FONCTIONNEMENT D’UN CONVERTISSEUR DE COUPLE
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Élément indispensable à la boite de vitesses, quelle est sa réelle utilité et son fonctionnement ?
Le convertisseur de couple ou convertisseur de couple hydraulique a pour but de raccorder l’arbre moteur du véhicule à la boîte de vitesses automatique. Cependant le fonctionnement de celui-ci reste bien différent des boîtes robotisées “simple ou double embrayage” (DSG/S-Tronic pour les moteurs transversaux et les DL 501 pour les moteurs longitudinaux montés en général sur les Audi A5, A7 et Q5).
Ce mécanisme peut être vu comme un embrayage étant donné qu’il peut démultiplier le couple lorsque les vitesses d’entrée et de sortie sont différentes. On pourra donc parler de démultiplication.
On utilise alors le terme “hydraulique” car toutes les pièces contenues dans le carter baignent dans de l’huile (en général la même utilisée pour la BVA sauf quelques exceptions).
Aussi, le convertisseur de couple peut isoler la boîte de vitesses par rapport à la source de puissance qui est dans notre cas, le moteur.
Cette dernière particularité permet au véhicule d’être toujours en marche lorsqu’il est à l’arrêt. On peut retrouver un convertisseur de couple hydraulique sur certaines boîtes CVT (comme la XTRONIC CVT que l’on retrouve sur la Nissan Qashqai par exemple ou bien la 722.8 que l’on peut retrouver sur la Mercedes Classe A et Classe B). A noter que toutes les boite CVT (à variation continue) ne possèdent pas forcément un convertisseur (multitronic par exemple appelée aussi techniquement 01J/0AN ou encore 0AW.
Vue éclatée d’un convertisseur de couple hydraulique :
Phénomène entre la pompe hydraulique et la turbine réceptrice :
Dès que la pompe hydraulique se met à tourner (entraînée alors par l’arbre moteur), avec la force centrifuge et les aubes incurvées, l’huile est propulsée vers l’extérieur. Cette force physique créée, est proportionnelle à la vitesse de rotation de la pompe.
La turbine placée en face, est également dotée d’aubes ou “façades” incurvées de manière opposée (sens inverse) à celles de la pompe pour pouvoir réceptionner l’énergie du fluide. La vitesse de rotation de la pompe hydraulique sera sensiblement toujours supérieure à celle de la turbine. Cette différence est due à la perte d’énergie entre les deux éléments.
Cycle du flux hydraulique :
On peut remarquer sur les images (ci-dessous), que la pompe hydraulique et la turbine réceptrice, possèdent des aubes incurvées vers l’extérieur mais aussi vers l’intérieur et positionnées dans le sens contraire.
De ce fait, le flux d’huile projeté vers l’extérieur par la pompe (1), est aspiré par la turbine qui redirige l’huile vers l’intérieur (2) de celle-ci pour pouvoir l’expulser à son tour, vers l’intérieur de la pompe (3).
Voir schéma ci-dessous : accouplement hydraulique
Rôle du stator/réacteur :
Afin de créer la conversion de couple, un stator est placé entre la pompe hydraulique et la turbine réceptrice. L’huile en provenance de la turbine réceptrice rentre en contact avec les aubes incurvées (à 90°) du réacteur ce qui va créer l’effet d’un bouchon qui va comprimer l’huile et accentuer la puissance du flux à l’intérieur du circuit pour ainsi créer, le couple.
Rôle de l’embrayage :
Pour combler la perte d’énergie entre les deux turbines et pour réduire la consommation d’essence/gasoil, un embrayage est associé à la turbine réceptrice. Celui-ci fait office de frein moteur.
Fonctionnement du convertisseur de couple :
1ère phase :
Lors du démarrage (levier de vitesse en position “P” ou “N”) ou lorsque le conducteur freine jusqu’à l’arrêt à un feu (en gardant le pied sur le frein) seule la pompe tourne.
2ème phase :
Lorsque le conducteur accélère, le moteur génère à la pompe hydraulique un plus grand nombre de tours par minute. Un bouchon va se créer au niveau du stator et va ainsi former un couple important et nécessaire pour que le véhicule puisse commencer à accélérer. La vitesse de rotation de la turbine réceptrice augmente en même temps que la vitesse de déplacement (celle-ci est connectée à la boîte de vitesses donc aux roues de la voiture).
3ème phase :
Lorsque le véhicule se déplace à une vitesse importante, les vitesses de rotations des deux turbines sont (presque) égales ; ainsi que leur couple (jusqu’à atteindre une certaine limite). C’est à ce moment-là que l’embrayage intervient. Il relie la pompe et la turbine l’une à l’autre, faisant en sorte que la transmission d’énergie ne se fasse plus par le flux d’huile.
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FAQ :
Quels sont les différents symptômes indiquant une anomalie au niveau du convertisseur hydraulique ?
Problèmes liés à la transmission :
Lorsque le régime moteur (lors du changement de rapport de vitesse généralement compris entre 2000 et 2500 tr/min) est anormalement élevé, cela signifie que le convertisseur de couple est endommagé.
En effet, la transmission de la puissance du moteur à la boîte de vitesses est moins efficace. De ce fait, le moteur doit monter dans les tours pour augmenter cette pression hydraulique (donc le couple).
Lorsque la quantité du liquide de transmission est incorrecte, c’est à dire en excès, cela entraîne des glissements au niveau des engrenages. Cela va produire une accélération plus faible et donc une consommation de carburant plus importante.
En conséquence, la qualité de l’huile de transmission (ATF) doit être contrôlée, car elle est aussi utilisée par le convertisseur hydraulique.
Problème de température :
Une chute de pression du fluide, peut entraîner une surchauffe (voir jauge de température sur votre tableau de bord) du moteur / boite sur votre véhicule.
Important : si un convertisseur surchauffe, sa capacité à transférer la puissance du moteur à la transmission ne sera pas optimale. Par conséquence, cela implique une faible accélération et une usure excessive des rouages internes de la transmission.
Vibration :
Si vous roulez entre 50 km/h et 70 km/h et si vous ressentez la sensation du rouler sur une chaussée dégradée cela signifie que l’embrayage, qui se situe à l’intérieur du convertisseur ne fonctionne pas correctement.
L’aiguille du compteur tours/minute peut également osciller.
Bruit :
Un convertisseur en panne peut générer des bruits de grincement plus ou moins importants (véhicule à l’arrêt ou en mouvement).
Que répare ou rénove-t-on dans un convertisseur de couple ?
Les différentes pièces usées en fonction des problèmes évoqués précédemment peuvent être réparées ou changées.
Ou bien, une vidange par flushing peut être faite, étant donné que le convertisseur hydraulique baigne dans la même huile (ATF) que la boîte de vitesses automatique.
Quelles entreprises occupent le marché des convertisseurs de couple ?
Valeo est l’un des fabricants au service de Ford, General Motors, Mazda, Subaru.
Nous retrouvons aussi Borg Warner, Jatco, Aisin AW, et LuK (équipementier pour Ford, General Motors et Hyundai).
La marque Allison équipe principalement les bus, et les engins de chantier (traitement des déchets, lutte contre l’incendie, travaux publics, engins militaires).
ZF Friedrichshafen, qui équipe également les bus est son principal concurrent.
Quel convertisseur de couple choisir pour son véhicule ?
Il existe de nombreux types de convertisseurs hydrauliques sur le marché. Votre choix se fera essentiellement sur deux critères : votre mode de conduite et le régime moteur de votre véhicule.
Si vous prenez un convertisseur dont le décrochage (moment où le changement de rapport de vitesse supérieure s’effectue) se fait à un régime moteur élevé ; pour une voiture d’entrée de gamme, il risque d’y avoir une surchauffe au niveau de la transmission automatique ce qui réduira la durée de vie de votre véhicule.
Par exemple, si vous possédez une boite de vitesses 4L40E, vous pouvez très bien choisir un convertisseur de couple dont le décrochage peut se faire aux alentours de 2200/2600 tr/min ou bien un autre où celui-ci se produit entre 2800/3200 tr/min. Cela dépendra du type de véhicule que vous possédez pour encaisser cette puissance (4x4 par exemple). Il existe des boites dépourvues de convertisseur de couple comme les DSG ou bien les 6DCT450 (GETRAG) ; celles-ci sont en revanche équipées d’un volant moteur.
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