Évolution des boîtes pour transmissions intégrales.

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Dural
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Évolution des boîtes pour transmissions intégrales.

Message par Dural »

Bonjour,

J'avais envie depuis un moment de vous présenter de façon exhaustive les différents types de transmissions intégrales en me focalisant principalement sur le cœur de la transmission : la boîte de vitesses. Depuis le Ur quattro jusqu'aux dernières évolutions en passant par ce qui se fait ailleurs. Désolé d'avance si ça semble chiant et pompeux^^

Donc commençons par celle qui nous intéresse pour la majorité d'entre nous : celle des premières quattro.

C'est la boîte de type 016 et c'est une évolution de la 016 qui équipe les T43/44 5 cylindres traction.
Le tour de force pour la conception de cette boîte a été de faire un minimum de modifications sur la boîte existante pour l'adapter à la transmission intégrale. Et pour cela, faire passer l'arbre de renvoi pour le différentiel avant au travers l'arbre secondaire devenu creux a été décisif.
Au niveau des carters, la seule différence est en partie finale de boîte puisque le carter de 5ème est prolongé par celui de différentiel central.
Entre version traction et quattro, les différences sont peu nombreuses et elles se limitent potentiellement à ce carter et à ce qu'il abrite et à l'arbre secondaire (plein ou intégrant l'arbre de renvoi vers le différentiel avant qui en est dissocié sur quattro).
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En rouge sur l'image, on peut voir le chemin emprunté par le couple moteur depuis l'embrayage vers les roues.
Il faut savoir que ce qui a été fait jusque là en transmission intégrale est bien différent : une boîte de vitesses transmet le mouvement à un différentiel central ou directement aux roues arrières et de là un renvoi (boîte de transfert) renvoie le mouvement à un différentiel avant indépendant.

Cette architecture a été utilisée jusqu'à l'Audi A4 B7 et les grosses Audi contemporaines avec, pour les boîtes manuelles, la 01A (qui remplace la 016 à partir de la B3) en BVM5 et la 01E en BVM6 suivies de leurs évolutions.
Le plus gros changement a été l'intégration d'un différentiel central autobloquant de type Torsen à partir de la 01A puis d'un Torsen C (répartition statique du couple de 40/60) sur les dernières 01E.

Suite à l'apparition de l'A5, l'architecture a sensiblement évolué.
En effet, pour améliorer la répartition des masses (qui souffre naturellement d'un surpoids en porte-à-faux avant), un gros travail a été fait pour pouvoir reculer un maximum le moteur.
La solution trouvée a été de déplacer le différentiel avant le plus en avant possible par rapport à la boîte et ainsi reculer le moteur d'autant -le différentiel avant étant obligé d'être dans l'axe des roues avant-.
Il en résulte qu'après avoir eu un "empilement" moteur-embrayage-différentiel-pignonnerie, on a désormais un "empilement" moteur-différentiel-embrayage-pignonnerie. Cela permet de reculer le moteur de 152mm. Le moteur est toujours en total porte-à-faux mais il embarque un peu moins le train avant en virage et ça améliore la protection piéton (plus d'espace devant et au-dessus du moteur).
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Comme on peut le voir ici sur la 0B4 d'Audi A5 (BVM6 quattro), l'arbre de sortie avant ne passe plus au travers de l'arbre secondaire mais sur le côté de la boîte car, pour pouvoir avancer le différentiel avant, il a été nécessaire de le désaxer et de le mettre du côté droit. la tulipe de sortie avant gauche voit son axe passer devant l'ensemble volant-moteur/embrayage.
Cela se rapproche énormément de ce qui se fait chez la concurrence (BMW X-drive par exemple) car ce sont des constructeurs qui adaptent une transmission intégrale à des véhicules propulsion qui ont des moteurs encore plus reculés que sur les dernières Audi.
Chez eux, le renvoi et le différentiel avant sont dissociés de la boîte et ce dernier est bien plus en avant par rapport à la boîte. C'est une architecture par boîte de transfert. C'est également le type d'architecture utilisée sur les versions à boîte automatique. ZF n'allant pas s'amuser à faire une version spécifique aux Audi quattro pour ses BVA, il a fallu adapter la transmission intégrale autour des boîtes proposées par l'équipementier, et ça dès l'Audi V8.
Ce qu'il en découle pour les BVM comme la 0B4, c'est une boîte bien plus lourde et encombrante qu'auparavant ainsi qu'une méthode de remplacement d'embrayage plus complexe.
La grosse évolution de cette architecture a été, à ce jour, l'ajout de plein de crabots qui permettent de désaccoupler l'arbre central et le différentiel arrière dans certaines phases de conduite afin de faire des économies de carburant (quattro ultra). Ce qui en fait définitivement des transmissions intégrales non permanentes.

Ça, c'était pour les architectures moteur longitudinales.

Pour les moteurs transversaux (TT et A3 en tête), c'est beaucoup plus simple et c'est ce qui est adapté dans beaucoup de transmissions intégrales.
C'est tout simplement de ne pas utiliser un différentiel central mais un visco-coupleur (comme le fameux Haldex de beaucoup de ces voitures). L'avantage de ce dispositif, c'est qu'on peut le placer où on veut entre la boîte et le pont arrière et que ça simplifie énormément l'architecture.
Ainsi, dans le groupe Volkswagen, seules les voitures à moteur longitudinal avant ont un différentiel central, TOUTES les autres ont un visco (Lambo et Porsche comprises).
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Ici, on peut voir en coupe une boîte de Golf 2 Synchro mais l'architecture principale de la boîte n'a pas changé depuis.
Un arbre de renvoi solidaire du corps de différentiel avant transmet le mouvement à un arbre de sortie qui envoi le couple au visco fixé juste en entrée du différentiel arrière. Le couple transmis aux roues arrières sera au mieux identique à celui de l'avant (visco totalement embrayé) et correspondra à un quattro classique avec embrayage central bloqué. Au pire, le couple transmis aux roues arrière est nul (visco totalement débrayé) et on est en traction. En fonctionnement normal, le visco patine plus ou moins selon la demande de l'électronique et débraie automatiquement au freinage. De par sa conception, c'est une transmission intégrale non-permanente puisqu'il existe des phases de fonctionnement où un train n'est pas relié mécaniquement à la boîte.

Après, pour les moteurs transversaux, l'architecture peut être complexe pour intégrer un vrai différentiel central.
Chez Mitsubishi qui a préféré cette option à un visco-coupleur, on obtient 4 arbres concentriques.
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Le différentiel central et situé comme celui d'une traction. Il renvoie le mouvement d'une part vers le différentiel avant et d'autre part vers le différentiel arrière via un arbre qui passe autour du différentiel avant. Sans oublier les sorties du différentiel avant qui tourne au milieu de tout ça.
Imaginez la complexité du truc, avec tous les roulements à aiguilles et les jeux de fonctionnement à respecter...

Chez Subaru, il s'agit d'une transmission qui se rapproche énormément des premières quattro (inspiration?) : l'arbre secondaire de boîte entraîne le différentiel central qui répartie le couple d'une part vers le pont arrière et d'autre part vers le pont avant via un arbre concentrique à l'arbre secondaire. La seule petite nuance est que l'arbre de sortie vers le pont arrière est dans l'axe de l'arbre primaire, ce qui implique un renvoi.
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Tout cela est exhaustif comme dit précédemment, je n'ai pas couvert l'ensemble des technologies employées chez tous les constructeurs.
LaurentV8
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Re: Évolution des boîtes pour transmissions intégrales.

Message par LaurentV8 »

Et bien, il se donne du mal, le p'tiot :)

Merci pour ces documents !
Spitman
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Re: Évolution des boîtes pour transmissions intégrales.

Message par Spitman »

Bravo...
A lire à tête reposée 😉
Hajbed
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Re: Évolution des boîtes pour transmissions intégrales.

Message par Hajbed »

Super post 🙂
Aimable
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Re: Évolution des boîtes pour transmissions intégrales.

Message par Aimable »

Dis donc, on pourrait coller tes recherches sur le portail, ca le ferait vivre un peu. Tu en penses quoi?
Dural
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Re: Évolution des boîtes pour transmissions intégrales.

Message par Dural »

Why not, c'est fait pour être partagé.
Mike KV
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Re: Évolution des boîtes pour transmissions intégrales.

Message par Mike KV »

Petite question débile en passant....mis à part le rapport de pont différent, est-ce qu'un différentiel avant de GT Quattro serait identique à celui d'un Coupé GT???

Est-ce qu'il suffit d'interchanger la couronne pour le rendre compatible??? J'avoue avoir du mal avec les appellations des boîtes (013, 016, 093....) :cry:

D'après ETKA, le "boîtier" du diff serait le même (pas le couple conique ni les internes bien entendu)
Dural
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Re: Évolution des boîtes pour transmissions intégrales.

Message par Dural »

Ho bin ça ne serait pas étonnant.
Une 093 de B2 traction (Passat-Santana comprises) est un mix entre le bloc cloche d'embrayage-carter de diff de la 016 de C2 et le carter de pignonnerie de 013 de B2 traction.
Mike KV
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Re: Évolution des boîtes pour transmissions intégrales.

Message par Mike KV »

Merci de l'info ;)
Aimable
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Re: Évolution des boîtes pour transmissions intégrales.

Message par Aimable »

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Merci Alex pour ce travail :)