Résumé
Le choix
des rapports de transmission est déterminé à partir des zones de rendement
optimum du moteur dans les différentes circonstances d’utilisation. Cet optimum
amenant des rapports longs, l’agrément de conduite impose une boîte pilotée.
Dans la recherche de l’économie,
la transmission
a ici deux fonctions :
- Non seulement permettre l’utilisation du véhicule dans toutes les conditions de vitesse, de pente et d’accélération, comme d’habitude
- Mais aussi faire fonctionner le moteur dans sa zone du plan « Couple vs. Vitesse » apportant le meilleur rendement, contrairement à la pratique de la plupart des conducteurs de boîtes manuelles.
Les courbes de rendement
utilisées ci-dessous sont des courbes typiques estimées et construites par
l’auteur à partir des données du constructeur. Des différences sur la position exacte
de ces courbes ne changeraient pas la validité du projet, mais seulement les
rapports de transmission.
Les 4 réseaux ci-dessous sont
identiques en ce qui concerne la courbe de couple et les hyperboles
iso-puissance. Ils diffèrent par les couples requis
selon la déclivité et les km/h en abscisses,
paramètres qui dépendent du rapport de transmission.
Le quatrième rapport, à 40 km/h par 1 000 t/min,
très long, est celui de l’économie :
il doit maintenir dans la zone de rendement élevé les points de fonctionnement
usuels en mode thermique permanent compris entre 80 et 160 km/h, pour un régime
moteur variant de 2 000 à 4 000 t/min. Le point à 130 km/h est obtenu
à 3 250 t/min et 42 Nm, dans la zone de rendement optimum. Il maintiendra
cette vitesse sur une côte autoroutière de 2%, mais sans plus. Il ne permet pas
d’utiliser la pleine puissance du moteur, et la voiture sera
« molle ». C’est le rapport optimum à vitesse constante entre 90 et
130 km/h, occurrence très élevée sur route, voie rapide et autoroute.
Le second rapport, à 16 km/h par
1 000 t/min, est celui de l’accélération en conduite urbaine et péri-urbaine, dans la
plage de 30 à 90 km/h, correspondant à 1 900 à 6 000 t/min moteur. Il
permet aussi de gravir une pente à 12% sur toute cette plage, et même 14% entre
50 et 80 km/h. Sur terrain plat, l’accélération sera en moyenne de 1,3 m/sec²,
soit une reprise franche. A vitesse stabilisée, il est optimum pour des côtes
de 8 à 12% gravies à des vitesses entre 30 et 60 km/h., mais permet aussi 12% à
90 km/h au prix d’un moindre rendement. Il n’est optimum à vitesse stabilisé que
sur des côtes de 6 à 14% correspondant à
des routes de montagne.
Le premier rapport, à 8 km/h par 1 000 t/min,
est le rapport permettant le démarrage,
les manœuvres et les fortes déclivités, jusqu’à 30% à 44 km/h. Se situant
en général à faible couple moteur, il n’est pas destiné à être utilisé en
permanence, même en ville, d’autant que dans ce cas, le moteur électrique sera
privilégié.
Le rapport « adapté » pour avoir la puissance maximum (34
KW) à la vitesse maximum, serait de 31 km/h par 1 000 t/min et
permettrait 175 km/h, illicite en France sur la voie publique, en mode
thermique seul. Il conduirait à augmenter beaucoup la consommation, ainsi que
les coûts des pneumatiques et des freins. N’étant pas dans l’esprit du
véhicule, il n’est pas retenu.
La marche arrière est obtenue sur le premier rapport par inversion
du sens de rotation du moteur électrique. Les deux moteurs ayant le même
couple, maximum, la capacité en côte est identique à celle du premier rapport
en mode thermique, soit 30%, mais à vitesse plus réduite (19 km/h), ce qui n’a
aucun inconvénient.
Le calcul des accélérations de 0 à 100 km/h résultant du seul moteur thermique aboutit à :
- En mode économie, avec rapports intermédiaire limités à 4 000 t/min : 27 sec
- En mode performance, avec rapports inférieurs montés à 6 000 t/min : 16 sec
Elles permettent de rouler dans
un flux de circulation urbaine ou routière de façon normale, mais n’ont aucune
de prétention sportive. L’apport du moteur électrique permettra de réduire
significativement ces temps (message suivant).
Cette motorisation minimum
assortie de rapports longs en ferait un véhicule peu agréable à conduire sur
les deux rapports les plus longs. Ceci sera compensé de deux manières :
- Une boîte pilotée performante, dépourvue de « trous » d’accélération s’impose donc, pour rétrograder rapidement et efficacement chaque fois qu’une accélération sera nécessaire.
- L’apport transitoire du moteur électrique qui augmente de 50% la puissance disponible.
