Véhicule 2,3 l/100 km : 5 – Transmission,
performances
Transmission
Nous suggérons l’architecture
suivante pour un groupe motopropulseur transversal :
- Machine électrique de grand diamètre et faible épaisseur, coaxiale avec le vilebrequin du moteur thermique,
- Moteur thermique, couplé ou non au moteur électrique par un crabot sur cannelures (MT) à commande électromagnétique
- Double volant amortisseur en entrée de boîte de vitesses
- Boîte mécanique à 4 rapports sans marche arrière, à crabots à commande électromagnétique sur cannelures, à deux embrayages, dérivée et simplifiée des boîtes Volkswagen DSG6 et DSG 7.
Détaillons-la, dans l’ordre de la
transmission de puissance :
- Un crabot MT permet de solidariser en rotation (mode thermique ou mixte) ou non (mode électrique pur) l’arbre du moteur avec l’arbre primaire (ocre).
- Ce dernier porte un second volant localisé près du premier, ainsi que le rotor du moteur électrique, et 4 pignons menants correspondant aux 4 rapports de boîte.
- Ces 4 pignons engrènent sur 4 pignons menés fous (bordeaux) en rotation sur l’un des arbres secondaires A ou B .
- Les arbres A, B et de sortie (rose) sont concentriques
- L’arbre A peut être solidarisé en rotation avec l’un ou l’autre des pignons impairs suivant la position d’un crabot A sur cannelures.
- De même, l’arbre B peut être solidarisé en rotation avec l’un ou l’autre des pignons pairs suivant la position d’un crabot B sur cannelures.
- L’arbre se sortie (rose) peut être couplé avec l’un ou (exclusif) l’autre des arbres A et B. Il porte un pignon (rose) qui engrène sur la couronne du différentiel selon une disposition classique des boîtes pour moteurs transversaux.
Séquence
de fonctionnement depuis le démarrage, indépendante du ou des moteurs
utilisés :
- Frein de parking : rapports 1 et 4 sélectionnés par les crabots (à l’arrêt uniquement), et les embrayages A et B fermés
- Roue libre : les deux embrayages A et B ouverts
- Démarrage du véhicule : fermeture de l’embrayage A et aussitôt après, rapport 2 engagé. Le véhicule accélère.
- Changement de rapport 1 à 2 : Les embrayages permutent : A s’ouvre et B se ferme simultanément, le second rapport est en service, et aussitôt le rapport 3 est engagé.
- Changement de rapport 2 à 3 : Les embrayages permutent : B s’ouvre et A se ferme simultanément, le 3ème est en service, et aussitôt le rapport 4 est engagé.
- Changement de rapport 3 à 4 : Les embrayages permutent: A s’ouvre et B se ferme simultanément et aussitôt rapport 4 engagé.
- Les changements de rapport peuvent s’effectuer à plein couple. La machine électrique contribue aux mises à régime.
Commutation
électrique ou thermique :
- En règle générale, et notamment en circulation urbaine, cette commutation s’effectue à l’arrêt du véhicule.
- Si nécessaire, elle est aussi possible en fonctionnement.
- Passage en mode thermique : les deux embrayages ouverts, le moteur électrique ralentit et s’arrête, le crabot MT est fermé, le moteur électrique entraîne le moteur thermique qui démarre, les deux moteurs se synchronisent avec l’arbre de sortie, l’embrayage qui était en service précédemment se referme. Temps de l’ordre d’une seconde.
- Abandon du mode thermique : moteur thermique non alimenté, ouverture du crabot MT à couple nul entre les deux moteurs.
Performances finales
Les
performances maximum sont évidemment atteintes en mode mixte additionnant les
puissances des deux moteurs, en se rappelant que l’usage du moteur électrique
est limité à 10 minutes, ce qui n’est pas un inconvénient pour les
accélérations, toujours brèves, mais pourrait en être un pour la vitesse de pointe
si elle n’était pas limitée à 150 km/h
par le bridage du véhicule.
Accélérations :
Rapport de boîte
|
De 0 à …
|
Régime
|
Durée
|
2
|
70 km/h
|
4 400 t/min
|
6
sec
|
90 km/h
|
5 600 t/min
|
9
sec
|
|
3
|
100 km/h
|
4 000 t/min
|
11
sec
|
110 km/h
|
4 400 t/min
|
13,5
sec
|
|
130 km/h
|
5 200 t/min
|
18
sec
|
|
150 km/h
|
6 000 t/min
|
25
sec
|
Ces
accélérations se situent correctement par rapport aux véhicules d’entrée de
gamme actuels consommant (et donc émettant)
beaucoup plus. Elles sont parfaitement compatibles avec l’utilisation
courante.
Le
calcul permet aussi de compléter ce tableau en l’absence de bridage :
Rapport de boîte
|
De 0 à …
|
Régime
|
Durée
|
4
|
170 km/h
|
4 400 t/min
|
45
sec
|
200 km/h
|
5 600 t/min
|
1
min 30 sec
|
Il
est manifeste que ces dernières vitesses, presque partout illicites, ne
seraient atteintes que très lentement malgré l’apport électrique, avec un coût
plus élevé de plusieurs organes (pneumatiques, freinage…), et une consommation
beaucoup plus élevée résultant d’un point de fonctionnement thermique défavorable
ajouté au rendement de restitution électrique. On sortirait totalement de la
philosophie d’un véhicule vert.
