- Innovation créatrice de nouvelles compétences
- Oui
- Innovation génératrice de nouvelles activités
- Oui
- Phase de développement de l'innovation
- Récemment commercialisé
- Date de création
- Date de mise à jour
En bref
L’hybridation d’un véhicule consiste à associer un groupe motopropulseur thermique avec un système électrique comprenant un ou plusieurs moteurs-générateurs.
L'idée générale de l'hybridation est de tout concentrer dans une boîte de vitesses électrifiée. Certains constructeurs automobiles n’a pas hésité à repenser totalement l’architecture full-hybrid, rechargeable ou non, pour qu’elle puisse être proposée à un coût adapté.
Une transmission à 4 rapports pour le moteur thermique et 2 rapports pour le moteur-générateur, pas d’embrayage ni de synchroniseurs, fonctionnement en parallèle ou en série, en tout thermique ou en tout électrique.
Les équipes de développement ont pu s’appuyer également sur l’engagement d'un constructeur en Formule1 avec propulsion par un groupe motopropulseur en hybridation parallèle.
- Innovation créatrice de nouvelles compétences
- Oui
- Innovation génératrice de nouvelles activités
- Oui
- Phase de développement de l'innovation
- Récemment commercialisé
- Date de création
- Date de mise à jour
Description détaillée
- Présentation de la boite de vitesses électrifiée.
Voici la vue d’ensemble du groupe motopropulseur avec le moteur thermique, les deux moteurs électriques, la boite de vitesses et l'actionneur de position parking.
Sur l'éclaté de la boite de vitesses, nous constatons que les arbres du moteur/générateur électrique et du moteur thermique sont concentriques. Les autres arbres sont parallèles.
- La cinématique interne à la boite.
La boite est divisible en quatre parties :
- Une boite à 4 rapports pour le moteur thermique comprend un arbre primaire (entrée) et un arbre intermédiaire.
- Un alterno-démarreur (machine électrique de faible puissance ici 25Kw) assure le démarrage du moteur thermique, la synchronisation des crabots de la boite et éventuellement la recharge de la batterie.
- Un moteur/générateur électrique de propulsion de 49KW et 205 Nm qui dispose de 2 rapports.
- Un arbre secondaire entraîne le différentiel via un pignon de descente.
- Le principe de synchronisation.
Tous les pignons sont à denture hélicoïdale. Les baladeurs sont dépourvus de synchroniseurs. Pour rappel dans une boite de vitesses conventionnelle, les synchros sont équipés de bagues de frottement qui égalisent les vitesses ce qui rend l’engrènement possible.
La fonction de synchronisation dans cette boite est assurée par une des machines électriques. L’alterno-démarreur synchronise les vitesses : il ajuste le régime de l’arbre intermédiaire (et donc du moteur thermique) au régime imposé par les roues via les engrenages. Une fois les vitesses égalées, il y a déplacement du baladeur.
- Exemple de rapports de boite.
La boite de vitesses électrifiée présente :
-
2 rapports et un neutre pour la partie électrique
-
4 rapports et un neutre pour la partie thermique
Soit au total 15 combinaisons de rapports, mais le constructeur ne les utilisera pas toutes car certaines sont mécaniquement impossibles et d’autres non pas d’intérêt.
- Le passage des rapports.
Les changements de rapports sont réalisés par des actionneurs électriques qui déplacent les baladeurs par l’intermédiaire de fourchettes.
Ces actionneurs possèdent des capteurs de position intégrés.
Actionneur A = Actionneur d’engagement 1-2 vitesses électriques
Actionneur B = Actionneur d’engagement rapports thermiques
Actionneur C = Actionneur de sélection 1-3 ou 2-4 vitesses thermiques
Le système comporte également 3 capteurs de positions des fourchettes. Ces capteurs utilisent les aimants qui sont sur les fourchettes pour déterminer la position.
- L’entretien.
Cette boite de vitesses est équipée d’une pompe à huile électrique munie d’un filtre.
Elle assure la lubrification en aspergeant les pignons et elle est commandée par le calculateur en réseau LIN dès que le véhicule est en mode « ready ».
Le niveau s’effectue par débordement (environ 1.8 litre).
Huile : GENUINE NFX 75W API GL4
| Diffusion sur le marché | Certains véhicules hybrides déjà commercialisés en grand nombre Par exemple : la majeure partie de la gamme des véhicules hydrides de marque Renault |
|---|---|
| Constructeurs concernés | Renault |
| Innovation engendrant des entretiens | Oui |
| Innovation engendrant des réparations | Oui |
| Types de réparations | Remplacement de l'huile Remplacement de composants constitutifs de la boite de vitesses Diagnostic de dysfonctionnements |
| Dispositif législatif en rapport avec l'innovation | Code du travail concernant la sécurité pour travailler sur les véhicules électriques ou hybrides (formations obligatoires sur la prévention des risques électriques des VE et VH afin de pouvoir être habilité ou averti). |
Méthodes et pratiques
L'entretien de la boite de vitesses se résume au contrôle du niveau d'huile, à la mise à niveau ou au remplacement de l'huile.
Les éléments internes à la boite de vitesses peuvent être remplacer, comme par exemple les pignons, les arbres et les éléments de crabotage. Les méthodes sont identiques à celles d'un boite de vitesses manuelle (Extractions/insertions des pignons, des roulements avec une presse ou outil d'extraction)
Les actionneurs de passage des rapports se remplacent avec lors du remontage, une procédure de repérage ainsi qu'un apprentissage des positions avec l'outil de diagnostic lors de la remise en service.
Les deux moteurs électriques peuvent être remplacés uniquement par un opérateur "habilité" à intervenir sur les véhicules électriques et hybrides en faisant au préalable une mise hors tension de la chaine de traction. Ils sont refroidis par eau donc l'intervention sur le circuit de refroidissement est nécessaire.
Le diagnostic des dysfonctionnements de la boite de vitesses sera identique à un diagnostic d'un système piloté classique avec les étapes suivantes :
- Valider le dysfonctionnement avec le client
- Recueillir les informations
- Emettre les hypothèses du dysfonctionnement
- Classer les hypothèses
- Vérifier les hypothèses en contrôlant le système
- Remettre en état et conformité
| Entreprises concernées aujourd'hui | Centres auto, Spécialistes, MRA, RA2, RA1, Equipementiers |
|---|---|
| Métiers concernés | Mécanicien-Technicien Auto |
Impact sur les compétences en atelier
Cette technologie a un impact sur les compétences en atelier.
Les compétences génériques pour l'ensemble des intervenants sont les suivantes:
- L'entretien peut être réalisé par un opérateur maitrisant les opérations d'entretien classique sur les boites de vitesses (niveau d'huile, remplacement de l'huile ...)
- Le remplacement des organes internes (pignons, arbres, commandes....), des actionneurs et des deux moteurs électriques nécessite des compétences requises chez un technicien.
- Pour réaliser le diagnostic, il sera nécessaire de connaitre le principe de fonctionnement de la la boite de vitesses et d'appliquer les règles et méthodes de diagnostic des systèmes pilotés.
Toutes ces taches doivent être réalisées en respectant les procédures d'entretien, de dépose/repose, de contrôles, de réglages, et d'opération électronique décrites par le constructeur
Afin de respecter les règles de sécurité, les interventions sur la chaine de traction électrique des VE/VH doivent être réalisées uniquement par un personnel habilitée et toutes les autres interventions (mécanique, carrosserie et circuit 12 V) doivent être effectuées par un personnel au moins averti.
Par exemple, la dépose de la boite nécessite une mise hors tension donc elle doit être réalisée par une personne "habilitée". Pour remplacer l'huile, la personne doit être au minimum "avertie"
À lire aussi dans la même section
La boite de vitesses connectée au GPS
La boite de vitesses "connectée" est en réalité une boite de vitesses automatique avec un programme de pilotage qui tient compte de données de navigation.
Ces données proviennent du GPS et permettent...
La boite de vitesses à double embrayage sec
Aujourd'hui l'offre en boîte de vitesses à double embrayage est de plus en plus grande. Le passage des rapports se fait de façon automatisé. Comme sur une boîte automatique, il n'y a pas de pédale d...
Le volant moteur bimasse ou double volant amortisseur
Le volant moteur bimasse ou double volant amorti est un volant d'inertie permettant d'obtenir un régime régulier sur un moteur thermique. Il permet également de filtrer ou d'amortir les vibrations et...
La boîte de vitesses automatique à 9 rapports.
Une nouvelle transmission automatique à neuf rapports, par le fabriquant allemand ZF, permettant plus de souplesse et d'économie de carburant.La nouvelle boîte de vitesses automatique de ZF marque une...