils se superposent pour être tous les deux en face de ce fameux volant moteur. Selon le rapport engagé, ce sera l'un ou l'autre embrayage qui sera mis en contact avec ce dernier.
On verra cependant que cette problématique est moindre avec les embrayages multidisques qui sont contenus dans une sorte de cloche, qui elle-même se fixe au volant moteur.

Plusieurs systèmes de double embrayage ?

Si le principe est commun à tous les systèmes, leur disposition n'est pas la même comme vous pouvez le constater sur les schémas du dessous.

Embrayage à sec

Voici un système qui répartit les embrayages de part et d'autre du volant moteur en noir. Je rappelle cependant que les illustrations sont simplifiées. Que les spécialistes le prennent bien en compte et ne viennent pas crier au scandale si un détail manque ...

Ce système avec deux embrayages du même côté.

Embrayage humide multidisque

On reprend exactement le même principe que précédemment sauf qu'on a ici pour chaque "demi-boîte" un empilement d'embrayages qui baignent dans de l'huile, d'où le nom d'embrayage humide.

Ici on a deux arbres qui peuvent chacun se lier à la cloche qui intègre les multidisque (les contours sont délimités en gris foncé). Cette cloche est liée au volant moteur par un engrenage que j'ai tenté de faire apparaître en gris et qui pénètre dans une encoche du volant moteur (qui est en bleu). Nous sommes ici sans prise, aucun des embrayages n'est enclenché et l'auto ne peut avancer

Cette fois l'embrayage de l'arbre rouge est embrayé grâce à un mécanisme hydraulique qui va faire pression sur les "couches de plateaux" (embrayages et freins)

Le volant moteur à gauche et la cloche du multidisque à droite

Illustrations de source Volkswagen. On peut remercier au passage le groupe allemand de diffuser des documentations précises sur ses transmissions, chose que les autres ne font pas forcément ...

Pour les autos au moteur plus puissant, il faut généralement employer un dispositif d'embrayages humides multidisque. Chaque disque d'embrayage est ici composé de plusieurs disques qui se resserrent les uns contre les autres pour embrayer.

En haut embrayages humides multidisque et en bas la version plus classique et économique à embrayages simples secs

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