Enfin, j'ai pu avoir des infos sur le
fonctionnement de la boite de tranfert
J'ai du coup appris qu'il y avait 2 générations de BT
La version à chaine et la version avec pignon.
Finalement, GTH avait fait une bonne approche du sujet et j'avais apporté un bon complément quoiqu'un peu faux dans mon raisonnement.
Par contre, j'ai découvert une chose que personne n'a parlé.
Vous verrez également comment la BT gère la différence de diamètre des roues entre pont AV et AR.
BMW X3 : un nouveau concept de transmission intégrale , l'xDrive
La nouvelle transmission xDrive, développée par MAGNA STEYR Powertrain, n'assure pas seulement une meilleure traction dans des conditions de roulage difficiles mais, grâce à la répartition variable du couple entre les essieux avant et arrière, elle maximise en même temps le comportement routier du véhicule.
La distribution de base du couple entre les essieux avant et arrière est respectivement de 35 et 65% sur les premières génération à 40/60% sur la dernière. Le concept du xDrive se rapproche du système Haldex, mais ce dernier est électro-hydraulique et accouple jusqu'à maintenant l'essieu arrière.
L'élément clé du système xDrive est logé dans la boîte de transfert : il s'agit de l'embrayage multidisques piloté par l'électronique gérant la transmission du couple aux roues avant en fonction des besoins, en l'espace de quelques millisecondes (l'essieu arrière est en prise permanente). Dans les situations extrêmes, il est ainsi possible de dissocier entièrement les deux essieux ou bien de les lier à 100%.
Cette liaison rigide correspondant alors au différentiel inter-ponts de tractions intégrales conventionnelles. La fonction du blocage des différentiels inter-roues est remplie par le DSC à l'aide d'une intervention électronique sur les freins : si une roue se met à patiner sans transmettre du couple, elle est freinée. Le différentiel intégré au pont envoie alors automatiquement plus de puissance à la roue du côté opposé.
Pour améliorer la réactivité, avant que les roues se mettent à patiner, la transmission
xDrive analyse le souhait exprimé par le conducteur grâce, par exemple, à l'enfoncement de l'accélérateur et identifie les situations de roulage dans lesquelles la transmission intégrale est utile.
De plus, la transmission fait appel à toutes les informations recueillies par le système de contrôle de stabilité DSC (ESP). Ainsi, par exemple, le capteur de lacet saisit la rotation du véhicule autour de son axe vertical, alors que le capteur de l'angle de volant renseigne sur le braquage du volant. En y rajoutant les informations sur la vitesse du véhicule obtenues par les capteurs de la vitesse de rotation des roues, l'information sur l'accélération transversale et sur l'état de
fonctionnement du moteur, le
xDrive peut reconnaître très tôt la situation de roulage momentanée dans laquelle se trouve le X3 et, donc, procéder à une répartition optimale du couple entre les essieux avant et arrière.
xDrive : quelques exemples de gestion de la motricité
Au démarrage, dans des conditions de roulage normales, l'embrayage multidisques est presqu'entièrement fermé jusqu'à une vitesse d'environ 20 km/h et assure ainsi une motricité maximale pour démarrer. Puis, le système assure une répartition continue entièrement variable du couple entre les essieux avant et arrière, en fonction de la situation donnée.
Sur un revêtement glissant en côte, par exemple sur la neige, l'effet de blocage entre l'essieu avant et l'essieu arrière évite qu'une roue ne se mette à patiner. Le DSC ne doit, de ce fait, intervenir sur la gestion moteur ou sur les freins que lorsque les conditions routières deviennent difficiles, afin d'adapter la transmission du couple à la situation. De plus, l'effet de blocage réduit nettement le risque qu'une roue ne perde sa force de guidage latéral ou longitudinal.
En virage, la modification rapide de la répartition de la puissance réduit la tendance au sous-virage ou au survirage. Si, en virage, l'arrière de la voiture essaie de se dérober, le xDrive solidarise plus fortement les disques de l'embrayage envoyant ainsi plus de puissance vers les roues avant. Les roues arrière peuvent établir une force de guidage latérale plus importante, la voiture se restabilise. Ce n'est que si la répartition modulable du couple ne suffit plus à lui seul pour écarter le risque de survirage que le contrôle dynamique de la stabilité DSC entre en action.
Si le X3 tend à sous-virer, le xDrive mesure cette tendance grâce aux informations fournies par le DSC et la contrecarre en réduisant le couple transmis à l'essieu avant. Ainsi, dans une situation extrême, le véhicule peut se transformer en une pure propulsion. Le système maîtrise sans peine les transferts de masse abrupts : alors qu'un minimum de 200 millisecondes s'écoulent entre l'enfoncement de l'accélérateur et l'établissement correspondant du couple moteur, l'embrayage multidisques n'a besoin que de 100 milllisecondes pour s'ouvrir ou se fermer totalement.
XDRIVE GENERATION 1
Le coupleur xDrive est apparu chez BMW en 2004 sur le X3, puis sur le X5 lors de son premier relifting. C’est un dispositif mécanique intégralement piloté par l’électronique. Mais son originalité tient aussi de sa position dans la chaîne cinématique. Le constructeur munichois, fidèle à son image de spécialiste du véhicule à propulsion ne déroge pas à la règle en montant le coupleur vers les roues avant, un concept unique jusqu’à l’arrivée de la dernière Porsche 911 turbo et de l’Audi R8.
Le coupleur est logé dans la boîte de transfert en sortie de boîte de vitesses. Arbres de sortie de boîte de vitesses et de transmission vers l’essieu arrière sont donc reliés ensemble de façon permanente. Un embrayage multi-disques est monté de façon coaxiale, disques à cannelures extérieures sur l’arbre d’entrée et intérieures vers le pignon de sortie. Une chaîne permet le décalage axial pour le montage de l’arbre de transmission vers le pont avant. L’embrayage est maintenu ouvert grâce à des ressorts de type rondelle Belleville. La commande de l’embrayage est réalisée par un actionneur rotatif électrique à courant continu. Il est muni d’une came sur ses deux faces axiales où viennent s’appuyer deux galets, chacun fixé à l’extrémité d’un levier. La rotation de l’actionneur écarte les deux leviers. Ces deux pièces sont en contact entre elles par un ensemble de billes roulant dans leur rampe. La rotation d’un levier par rapport à l’autre crée ainsi une poussée axiale qui vient plus ou moins comprimer l’embrayage multi-disques. Une part variable du couple moteur est transférée sur le pignon, la chaîne et l’arbre de transmission de l’essieu avant.
FONCTIONNEMENT DU XDRIVE
Le xDrive ne dispose donc pas d’un dispositif d’amplification de la force d’embrayage, il doit donc fournir de lui-même la totalité de la puissance sous forme électrique. En contrepartie, cette commande « sans intermédiaire » offre peut-être un contrôle plus fidèle du couple à transmettre, tant en quantité qu’en immédiateté.
L’embrayage est refroidi et lubrifié par un circuit d’huile. La pompe de type G-Rotor est entraînée par l’arbre central. Le circuit d’huile est simplifié au maximum, seulement une boucle entre la pompe et l’embrayage. Il n’y a pas d’échangeur de refroidissement. La capacité de refroidissement est donc faible, mais certainement suffisante pour ce type d’application.
Le xDrive est piloté par un programme électronique de transmission VGSG (VerteilerGetriebe- SteuerGerät) utilisant les données du contrôle de stabilité DSC via un bus CAN. Il peut ainsi faire varier le taux de transfert du couple vers l’essieu avant sans attendre un patinage des roues arrière. Ce mécanisme participe à l’équilibre dynamique du véhicule selon le style de conduite et le comportement du véhicule. Sur les modèles X3 et X5, la répartition du couple lors d’un comportement dynamique stable est de 40/60 entre les essieux avant et arrière. Il est à noter que ce rapport progresse progressivement en faveur de l’essieu arrière avec la vitesse jusqu’à passer en totale propulsion à partir de 180 km/h. En cas de survirage, un rapport de 50/50 est installé. A basse vitesse et en conduite sur sol à faible adhérence, ce rapport peut atteindre 65/35. Si ce taux de transfert n’est pas suffisant, le système DSC réduit la puissance du moteur ou freine les roues arrière selon les cas d’utilisation. En cas de sous-virage, BMW ne renie pas ses origines et le xDrive peut transformer progressivement et provisoirement le véhicule en total propulsion (0/100).
VOILA POURQUOI UNE DIFFERENCE DE DIAMETRE DE ROUE IMPORTE PEU
Le programme VGSG mesure aussi l’usure des disques grâce à un capteur de position à effet hall inséré dans l’actionneur et en prend compte pour chaque intervention. Le programme intègre aussi les différences de vitesse créées par des usures différentes des pneumatiques ou par la pose d’une roue de secours de plus faible diamètre. BMW annonce un temps de réaction de 100 millisecondes.
XDRIVE GENERATION 2
Le
xDrive installé début 2005 sur la Série 5, puis à la fin de cette même année sur la Série 3 marque l’arrivée de la 2me génération du système. Les évolutions correspondent à plusieurs objectifs :
- Réduction du poids des composants
- Amélioration de l'efficacité
- Réduction du bruit de fonctionnement
- Optimisation du comportement dynamique
Le changement le plus visible est le remplacement de la chaîne par un pignon intermédiaire. Cette modification influe favorablement sur le bruit de fonctionnement. Le carter, toujours en aluminium, gagne aussi en rigidité. La commande a aussi évolué. La double came d’actionnement des leviers est montée sur le carter, dans le même axe que le pignon intermédiaire. Elle est mise en rotation par l’intermédiaire d’un pignon entraîné par un nouveau moteur électrique à courant continu. Le poids de l’ensemble serait réduit de 2 kg. Le nouvel encombrement facilite le montage dans les berlines. Celles-ci ont enfin une hauteur identique aux versions « propulsion », ce qui n’était pas le cas avec la génération équipée du premier xDrive surélevant la caisse de 17 mm.
Les deux berlines disposent d’une répartition du couple de 40/60 à vitesse stabilisée sur bonne adhérence et les X3 et X5 de 50/50. Cette répartition peut varier de 0/100 à 100/0 selon le comportement dynamique souhaité et les conditions d’adhérence. Évidemment, 100% de couple vers l’avant signifie que l’embrayage est totalement fermé, que le couple moteur ne dépasse pas la capacité du xDrive et que les roues arrière sont toutes les deux sur un sol à coefficient d’adhérence de zéro, condition qui n’est pas rencontrée dans la pratique.
En espérant avoir fait la lumière sur cette mécanique intrigante.
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