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28 avril 2009
Les boîtes CVT font la manchette
Les transmissions à variation continue gagnent en popularité
Presque tous ceux qui travaillent dans le monde de l’auto connaissent les boîtes de vitesses automatiques. En général, on reconnaît que les premières transmissions automatiques produites à la chaîne ont été proposées par General Motors à la fin de 1939. Mais si l’on fait un peu de recherche, on verra que les premières expérimentations à ce niveau ont été faites au début du vingtième siècle, à moins que vous acceptiez la théorie que Leonardo da Vinci avait fait un dessin qui ressemblait beaucoup à une transmission quelconque. En fait, ce dessin pourrait bien être l’ébauche de la transmission à variation continue.
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Ford s’est fié à la boîte ZF-Batavia.
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La boîte CVT fonctionne grâce à deux poulies à géométrie variable. (PHOTO : NISSAN)
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Lorsque Ford a lancé la Freestyle en 2005, on
pouvait y obtenir une boîte CVT.
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La Nissan Murano 2009 représente peut-être
l’application la plus efficace
de la boîte CVT.
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La boîte CVT fonctionne grâce à deux poulies à géométrie variable.
(PHOTO : NISSAN)
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Les transmissions à variation continue (CVT ou Continuously Variable Transmission en anglais) font de plus en plus la manchette. Alors que vous étiez occupés à comprendre et réparer ces Powerglide et Fordomatic à deux vitesses, puis les transmissions à trois, quatre et même cinqvitesses, certains constructeurs jouaient déjà avec le principe CVT. Parmi ceux-ci, il y a eu un tout petit constructeur hollandais, van Doorne Automobiel Fabriek (DAF) qui, en 1958, lançait la DAF 600, fort probablement la toute première auto de production à utiliser une transmission CVT. Ce ne fut pas un succès. Il faudra attendre à 1987 avant de voir, en Amérique du Nord, une autre voiture à boîte CVT, la Subaru Justy. Mais encore une fois, cette innovation mécanique ne fit pas l’unanimité.
En fait, un des plus importants constructeurs d’autos à vraiment s’impliquer dans la commercialisation de la boîte CVT est le Japonais Nissan lorsqu’il a lancé en 2003 son VUS multisegment Murano disponible seulement avec la CVT. Aujourd’hui, Nissan propose des boîtes CVT sur plusieurs de ses véhicules incluant la Murano récemment redessinée, l’Altima, la Maxima, le Rogue, la Sentra et la Versa.
D’autre part, on retrouvera des boîtes CVT sur certains modèles Audi, sur des modèles Chrysler comme les Dodge Caliber et les Jeep Compass et Patriot, sur la Ford Escape Hybrid (et sur les Five-Hundred et Freestyle du passé), sur les Mini de BMW, sur la Mercedes-Benz B200, sur certaines Honda Civic Hybrid, sur les Mitsubishi Lancer et même sur les Toyota Camry et Highlander Hybrides.
Qu’est-ce qu’une boîte à variation continue (CVT) ?
Comment peut-on décrire une boîte CVT ? Alors que la plupart des boîtes de vitesses automatiques fonctionnent grâce à des engrenages standard, la boîte CVT ne fait appel qu’à peu de pièces. En fait, les boîtes CVT actuellement en production utilisent le système de poulies variables combinées à une courroie d’acier pour fonctionner. La première est faite de deux « assiettes » inversées connectées au moteur. La deuxième poulie est aussi composée de deux « assiettes » inversées et variables qui sont combinées à l’arbre de transmission. Ces deux poulies sont reliées par une « courroie » faite de petits maillons de chaîne inter reliés ou de fines plaques d’acier très résistant montées sur des bandes d’acier (certains constructeurs comme GM ont expérimenté des bandes de caoutchouc résistantes sur ses autos et VUS Saturn mais ce fut un échec qui a obligé GM à se retirer de cette technologie). Lorsque la poulie « motrice » (combinée au moteur) écarte ses moitiés inversées, la « poulie de sortie » (celle connectée à l’arbre de transmission) resserre les siennes pour conserver la tension de la courroie. Lorsque le régime du moteur augmente, la poulie motrice voit ses moitiés (assiettes) s’éloigner alors qu’à l’opposé, la poulie de sortie voit les siennes se refermer. Au départ, alors que la poulie motrice a des moitiés refermées et que la poulie de sortie a les siennes éloignées, la transmission est considérée en rapport inférieur (low). Au fur et à mesure que le régime du moteur augmente, les moitiés inversées de la poulie motrice s’éloignent, celles de la poulie de sortie se rapprochent et la transmission passe en « grande ». Mais vu qu’il est question de poulies qui se séparent ici, vous comprendrez qu’il n’y a pas d’engrenages.
La boîte CVT est comme une transmission automatique qui aurait quelques 60 à 80 rapports. En ce qui a trait au mouvement des poulies, leurs moitiés peuvent s’éloigner ou se rapprocher par pression hydraulique, force centrifuge ou ressort de tension. C’est le même principe que l’on retrouve sur des perceuses à colonnes, certains tracteurs, des scooters, les motoneiges et les quads. Mais ces véhicules ou outils utilisent une courroie de caoutchouc Les autos, comme nous l’expliquions plus haut, ont des courroies à pièces d’acier.
Quels en sont les avantages ?
Donc, si les boîtes automatiques ont si bien fonctionné depuis les cinquante dernières années, pourquoi passer à la CVT ? En fait, les preuves sont faites que la CVT économise beaucoup de carburant comparativement aux boîtes de vitesses automatiques traditionnelles. Elles y arrivent en faisant appel à la courbe maximale du couple de moteur avec le moins de friction possible. La boîte CVT produit le moins de friction tout simplement parce qu’il y a moins de pièces en mouvement. Ses « rapports » de vitesses sont presque infinis donc elle est plus économique. Et vu qu’il n’y a pas de « changement de vitesses » mécaniques, on n’y sentira pas de coups saccadés. Les accélérations seront linéaires et constantes. Évidemment, certains conducteurs se sentiront dépaysés sans ces mouvements traditionnels. Par conséquent, certains constructeurs ajoutent une forme de changements perceptibles à leurs boîtes CVT afin qu’elles réagissent un peu comme une automatique courante.
La conduite d’une voiture avec CVT
La conduite d’une voiture avec CVT demande une certaine forme d’adaptation. Pour la plupart des conducteurs habitués à une boîte automatique conventionnelle, la conduite d’une auto avec CVT sera une expérience toute nouvelle. Le son du moteur ira en montant, mais ne retombera pas comme il le fait avec une automatique pour reprendre par la suite. Lors des dépassements, le conducteur qui met son pied au plancher entendra le régime du moteur s’élever sans cesse jusqu’à ce qu’il relâche lui-même l’accélérateur. S’il ne le fait pas, l’auto ira de plus en plus vite jusqu’à ce que le limiteur électronique la bloque.
Est-ce fiable ?
Comme toute pièce mécanique courante, la boîte CVT peut connaître des pannes. Mais jusqu’ici, la plupart des études auprès des consommateurs démontrent que les boîtes CVT sont relativement fiables. Mais il semble que leur application est plus efficace sur les petites voitures que sur les grandes, ce qui explique pourquoi Ford n’a pas reconduit l’utilisation de la CVT de ses Five Hundred et Freestyle à moteur de 3,0 litres lorsque ces autos ont été transformées en Taurus et Taurus X avec des moteurs de 3,5 litres plus puissants. Soulignons que la chaleur est le pire ennemi de la boîte CVT, ce qui explique le besoin d’huiles spécifiques à ce type de boîte de vitesses. Un des plus importants manufacturiers de boîtes CVT est le Japonais JATCO qui fabrique ce genre de boîte pour Chrysler, Nissan et Mitsubishi. Ford compte sur les produits ZF-Batavia. Cependant, il faut s’attendre à ce que, sous peu, plusieurs autres véhicules et manufacturiers de boîtes CVT viennent s’ajouter à l’actuel groupe qui se fie à cette nouvelle technologie.
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