Le retour du convertisseur de couple : pourquoi cette ancienne technologie fait son grand retour dans le segment des performances

Aperçu

Le convertisseur de couple, élément clé des transmissions automatiques, a connu un regain d'intérêt et de développement ces dernières années. Ce livre blanc explore l'évolution, les avantages et les applications potentielles du convertisseur de couple dans les transmissions automobiles modernes. Nous approfondissons le contexte historique, les défis rencontrés par les premiers convertisseurs de couple et la manière dont les progrès technologiques ont résolu ces problèmes. En mettant l'accent sur l'efficacité, les performances et l'économie de carburant, cet article souligne comment le retour du convertisseur de couple remodèle le paysage des transmissions automobiles.

Introduction

Le convertisseur de couple, inventé il y a plus d'un siècle, avait été éclipsé par diverses technologies de transmission, telles que les transmissions à double embrayage et à variation continue (CVT). Cependant, grâce aux progrès réalisés en matière de conception, de matériaux et de systèmes de contrôle, le convertisseur de couple fait un retour convaincant en tant que partie intégrante des transmissions automobiles modernes.

Un convertisseur de couple est un accouplement fluidique qui transfère la puissance de rotation du moteur à la transmission dans un véhicule automatique. Il s'agit d'un accouplement hydraulique car il utilise la force du fluide pour transmettre la puissance, plutôt que des engrenages ou un embrayage. Le convertisseur de couple s’insère entre le moteur et la transmission et remplit la même fonction qu’un embrayage dans une transmission manuelle. Lorsque le véhicule roule, le convertisseur de couple permet d'isoler le moteur de la charge, ce qui signifie que le moteur peut continuer à tourner même lorsque le véhicule est à l'arrêt. Le convertisseur de couple est un dispositif complexe, mais il constitue un élément essentiel de la transmission automatique. Il permet à la transmission de changer de vitesse en douceur et efficacement, et contribue également à protéger le moteur contre les dommages.

Fonctionnement du convertisseur de couple

Le convertisseur de couple trouve sa place entre le moteur à combustion interne et la boîte de vitesses. Dans l'enceinte d'une transmission automatique, trois composants principaux peuvent être identifiés : le convertisseur de couple, la boîte de vitesses épicycloïdale (planétaire) et le module de commande électrohydraulique. Le vilebrequin du moteur à combustion interne est lié mécaniquement au convertisseur de couple. A l'intérieur de ce convertisseur, la puissance du moteur est transmise à la boîte de vitesses de manière hydrodynamique. Dans les cas où le convertisseur de couple reste déverrouillé, aucune liaison mécanique directe n'existe entre l'entrée (moteur) et la sortie (boîte de vitesses).

Fig 1 : Construction du convertisseur de couple

Source : x-engineer.org

Le convertisseur de couple possède par nature un rendement qui tend à être assez modeste. Cela est dû à son glissement perpétuel, engendrant une friction importante entre le fluide opérationnel (huile) et les constituants mécaniques (roue, turbine et stator). Le rendement connaît un nadir, tombant en dessous de 10 %, lorsque le rapport de vitesse se rapproche de 0, mais atteint son zénith, allant de 85 % à 90 %, lorsque le rapport de vitesse oscille autour de 0,85.

Pour augmenter l'efficacité du convertisseur de couple, une stratégie est utilisée selon laquelle, lorsque le glissement entre la roue et la turbine reste relativement minime, le convertisseur est effectivement verrouillé. Cet exploit est accompli à l'aide d'un embrayage de verrouillage, facilitant une liaison mécanique entre la roue et la turbine. Par conséquent, cette disposition élimine toute friction supplémentaire entre l'huile et les composants, permettant ainsi à la puissance du moteur d'être transférée mécaniquement à la boîte de vitesses.

L'activation de l'état de verrouillage se produit généralement dans les rapports supérieurs (au-delà du 2ème rapport) ou lorsque la vitesse du véhicule dépasse 20 kilomètres par heure. Pendant le processus de changement de vitesse, l'embrayage de verrouillage est délibérément placé en mode glissement pour contribuer à l'absorption des oscillations de la transmission.

Fig 2 : Convertisseur de couple – embrayage de verrouillage

Source : x-engineer.org

Le convertisseur de couple sert de mécanisme de couplage principal dans la majorité des transmissions automatiques épicycloïdales (AT), parallèlement à son application dans certaines transmissions à variation continue (CVT). Ses principaux attributs comprennent le désengagement automatique du moteur de la transmission à bas régime, l'amplification du couple et l'atténuation des vibrations (attribuées à la nature hydrodynamique du transfert de puissance).

Data Bridge Market Research analyse que le marché des convertisseurs de couple affichera un TCAC de 5,20 % pour la période de prévision 2022-2029 et atteindrait probablement une valeur estimée de 11,24 milliards à la fin de la période de prévision 2022-2029.

Pour en savoir plus sur l’étude, visitez https://www.databridgemarketresearch.com/fr/reports/global-torque-converter-market

Histoire de la boîte de vitesses automatique

Le pionnier derrière la création de la première transmission automatique (AT) était Alfred Horner Munro. Originaire de Regina, Saskatchewan, Canada, Munro a formulé le concept de la première transmission automatique en 1921, baptisée « Transmission de sécurité automatique » (AST). Cette invention révolutionnaire a été officiellement brevetée en 1923. Munro, issu d'une expérience professionnelle en tant qu'ingénieur de vapeur canadien, a exploité l'approche innovante consistant à utiliser la pression de l'air plutôt que le fluide hydraulique dans la conception de l'AST. Cependant, cette nouvelle approche présentait un inconvénient notable en termes de production d’électricité. Malgré cette limitation, l'AST présentait quatre rapports de démultiplication avant distincts. Il est important de noter qu’il lui manquait à la fois une marche arrière et un mécanisme de stationnement. L'invention pionnière a été reconnue lorsque General Motors a introduit l'AST sur le marché, en le présentant comme une mise à niveau optionnelle dans trois de ses modèles de véhicules – Oldsmobile, Cadillac et Buick – au cours des années 1937 et 1938.

General Motors a pris une décision cruciale en acquérant le prototype et les plans, marquant ainsi une étape importante dans l'histoire de l'automobile. Cela a marqué l'introduction de la première transmission hydraulique, bien nommée « Hydra-Matic ». À partir de sa production en 1940, General Motors a proposé l'Hydra-Matic en option au sein de la gamme Oldsmobile. Il s’agit de la première transmission automatique à être produite en série, créant ainsi un nouveau précédent dans le paysage automobile.

L’impact transformateur de cette innovation s’est étendu bien au-delà du domaine automobile. Au milieu de la Seconde Guerre mondiale, en 1942, l’activité des usines automobiles est passée de la fabrication de voitures à la production de chars et de véhicules militaires. Remarquablement, ces machines militaires étaient équipées de la transmission Hydra-Matic, soulignant l'adaptabilité et l'importance de cette avancée technologique dans divers contextes.

Au lendemain de la guerre, pendant la période d'après-guerre, la demande de véhicules équipés de la transmission Hydra-Matic a considérablement augmenté. C’était une époque caractérisée par la popularité croissante de cette technologie de transmission. À ce stade, les trois quarts des ventes de véhicules de General Motors étaient équipés de l'option Hydra-Matic, renforçant ainsi son succès retentissant et sa profonde influence sur le paysage automobile.

Fig 3 : Char M-5 Stuart avec transmission Hydra-Matic

Source : Experts en services automobiles

En 1948, la Dynaflow de Buick a marqué la première transmission hydraulique dotée d'un convertisseur de couple, dotée de deux vitesses avant et arrière. La multiplication du couple du convertisseur a rendu la configuration à 2 vitesses remarquablement puissante. Packard a introduit l'Ultramatic à 2 vitesses en 1949, suivi par le summum de General Motors, le Power Glide, en 1950. Le Power Glide reste une force dominante, toujours utilisée dans les voitures de course à haut carburant et de ¼ de mile, renforcée par des modifications pour une course optimale. application.

Figure 4 : Power Glide AT de General Motors

Borg Warner a fait un grand pas en avant en lançant la première transmission automatique à 3 vitesses dotée d'un convertisseur de couple verrouillable. Cette avancée s’est produite au milieu des années 1950. Au cours de cette période, une multitude de grands constructeurs automobiles, y compris des noms notables tels que Bentley, Lincoln, Ford et Studebaker, ont adopté les transmissions hydrauliques automatiques à 3 vitesses de General Motors comme choix standard.

De nos jours, les transmissions automobiles ont évolué pour englober des trains d’engrenages comportant jusqu’à 11 vitesses. Ces transmissions avancées intègrent une gamme de technologies sophistiquées, notamment des solénoïdes de commande électronique, des capteurs de vitesse variable et des systèmes de contrôle informatisés. La transmission à variation continue (CVT) constitue un exemple remarquable, caractérisée par une configuration à entraînement par chaîne hydraulique qui émule les attributs d'une transmission automatique. De plus, le paysage moderne des transmissions comprend un assortiment de configurations de transmission, telles que la traction avant, la transmission intégrale, les boîtes-ponts, les boîtes de transfert et les transmissions 4x4, reflétant davantage la diversité complexe de l'ingénierie automobile.

Figure 5 : Transmission CVT

Data Bridge Market Research analyse que le marché de la transmission à variation continue était évalué à 19,80 milliards USD en 2021 et devrait atteindre 31,56 milliards USD d'ici 2029, enregistrant un TCAC de 6,00 % au cours de la période de prévision de 2022 à 2029. En plus du marché des informations telles que la valeur marchande, le taux de croissance, les segments de marché, la couverture géographique, les acteurs du marché et le scénario de marché. Le rapport de marché organisé par l'équipe d'études de marché Data Bridge comprend une analyse approfondie d'experts, une analyse des importations/exportations, une analyse des prix, une consommation de production. analyse et analyse au pilon.

Pour en savoir plus sur l'étude, visitez, https://www.databridgemarketresearch.com/fr/reports/global-continuously-variable-transmission-market

Autres types de transmissions

• Transmission manuelle automatisée – AMT

La transmission manuelle automatisée (AMT) représente un système de transmission automatique utilisant un actionneur et un ordinateur de bord pour discerner les changements de vitesse appropriés en fonction du régime moteur. Dans le cas des AMT, un sélecteur est utilisé pour désigner le mode de conduite souhaité. Une fois activé, le conducteur peut simplement adopter une posture de conduite détendue, car l'AMT gère de manière autonome l'engagement de l'embrayage et les changements de vitesse. Le fonctionnement de l'AMT offre généralement une expérience fluide, même si une légère secousse perceptible peut être ressentie lorsque les rapports passent automatiquement lors des manœuvres de montée et de descente des rapports.

Fig 6 : Transmission manuelle automatisée – AMT

• Transmission à variation continue – CVT

La transmission à variation continue (CVT) représente une itération plus contemporaine des transmissions automatiques. Dans cette variante de transmission, les rapports de démultiplication subissent des ajustements continus en fonction de la vitesse du véhicule. Cette adaptabilité est obtenue grâce à un duo de poulies coniques, reliées entre elles par une courroie. La courroie modifie son diamètre en se resserrant ou en s'étendant en fonction du rapport de transmission requis dicté par des facteurs tels que la vitesse, le poids du véhicule, les pentes et les déclins. La particularité de la CVT réside dans son efficacité exceptionnelle. Il s’efforce de maintenir un régime moteur par minute (RPM) constant même lorsque le véhicule traverse une gamme de vitesses. Cette capacité à s'adapter en toute transparence aux conditions variables contribue à la réputation d'efficacité optimale de la CVT.

• Transmission à double embrayage/boîte de vitesses à changement direct – DCT/DSG

La boîte de vitesses à changement direct (DSG) ou transmission à double embrayage (DCT) est un système de transmission avancé qui utilise deux embrayages pour des changements de vitesse automatiques fluides. Les rapports sont organisés en deux groupes : impairs (1, 3, 5) et pairs (2, 4, 6), chacun contrôlé par un embrayage distinct. Cette configuration atténue efficacement la perte de puissance, ce qui la distingue des transmissions telles que l'AMT et la manuelle, car les vitesses restent pré-engagées et peuvent être rapidement déployées une fois les tours de vitesse nécessaires atteints.

La transmission DSG/DCT se distingue par ses performances raffinées et efficaces. Cette technologie trouve son application principalement dans les véhicules haut de gamme, où elle offre un mélange harmonieux de douceur de fonctionnement et d’efficacité optimale.

Avantages du convertisseur de couple

• Commodité : L'intégration d'un convertisseur de couple élimine le besoin d'un embrayage et d'un changement de vitesse, ce qui se traduit par une expérience de conduite marquée par la commodité. Les utilisateurs bénéficient d'un fonctionnement sans effort du véhicule, de démarrages sans tracas et d'arrêts en douceur
• Multiplication du couple : un convertisseur de couple excelle à fournir un couple substantiel lors de l'accélération. Cela se traduit par une accélération plus rapide et plus douce, améliorant ainsi les performances de conduite globales.
• Patinage infini de l'embrayage : contrairement aux embrayages manuels qui peuvent subir des dommages dus à un patinage prolongé, les convertisseurs de couple sont conçus pour tolérer des périodes prolongées de patinage sans conséquences néfastes. Cette durabilité permet un transfert de puissance efficace sans subir d'usure excessive
• Transmission plus froide : Le fluide enveloppant les composants mobiles dans le convertisseur de couple contribue à minimiser la surchauffe de la transmission. Cette caractéristique de conception entraîne une diminution des températures de transmission, améliorant ainsi la longévité et la fiabilité du système de transmission.

Inconvénients des convertisseurs de couple

Les convertisseurs de couple, tout en offrant plusieurs avantages, présentent également certains inconvénients :

• Faible rendement : les convertisseurs de couple souffrent intrinsèquement de pertes d'efficacité dues au couplage fluidique et au glissement, entraînant un gaspillage d'énergie et une réduction de l'économie de carburant, en particulier lors des accélérations et du fonctionnement à basse vitesse.
• Génération de chaleur : la dynamique des fluides au sein d'un convertisseur de couple peut générer une chaleur considérable, ce qui nécessite des mécanismes de refroidissement supplémentaires, entraînant une usure potentielle et des exigences de maintenance accrues.
• Réglage des performances limité : les convertisseurs de couple peuvent ne pas fournir le même niveau de contrôle précis de la puissance délivrée que certains autres types de transmission, ce qui peut affecter les performances dans les applications hautes performances ou spécialisées.
• Manque de connexion directe : contrairement aux transmissions manuelles ou à double embrayage, les convertisseurs de couple n'offrent pas de connexion mécanique directe entre le moteur et les roues, ce qui peut entraîner un retard dans le transfert de puissance et la réactivité.
• Complexité : les convertisseurs de couple sont constitués de composants complexes et d'une dynamique des fluides, ce qui les rend relativement complexes et potentiellement coûteux à fabriquer, à entretenir et à réparer.
• Entretien du liquide de transmission : les convertisseurs de couple nécessitent un liquide de transmission spécifique pour un fonctionnement correct, ce qui nécessite des changements de liquide périodiques et des problèmes potentiels liés au liquide s'ils ne sont pas correctement entretenus.
• Efficacité de verrouillage limitée : Bien que les convertisseurs de couple modernes intègrent des embrayages de verrouillage pour améliorer l'efficacité, il peut toujours y avoir un certain glissement résiduel pendant le verrouillage, ce qui a un impact sur l'efficacité globale.
• Capacité de remorquage : dans certains scénarios de remorquage lourds, les convertisseurs de couple peuvent avoir du mal à gérer efficacement la charge en raison du glissement inhérent et de la dynamique des fluides.
• Choc de transmission : L'engagement et le désengagement du convertisseur de couple peuvent parfois entraîner un « choc » ou une vibration notable lors des changements de vitesse ou des changements de vitesse dans certains cas.

Convertisseurs de couple modernes

• La fonction de verrouillage

Traditionnellement, les transmissions telles que la Powerglide, la Turbo 350/400 et la C4 adhèrent à la configuration conventionnelle sans blocage. Dans ces systèmes, le convertisseur est conçu comme un mécanisme de couplage fluidique, comprenant des composants essentiels, notamment la turbine, la pompe et le stator. La création initiale de la transmission à verrouillage visait à améliorer l’efficacité globale. Dans ce contexte, un embrayage intégré au convertisseur de couple est activé par la pression du fluide, un processus méticuleusement régulé par un solénoïde.

Dans le contexte des transmissions plus anciennes intégrant la fonction de verrouillage, son activation était généralement limitée au quatrième rapport. Le mécanisme impliquait le verrouillage du convertisseur sur l’arbre d’entrée à l’aide de l’engagement de l’embrayage, éliminant ainsi tout glissement potentiel. Cette intervention a apporté des avantages tangibles tels qu'une économie de carburant améliorée et une réduction des températures de transmission.

Cependant, les progrès contemporains ont redéfini le paysage. Les modèles de transmission modernes présentent un écart significatif par rapport à ces méthodologies traditionnelles. La mise en œuvre de la fonction de verrouillage a évolué à tel point que l'engagement est initié dès le deuxième rapport. Contrairement aux itérations précédentes, les embrayages de ces unités modernes sont activés progressivement, facilitant un couplage efficace du convertisseur. Au moment où le véhicule atteint la troisième ou la quatrième vitesse, le mécanisme de verrouillage est complètement engagé. Cette progression complexe rend l'aspect hydraulique du convertisseur pratiquement obsolète au cours de ces dernières étapes de fonctionnement.

• Embrayages multidisques

Les embrayages multidisques des convertisseurs de couple ont soulevé des questions quant à leur durabilité par rapport aux embrayages de transmission manuelle. Les embrayages humides sont généralement plus durables et un réglage approprié est crucial pour leur longévité. Un réglage expert peut prolonger la durée de vie des embrayages en fonction de l'utilisation du véhicule. Cependant, une pression excessive doit être évitée pour éviter une usure prématurée et une distorsion du convertisseur. Un capot avant en billette renforce les zones de verrouillage pour contrecarrer la flexion lors de l'application de puissance.

Le choix entre des embrayages multiples ou simples dans les convertisseurs est déterminé par les niveaux de couple du moteur. La capacité d'un embrayage de verrouillage dépend de facteurs tels que le coefficient de frottement, les dimensions de la surface de verrouillage, la force du piston et l'angle du cône. Le nombre de surfaces d'embrayage affecte directement la capacité de couple. Circle-D propose des options d'embrayage à un, trois et cinq disques, permettant aux utilisateurs de sélectionner la configuration appropriée en fonction de leurs besoins de conduite. Cette adaptabilité garantit des performances optimales du convertisseur adaptées aux exigences de conduite individuelles.

• Le Stator

Le stator, situé au cœur du convertisseur de couple, joue un rôle central en influençant à la fois le rendement et les vitesses de décrochage. Sa conception impacte directement ces caractéristiques. Sa fonction principale consiste à rediriger le fluide de transmission de la turbine vers la pompe, aboutissant à la multiplication du couple. La progression de la technologie et des pratiques de fabrication avancées a précipité des changements notables dans la conception des stators au fil du temps.

L'évolution de la technologie des stators est évidente, passant des stators d'origine à l'utilisation actuelle de stators en billettes entièrement usinés, fabriqués à l'aide de machines CNC à cinq axes. Cette transformation a donné lieu à des améliorations significatives des performances. En tirant parti de diverses options d'origine sur des plates-formes telles que 245 mm, 258 mm et 265 mm, des ajustements ciblés peuvent être effectués pour obtenir des résultats de performances exceptionnels. Cette expertise a permis d’affiner les configurations au fil des années. En outre, l’intégration de la dynamique des fluides computationnelle (CFD) dans les processus d’ingénierie a joué un rôle déterminant dans l’élaboration des dernières avancées en matière de conception de stators.

• Conception moderne du convertisseur de couple

En 2018, Circle-D Specialties, un acteur reconnu dans la conception de convertisseurs de couple hautes performances, a franchi une étape de transformation en intégrant le logiciel Computational Fluid Dynamics (CFD). Cette adoption a marqué un changement important, permettant à l'entreprise de concevoir des composants innovants et de révolutionner son approche.

L'introduction du logiciel CFD a non seulement facilité la création de produits pour de nouvelles transmissions, mais a également permis à Circle-D de réévaluer les anciennes unités, à la recherche de pistes d'amélioration. Cette technologie a permis la conception de stators et de convertisseurs sans recourir à des tests physiques sur les véhicules, ce qui témoigne de son potentiel.

Bien qu'ils ne soient pas nouveaux dans le secteur, les logiciels CFD ont toujours été adoptés par les grands constructeurs automobiles tels que General Motors et Ford. Ce qui est remarquable, c'est son adoption croissante par des entités du marché secondaire telles que Circle-D, qui l'exploitent pour le réglage virtuel. Cette approche rationalise le processus de développement, réduisant les coûts de recherche et développement et accélérant les lancements de produits.

En utilisant le logiciel, Circle-D obtient des informations sur la répartition de la pression, la dynamique des fluides lors du couplage du convertisseur et la multiplication du couple sur une gamme de transmissions, de deux vitesses à 10 vitesses.

Bien qu'au moment de la rédaction de cet article, Circle-D soit principalement utilisé pour les convertisseurs de couple à 10 vitesses, il prévoit de revoir l'ensemble de sa gamme de convertisseurs, dans le but d'optimiser la multiplication du couple grâce à des améliorations logicielles. Le potentiel du logiciel réside dans sa capacité à fournir un meilleur contrôle de la multiplication du couple, facilitant ainsi l'application ciblée d'une force et l'analyse numérique en temps réel.

Ce passage des méthodes traditionnelles d’essais et d’erreurs aux connaissances basées sur la simulation marque une progression significative dans l’industrie, avec le potentiel de changer la donne. L'incorporation du logiciel CFD est sur le point de fournir à Circle-D un avantage concurrentiel dans l'avancement de la technologie des convertisseurs de couple.

Fig 7 : Logiciel CFD

Source : Power Automedia

Convertisseurs de couple dans les voitures de performance

Explorer le rôle essentiel des convertisseurs de couple dans les transmissions automatiques hautes performances et leur impact sur l'accélération et le plaisir de conduire

Les convertisseurs de couple jouent un rôle crucial dans le domaine des transmissions automatiques, et leur importance est accrue lorsqu'ils sont appliqués aux véhicules hautes performances. Dans la quête d’une accélération supérieure, d’une réactivité et d’une expérience de conduite exaltante, les voitures hautes performances s’appuient sur des convertisseurs de couple avancés pour canaliser efficacement la puissance du moteur vers la transmission, se traduisant finalement par le mouvement des roues.

Comprendre le rôle complexe des convertisseurs de couple dans les transmissions hautes performances est fondamental pour apprécier les fondements technologiques qui permettent à ces véhicules de procurer des sensations de conduite captivantes.

• Transfert de puissance transparent :

Au cœur de la fonction d'un convertisseur de couple se trouve sa capacité à permettre un transfert de puissance fluide du moteur à la transmission. Lorsque le moteur génère du couple, il déclenche un écoulement de fluide dans le convertisseur de couple. Ce mouvement fluide sert de conduit pour transmettre la force de rotation à la transmission, facilitant le mouvement du véhicule sans transitions saccadées ou brusques. Dans le contexte des automobiles hautes performances, où une fourniture de puissance ininterrompue est primordiale, les convertisseurs de couple jouent un rôle central en garantissant une conduite fluide, en particulier lors d'accélérations et de changements de vitesse rapides.

• Fonctionnement automatisé de l'embrayage :

Un avantage distinctif des convertisseurs de couple est qu'ils éliminent le besoin d'un embrayage manuel conventionnel dans les transmissions automatiques. Pour les voitures hautes performances, où les changements de vitesse en une fraction de seconde sont essentiels pour des performances optimales, les transmissions automatiques avec convertisseurs de couple offrent des changements de vitesse rapides et précis sans nécessiter l'intervention directe du conducteur. Cet attribut améliore non seulement le confort, mais permet également aux conducteurs de se concentrer sur l'expérience de conduite, en particulier dans des scénarios impliquant des vitesses élevées ou des conditions de conduite intenses.

• Contrôle du rapport de décrochage :

Les convertisseurs de couple intègrent un rapport de décrochage qui dicte la vitesse de sortie de couple maximale du moteur lorsque le véhicule est à l'arrêt. Dans le contexte d’applications hautes performances, l’ajustement du taux de décrochage devient essentiel pour optimiser les caractéristiques de lancement. Le réglage fin de ce rapport garantit que le moteur atteint son couple maximal précisément lorsque le véhicule commence à bouger, contribuant ainsi à une accélération accélérée et à des performances de lancement supérieures.

• Incorporation d'embrayages de verrouillage :

Les convertisseurs de couple hautes performances contemporains intègrent fréquemment des embrayages de verrouillage. Ces embrayages s'engagent à des vitesses plus élevées, établissant une liaison mécanique entre le vilebrequin du moteur et l'arbre d'entrée de la transmission, atténuant ainsi efficacement l'effet de couplage hydraulique. Lors de l'activation de l'embrayage de verrouillage, le convertisseur de couple fonctionne comme une connexion mécanique directe entre le moteur et la transmission, réduisant ainsi la perte de puissance et augmentant l'efficacité globale. Cela s’avère particulièrement avantageux lors d’une conduite soutenue à grande vitesse, économisant du carburant et optimisant la transmission de puissance aux roues.

• Régulation de la température:

Dans les conditions de conduite exigeantes auxquelles sont généralement confrontés les véhicules hautes performances, les convertisseurs de couple jouent un rôle essentiel dans la régulation de la température au sein du système de transmission. La circulation du liquide de transmission dans le convertisseur de couple contribue au refroidissement du moteur et à la dissipation de la chaleur de la transmission elle-même. Ce mécanisme de refroidissement efficace joue un rôle central pour éviter la surchauffe et maintenir des performances constantes, en particulier dans des circonstances de conduite intenses telles que des séances sur piste ou une conduite animée sur des terrains difficiles. En préservant des températures de fonctionnement idéales, les convertisseurs de couple contribuent à la durabilité et à la fiabilité de la transmission, prolongeant sa durée de vie et maintenant des performances optimales sur des durées prolongées.

• Adaptabilité dans les rapports de démultiplication :

Les convertisseurs de couple offrent un certain degré d'adaptabilité dans les rapports de démultiplication, contrairement aux transmissions manuelles. Cette adaptabilité permet aux véhicules hautes performances d’exceller dans un large éventail de conditions de conduite. Qu'il s'agisse d'une accélération rapide à partir d'un arrêt ou d'une croisière fluide à haute vitesse, les convertisseurs de couple permettent à la transmission d'optimiser la sélection des rapports pour correspondre au résultat de conduite souhaité.

• Amélioration grâce au contrôle de lancement :

Certains véhicules hautes performances exploitent le potentiel des convertisseurs de couple au sein des systèmes de contrôle de lancement. Le contrôle de lancement optimise l'accélération à partir d'une position stationnaire en régulant la puissance du moteur et le patinage des roues. En gérant la délivrance du couple pendant le lancement, le convertisseur de couple assure une acquisition efficace de la traction, facilitant des mesures d'accélération impressionnantes et augmentant la cohérence du lancement.

• Rôle dans les transmissions à double embrayage et les solutions hybrides :

Bien que les convertisseurs de couple soient traditionnellement associés aux transmissions automatiques traditionnelles, ils jouent également un rôle dans les transmissions à double embrayage (DCT). Dans les configurations DCT spécifiques, des convertisseurs de couple sont intégrés pour améliorer la maniabilité et le confort à basse vitesse. Cette approche hybride allie la douceur et la convivialité liées aux convertisseurs de couple, ainsi que les changements de vitesse rapides et l'efficacité des DCT. En conséquence, les véhicules hautes performances équipés de DCT peuvent exploiter les avantages des deux mondes.

Voitures modernes avec convertisseurs de couple

• En 2018, Audi a lancé la RS5 Sportback 2019 équipée d'une boîte automatique conventionnelle à huit vitesses avec un convertisseur de couple au lieu d'une transmission à double embrayage. L'Audi RS5 Sportback 2019 est propulsée par un V6 biturbo de 2,9 litres développant 444 chevaux et 443 livres-pieds de couple. Son chef de projet Anthony Garvis a déclaré que la voiture est une grande routière et que les transmissions conventionnelles sont tout aussi rapides que les unités à double embrayage tout en abandonnant le comportement saccadé à basse vitesse.
• En 2021, BMW a lancé la M3 Competition qui était équipée d'un convertisseur de couple automatique régulier à huit vitesses, plutôt que d'une unité à double embrayage (DCT), conduite via un différentiel à glissement limité à commande électronique. Cela a déclenché le débat sur le retour des convertisseurs de couple dans les voitures de performance.

Le nouveau M3 est proposé au Royaume-Uni équipé du convertisseur de couple automatique ZF 8HP, qui en est maintenant à sa troisième génération et a été régulièrement développé depuis son introduction en 2009. Supprimez toutes les différences mécaniques internes et la distinction clé entre elles. (ou toute transmission basée sur un convertisseur de couple) et un DCT ou un manuel signifie que le couple est transmis du moteur aux engrenages par un accouplement hydraulique, le convertisseur de couple, plutôt que par un ou plusieurs embrayages.

De même, la Mercedes-AMG C63 S, la Porsche 911 Carrera S et la Jaguar F-Type R ont également adopté la transmission à convertisseur de couple, ce qui montre que de nombreux inconvénients et problèmes des convertisseurs de couple ont été résolus et connaîtront une augmentation. l'adoption.

Conclusion

En conclusion, la résurgence du convertisseur de couple dans le domaine des automobiles performantes marque un changement de paradigme remarquable dans l’industrie automobile. Ce livre blanc s'est penché sur les multiples raisons qui expliquent la résurgence de cette technologie apparemment archaïque et a mis en lumière les avantages nuancés qu'elle offre dans le contexte des véhicules de performance modernes. La capacité du convertisseur de couple à trouver un équilibre inégalé entre puissance délivrée, douceur et efficacité a attiré l'attention des ingénieurs et des passionnés.

Alors que les exigences de performances continuent d’évoluer, le convertisseur de couple a prouvé son adaptabilité en s’intégrant parfaitement aux groupes motopropulseurs hybrides et électrifiés, renforçant ainsi sa pertinence dans un paysage automobile en constante évolution. Sa renaissance n'est pas seulement un hommage à la tradition, mais un témoignage de l'esprit d'innovation qui fait avancer l'industrie.

La renaissance du convertisseur de couple souligne le fait que l'innovation ne nécessite pas toujours l'abandon de technologies éprouvées. Au lieu de cela, il met en évidence la sagesse de réinventer et d’affiner les solutions existantes pour relever les défis contemporains. La confluence d'une ingénierie de pointe et des principes intemporels de conversion de couple a ouvert la voie à une nouvelle ère de véhicules performants exaltants, efficaces et sophistiqués.

Alors que les constructeurs automobiles continuent d'expérimenter des conceptions de transmission innovantes, le renouveau du convertisseur de couple rappelle que le passé peut fournir des informations précieuses pour l'avenir. Son retour dans le segment des performances est un récit triomphal sur la façon dont l’histoire et le progrès peuvent s’entremêler, façonnant une expérience de conduite qui embrasse à la fois la tradition et l’innovation. En fin de compte, le retour du convertisseur de couple constitue une étude de cas convaincante sur la façon dont les anciennes technologies, lorsqu'elles sont revigorées avec l'ingéniosité moderne, peuvent se tailler une niche de premier plan dans la poursuite de l'excellence automobile.