CVT et IVT

[Invité]

(Suite de la discusion au sujet des Overdrives)

CVT pour Continuously Variable Transmission. Le type de CVT mécanique qui s’est impose actuellement est le système à courroie trapézoïdale et poulies coniques de diamètre variable. Breveté en 1897 aux USA par H. C. Spaulding, ce dispositif fut d’abord utilisé sur des machines-outils, puis à partir des années 50 sur des vélos-moteurs (Mobymatic de Mobylette) et des scooters (DKW Hobby) ainsi que pour l’entraînement de compresseurs centrifuges (Mac Culloch VS 57) avant d’être popularisé par DAF sous le nom de Variomatic en 1958. Son ouverture atteignait 3,72. Cette transmission resta en production jusqu’en 1990 sur les Volvo 340 à moteur Renault 1,4 l – malgré une longévité des deux courroies d’à peine 40000 km. Fonctionnant à l’air libre, elle fut également montée avec succès sur deux Brabham-Cosworth de formule 3 qui remportèrent 2 victoires en 1967. Il avait été possible de préparer leurs moteurs pour en extraire le maximum de puissance sans se soucier de leur réserve de couple. [img]graemlins/azzangel.gif[/img]

Ce système a été fort perfectionné depuis puisqu’il est aujourd’hui capable de transmettre des couples de plus de 300 Nm grâce à une unique chaîne sous carter à bain d’huile (Audi Multitronic). Dès 1987, les fragiles courroies en « caoutchouc armé » avaient vu la concurrence d’une version métallique produite en série par Van Doorne Transmissie (VDT), composée de deux rubans sans fin et parallèles en acier enserrant quelque 300 pièces nommées cavaliers. Les flancs de ces cavaliers, usinés en V au même angle que les flasques des poulies, assurent le contact avec elles. Les cavaliers se poussent les uns contre les autres tout en étant contraints de suivre la trajectoire dictée par les rubans. C’est pourquoi cette courroie est dite travailler en poussée. Une Williams de F1, la FW15C, utilisant ce nouveau type de courroie, aurait officieusement battu le record du tour à Silverstone en 1993. Les CVT furent aussitôt bannies par la FIA pour l’année suivante.

Un autre système, dit toroïdal et dont l’invention serait due à un certain Charles Hunt en 1877, fut perfectionné par Frank Hayes dans les années 20 et repris vers 1930 par Austin et plus tard par General Motors. Des Austin 7 York furent équipées de cette transmission. Les recherches concernant ce principe reprirent en Grande-Bretagne dès les années 60 par Perbury, puis par Leyland et par BTG (British Technology Group) dont le département Torotrak se sépara en 1998.

La firme Torotrak a mis au point une IVT, c'est-à-dire une Transmission Infiniment Variable, grâce à une division de puissance par train planétaire. Le résultat est sensationnel: plus besoin d'embrayage ni de convertisseur, ça rampe progressivement de l'avant à l'arrière en passant par un "point mort engrené". Des licences ont été prises par les 3 plus grands producteurs mondiaux de transmissions : Getrag, Aisin AW (Equos), et ZF tout récemment. On escompte une production en grande série pour 2005 environ, et très bientôt sur des tracteurs agricoles.
Voir: http://www.revueautomobile.ch/de/art...013&rubrikID=3
www.torotrak.com

Pendant ce temps, Nissan monte une version semi-toroïdale (de Jatco) avec convertisseur pontable sur les Cedric, Gloria et Infinity (280 ch, 388 Nm) destinées au marché intérieur japonais. Ce n'est pas une IVT, mais une CVT uniquement car son ouverture est limitée à 4.36 alors qu'une IVT à une ouverture infinie grâce à une plage de démultiplication allant jusqu'à un rapport infini = arrêt total du véhicule.

Cordialement

[Invité]

En relisant mon texte, je me rend compte qu'il fait un peu pompeux !
C'est que j'ai copié-collé des fragment d'un monstrueux texte serpent de mer que j'ai pondu l'année passée au sujet des boîtes automatiques...
Bon, j'espère que ça ne vous empêchera pas de me répondre, les gars…

[Invité]

Pompeux non, pas à ce point là! Mais très pédagogique quoiqu'un peut trop technique pour moi et surement très intéressant. C'est fascinant cette IVT je suis allé lire l'article de la RA et c'est absolument incroyable. J'invite tout le monde à cliquer sur les liens dans le post d'Iguane: il y a une description pratique de l'IVT sur des parcours en route et tout-terrain sur des véhicules à fort couple et c'est fort

[Invité]

Bien joué Steph,

Tu peux envoyer copie de tes remarquables mails ci-dessus chez Getrag, Aisin AW, ZF, Ricardo, Koyo-Seiko, etc. Leur ingénieurs ne doivent pas avoir compris ça. Pour preuve:

http://koyo.ds-navi.co.jp/enu/tech/e...0e/160e_06.pdf

Salutations

[Emerson]

on se calme messieurs - L'un comme l'autre système a ses inconvenients et ses avantages - D'ailleurs ces systèmes ne sont pas nouveaux et ont été détournés de leur usage normal dans les machines outils - Henrui Ford lui même avait imaginé pour sa première automobile un système semblable, les moteurs de l'époque tournant a des régimes tres bas et pratiquement continus, il fallait bien trouver qq chose pour pouvoir avancer autrement qu'a la vitesse d'un cheval au pas - c'est pourquoi il avait pensé a une transmission avec deux disques l'un grand entrainant l'autre petit et dont la vitesse variait selon l'endroit ou il était sur la circonférence de l'autre - ce projet n'a jamais été monté (que je saches) sur une Ford mais l'a été sur une voiture francaise dont le nom m'échappe pour le poment mais que je retrouverais

PS: pour ce qui est du variomatic, les frères Van Doorne ont apporté qq chose d'innovant c'est la commande pneumatique qui a fait du vario la meilleure transmission pour petite voiture au monde - Pour ce qui est de la longévité des courroies, les dernières 66 et 340 avaient des courroies dites "kevlar" qui étaient garanties 100000 kms

[Invité]

Steph:
Le titre D'ingénieur n'implique pas nécessairement que ce sont des dieux qui ne font pas derreur.

Iguane:
Un diplôme d'ingénieur, comme tous les diplômes d'ailleurs, n'immunise pas contre la connerie, on est bien d'accord. [img]graemlins/dork.gif[/img]

Steph:
Les ingénieur de la Nasa on envoyer une sonde dans lespace, cette mission a raté parce qu'ils ont mêlé pied et mètre (systeme anglais vs systeme metrique.)
''Les ingénieur de doivent pas avoir compris ca! ''

Iguane:
Ah! Ca se peut… Quelle mission, précisément?
N'empêche qu'ils en ont quand même réussi qq-unes, de missions. [img]graemlins/thumb.gif[/img]

Steph:
Souvent on achete un brevet à une compagnie, non pas pour développer un produit, mais seulement pour empecher le concurent d'en faire un.

Iguane:
Pour ça il me semble qu'il faut un contrat d'exclusivité. Et il me semble aussi que ce n'est pas le cas ici.

Steph:
Et souvent la compagnie en question n'a jamais affiché l'ombre d'un profit.

Iguane:
Oui, et pour le moment la firme Torotrak ne fait pas de profit, au contraire puisqu'elle grille du pognon dans la recherche et le développement.

Steph:
Acquérir des produit nouveau est aussi une strategie marketing. Pour paraitre Up to date.

Iguane:
Je n'y connais rien à la stratégie du marketing, alors: no comment.

Steph:
D'ailleurs, à voir la maniere dont tu louanges torotrak, on pourrait croire que tu est actionnaire de cette compagnie!

Iguane:
Et à la manière dont tu dénigres Torotrak, on pourrait croire que tu roules – camouflé en jouant à plus con que tu n'es – pour un constructeur qui a loupé le bateau toroïdal…. [img]graemlins/firing.gif[/img]

Oh, à propos, pour ton analogie: le fonctionnement en division / recirculation partielle de puissance n'est utilisé dans l'IVT Torotrak qu'à basse vitesse du véhicule en forte réduction et en marche arrière. Et quelles sont les pertes dans un convertisseur hydrodynamique en phase de glissement au démarrage? Quelles sont les pertes dans une CVT à courroie métallique en démultiplication maxi? Quelles sont les pertes dans un embrayage qui patine lors du démarrage? [img]graemlins/azzangel.gif[/img]

Cordialement

[Invité]

Effectivement, Emerson (désolé, je n'ai vu ton message qu'après avoir posté le mien), au début de l’automobile, les puissances étaient faibles et l’on pu souvent appliquer une solution simple : le variateur à friction (aujourd’hui nommé CVT pour Continuously Variable Transmission) au moyen d’un disque entraînant une roue à angle droit.

La roue, en coulissant sur son arbre, permettait de faire varier progressivement le rapport de démultiplication, tant en marche avant qu’en arrière... En outre, en écartant le plateau, on débrayait. Le dispositif faisait d’une pierre quatre coups, car il remplissait les fonctions d’embrayage, de variateur, d’inverseur et de couple conique ! Il fut utilisé notamment aux USA par Carter, Lambert et Metz (dont la voiture était livrable en kit de 14 caisses !), en Angleterre par GFK, et en Suisse par Turicum dans les années 1906 - 1920.

Evidemment, une telle transmission est totalement hors de question dès que le moteur atteint une certaine puissance.

J'ai cru aussi que Lambert était une marque Française, mais j'ai vu une pub de l'époque et il est indiqué que la voiture était made in USA.
Merci pour l'indication des courroies kevlar garanties 100 000 bornes, je ne savais pas.

Cordialement

[Emerson]

- attention - les interventions prennent un tour "je veux absolument avoir raison Na!" qui ne me plait pas - modèrez le ton de vos interventions SVP merci [img]smile.gif[/img]

[size="1"][ 29 août 2002, 20:42: Message édité par : Emerson ][/size]

[Invité]

[img]graemlins/bounce.gif[/img] Mais non Emerson, on discute ardemment et je cherche à y voir clair, avec peut être un peu de provocation parce que Steph à l'air d'en savoir bizarrement beaucoup au sujet de Torotrak pour un gars qui pose les questions qu'il a posées à propos de sa 206 HDI…

En effet j'en ai lu pas mal au sujet des divers types de transmissions et je n'ai jamais vu une explication si didactique que la sienne à propos de la recirculation de puissance.

Il a raison, il y a effectivement recirculation de puissance en plage basse vitesses dans l'IVT de torotrak, c'est-à-dire qu'une partie du couple moteur est appliquée sur la couronne du train épicycloïdal et l'autre partie sur le planétaire. Ce dernier étant entraîné par le variateur, la fraction du couple sur le planétaire est recirculée, c'est-à-dire qu'elle pousse en arrière quand l'autre fraction pousse en avant. Mais la proportion du couple en recirculation dépend des nombres de dents respectifs de la couronne et du planétaire et elle donc petite.

La puissance en recirculation est maximum en vitesse maxi en marche arrière, puisque le variateur est alors en surmultiplication maxi et entraîne le planétaire à haut régime. Cette portion de la puissance du moteur décroît avec le changement de rapport du variateur, le passage progressif en marche avant et la prise de vitesse du véhicule. Elle cesse totalement au-dessus d'un rapport de démultiplication de 2 et il n'y a donc aucune recirculation de puissance dans la grande majorité des conditions de conduite.

On peut comparer le démarrage avec une telle IVT et avec un convertisseur hydrodynamique. On ne peut donner de chiffres précis de rendement car cela dépend de beaucoup de facteurs et notamment du type et de la grosseur du convertisseur. On peut seulement poser que le rendement est nul tant que le véhicule n'avance pas et qu'il croît avec l'accélération.

Néanmoins, une estimation basée sur l'équilibre en rampement / arrêt sur la rampe de 25% citée dans l'article donne clairement l'avantage à l'IVT car avec un convertisseur le moteur tournerait là plus vite que 1200 t/mn. "Au point mort engrené" il n'y aurait pas de rampement s'il n'était pas programmé électroniquement pour simuler un convertisseur et le moteur tournerait alors librement.

Ce n'est pas pour rien que la consommation en cycle CAFE au banc d'essai donne 19 à 20 % d'avantage à l'IVT par rapport à la Ford AOD (4 vitesses et pontage du convertisseur) avec le même rapport de pont. Bien sûr c'est dû en grande partie à l'énorme surmultiplication et donc au fait que le régime peut descendre très bas jusqu'à haute vitesse. Mais si le rendement était si mauvais à pleine puissance au démarrage et à basse vitesse, cela compenserait ceci et il n'y aurait pas ou guère de gain.

Une autre chose qui m'as fortement étonné est l'allusion de Steph au bilan financier de Torotrak. Je ne vois pas ce que ça a à voir dans une discussion technique, mais en tous cas ça montre que Steph sait l'anglais, connaît la comptabilité et est allé fouiller jusque dans les comptes de la société – ce que je n'ai pas fait car je n'y connais rien. Comme je l'ai mentionné Torotrak grille du cash, mais c'est normal et prévu depuis sa séparation de BTG.

Bien cordialement !