Quelques mots à propos de la boite à vitesses DKG/DCT

[Paul]

Préambule : Cela fait quelques temps que je voulais réunir au sein d'un topic, différentes informations (puisées sur le net) au sujet de la boîte à vitesses/transmission DKG/DCT. Je n'ai pas beaucoup de temps à y consacrer et il y aura donc quelques approximations (erreurs ?) dans un premier temps mais si je ne procède pas ainsi... ce topic n'existera jamais 😅 Je laisse donc aux spécialistes le soin d'apporter les précisions/corrections qu'ils jugeront utiles.

Qu'est-ce qu'une transmission DKG/DCT et pourquoi est-elle si géniale ?

Tout d'abord, les puristes ne l'aimeront jamais parce qu'il ne s'agit plus d'appuyer sur une pédale et de changer de vitesse selon un schéma en forme de H. En revanche, elle vous permet d'aller plus vite en laissant un ordinateur contrôler les changements de vitesse à la place de vos bras et de vos jambes... mal coordonnés.

DKG est l'abréviation (allemande) de DoppelKupplungsGetriebe et DCT celle (anglaise) de Dual Clutch Transmission... soit une sorte TDE, d'abréviation (française mais inutilisée) de Transmission à Double Embrayage 😜

Comme elle dispose de deux embrayages, elle permet un "transfert" d'embrayage parfaitement synchronisé, l'embrayage du rapport en cours s'ouvrant au moment où l'embrayage du rapport suivant à engager se ferme. Elle est donc beaucoup plus rapide qu'une boîte de vitesses automatique classique.

Une transmission à double embrayage est une transmission dotée d'au moins deux embrayages, l'un pour les rapports pairs et l'autre pour les rapports impairs. Comme dans le cas d'une transmission séquentielle, pour passer les vitesses, il faut le faire dans l'ordre et il n'est pas possible d'effectuer un short shift (exemple : passer directement de 2 à 4).

Certains considèrent la DKG/DCT comme un type de transmission automatique puisque le conducteur n'appuie pas sur l'embrayage lors d'un changement de vitesse normal, tandis que d'autres la considèrent comme une transmission manuelle puisqu'elle n'utilise pas de convertisseur de couple et qu'elle fonctionne mécaniquement comme une transmission manuelle standard. Pour nous, c'est tout simplement génial.

Grâce au contrôle précis de l'embrayage de débrayage et de l'embrayage d'engagement du rapport suivant, réalisé par un ordinateur, il est possible d'obtenir une qualité de changement de vitesse proche de celle d'une transmission automatique classique. Plus important encore, il est possible d'obtenir des temps de changement de vitesse comparables à ceux d'une véritable transmission séquentielle de course en utilisant ce type de transmission beaucoup plus robuste, sans l'entretien insensé associé à une véritable transmission séquentielle (par exemple, l'usure des bagues de crabotage).

Les DKG/DCT ont également des "pertes parasites" similaires à celles d'une transmission manuelle, mais elles sont nettement inférieures à celles d'une transmission automatique conventionnelle en raison des avantages des pompes à la demande, de l'utilisation d'une lubrification par barbotage et de la réduction des pertes dues à la résistance de l'embrayage, puisque seuls deux embrayages sont utilisés.

Le conducteur moyen d'une boîte de vitesses manuelle classique passe les rapports en 500 millisecondes à 1 seconde (changements de vitesse verticaux, par exemple 1ère-2ème, 3ème-4ème, 5ème-6ème). 1 à 2 secondes pour les changements de vitesse horizontaux (2ème - 3ème, 4ème - 5ème, 6ème - 7ème) lorsqu'il n'est pas énervé. Les temps de passage peuvent varier en fonction de la distance entre les rapports, de l'ergonomie du levier, de l'âge de la boîte de vitesses (technologie et état de la synchro) et de l'agressivité du conducteur. Quoi qu'il en soit, un pilote de course professionnel met toujours entre 250 et 300 ms pour passer les vitesses dans ses meilleurs jours, en ligne droite et en se concentrant uniquement sur le passage des vitesses dans une voiture de course digne de ce nom, avec un volant d'inertie léger.

Une boîte de vitesses BMW DKG/DCT peut changer de vitesse n'importe où, au milieu d'un virage par exemple, sans perturber la suspension, en 50 ms environ. C'est encore plus rapide que les 150 ms nécessaires à une Ferrari Enzo pour changer de vitesse ! De plus, vous bénéficiez d'un rapport supplémentaire !

Si ces systèmes sont si performants, pourquoi ne les utilise-t-on pas plus souvent ? Ils nécessitent une architecture électronique qui est très coûteuse et difficile à mettre en œuvre. Dès l'usine, les contrôleurs DKG/DCT s'appuie fortement sur les messages CAN pour savoir ce qui se passe dans les autres modules du véhicule, tels que le contrôleur du moteur, les palettes de changement de vitesse de la pédale de frein, et bien d'autres encore.

Ces contrôleurs prennent ensuite en compte tous les facteurs externes et décide de la stratégie de changement de vitesse et de pression d'embrayage sur la base d'un ordinateur situé à l'intérieur de la boîte de vitesses. S'il manque des signaux CAN, la transmission peut facilement ne plus répondre comme elle le devrait et peut même passer en mode "limp". Mais tout va bien dans ce monde : le marché des pièces de rechange a trouvé une solution pour contourner les problèmes OEM trop lourds et trop compliqués. Il est possible de retirer le contrôleur embarqué de l'équation et le relier directement à quelques capteurs et aux solénoïdes de changement de vitesse à l'intérieur de la transmission.

À partir de là, le TCM (module de contrôle de la transmission), qui est monté dans la voiture comme n'importe quel ECU normal, peut contrôler le changement de vitesse en fonction de quelques signaux simples, tels que la position de la pédale d'accélérateur (0-5V), l'état de la pédale de frein et le régime moteur. Il est même possible de mettre en œuvre une pédale d'embrayage électronique 0-5V ou un levier de direction (comme sur un volant de F1) pour passer outre les embrayages DCT et effectuer des démarrages debout conventionnels, des coups d'embrayage et des burnouts !

Les calculateurs de rechange disponibles sur le marché ont plus d'avantages qu'une simple facilité de contrôle. Ils peuvent même permettre à la transmission de conserver plus de puissance. Le DCT de BMW peut généralement supporter un couple d'environ 450 pieds/livres (600 Nm) lorsqu'il est contrôlé par le TCU d'usine. Ce n'est pas mal, mais cette capacité est limitée parce que l'UTC d'usine limite la pression hydraulique que la transmission peut exercer sur les paquets d'embrayage. Si vous avez besoin d'une plus grande force de maintien, vous devez améliorer les paquets d'embrayage, ce qui peut coûter très cher. Pas d'inquiétude si vous produisez plus de couple que 450 ft/lbs (600 Nm), les contrôleurs du marché secondaire ont un atout dans leur manche. Ils n'ont pas besoin d'écouter les "limites" d'un technicien et peuvent augmenter la pression d'embrayage en toute sécurité, augmentant ainsi le pouvoir de maintien des embrayages comme le ferait un changement d'embrayage dans une transmission standard. L'augmentation de la pression hydraulique de l'unité de 😜commande de l'embrayage de deuxième monte peut rendre possible la tenue d'un couple de 700 pieds/livres (950 Nm) sur les embrayages d'usine. Avec des packs d'embrayage améliorés, plus de 1300 pieds/livres (1800 Nm) de couple ont été testés sans glissement. Dire que ces transmissions sont puissantes est encore un euphémisme.

Dans l'ensemble, la DCT vous offre des changements de vitesse rapides comme l'éclair, une puissance de maintien incroyable et la possibilité d'insérer des palettes dans votre voiture de rouille. Revenez pour le prochain chapitre de l'aventure DCT pour voir à quel point il est facile de l'installer dans votre voiture !

Le matériel.

La BMW 7-Speed DCT, alias GS7D36SG, se décline en quatre versions. Elles sont essentiellement identiques, à l'exception du rapport de démultiplication et des combinaisons de carters. Elles présentent toutes la même cannelure d'entrée, les mêmes filtres, le même carter d'huile et pèsent environ 175 livres. Pour mémoire, le carter d'embrayage est la partie de la transmission qui est fixée au moteur.

La première version de la GS7D36SG a été utilisée sur les modèles 135i 2009-2013, E9X 2008-2013 et Z4 E89 2008-2016. Le carter de cloche est la norme pour les moteurs BMW à 6 cylindres droits, et le démarreur est décalé sur le côté pour s'adapter à l'espace créé par les moteurs BMW à 6 cylindres inclinés d'un côté. À l'heure actuelle, il s'agit de l'option DCT la plus courante et la moins chère. On peut généralement les trouver entre 1500 et 2000 dollars sur eBay, voire moins dans certains parcs à ferraille si l'on marchande un peu. Cette version dispose d'un rapport supérieur de 1:1, similaire au populaire ZF 5 vitesses utilisé dans les modèles E36 et E46 pendant des années, ce qui en fait une excellente solution de remplacement. Elle dispose également d'un trépied de 105 mm de diamètre de boulon, alors que toutes les autres versions disposent d'un trépied de 110 mm de diamètre de boulon. Le tableau complet des rapports de vitesse peut être consulté ci-dessous.

Le deuxième DCT le plus courant est également le style à 6 cylindres inclinés avec le démarreur sur le côté. Il a été monté sur les modèles F80 M3 2012-2018, F82/F83 M4 2013-2019 et F87 M2 2014-2019. Ces modèles ont le même aspect que les modèles 135i/335i antérieurs et le même schéma de boulonnage du carter de cloche. Cependant, ils disposent d'un jeu de rapports de transmission plus long. Le rapport supérieur est de 0,671:1. Ces unités sont généralement plus chères, entre 3 000 et 4 000 euros sur eBay.

Les deux options suivantes sont dotées d'un carter différent, car elles sont montées en série sur les moteurs V8 BMW.

La première itération provient des modèles M3 E9X 2006-2013 et possède un rapport supérieur de 1:1, comme la transmission DCT des 135i/335i. Ils se distinguent par la partie du démarreur qui est placée juste en haut. Leur prix est généralement compris entre 1500 et 2000 dollars.

Sa cousine provient de la M5 F10 2010-2016 et de la série 6 F06/F12/F13 2011-2018. Cette version DCT présente un rapport supérieur de 0,671:1, comme la transmission de la M3 F80, et son prix est généralement compris entre 2000 et 2500 dollars. Le carter d'embrayage est le plus grand sur cette transmission, elle n'est donc pas souhaitable pour les échanges qui ont des tunnels de transmission et des baies de moteur étroits.

Tableau complet des rapports de transmission

Un rapport de pont en 3.91 ou 4.10 serait trop court pour avec une transmission DCT ?

Ces rapports de vitesse sont totalement impraticables pour une voiture de route utilisée au quotidien. En outre, ces rapports de vitesse nuisent à vos performances sur la route. Vous pouvez opter pour des rapports de 3,45:1 et 3,62:1 disponibles chez quelques fabricants de différentiels BMW comme KMP, Dinan, diffsonline.com...

Ces nouveaux rapports de vitesse plus courts modifient la façon dont l'embrayage s'engage et le régime auquel il s'engage ; un nouveau logiciel DCT sera donc obligatoire ! Pour maintenir l'engagement correct de l'embrayage, l'algorithme du logiciel DCT doit être révisé pour compenser les limites de couple plus agressives (plus élevées) basées sur la façon dont ces transmissions à double embrayage contrôlées électroniquement et actionnées hydrauliquement sont conçues et programmées par les équipes d'ingénieurs de Getrag et de BMW.

Si vous ne modifiez pas les paramètres de synchronisation de l'engagement réel de l'embrayage (dans le code du logiciel), la transmission DCT ne passera pas dans la zone de régime "idéale". (avec le rapport de démultiplication standard).

Sans cette révision cruciale du logiciel de la transmission DCT, les embrayages de la transmission DCT patineront plus qu'ils ne le devraient, entraînant une usure prématurée des embrayages. Cela finira par provoquer des problèmes de surchauffe de la boîte de vitesses, car la température interne de l'embrayage augmentera rapidement. Le refroidisseur d'huile DCT de série ne sera pas en mesure de dissiper la chaleur supplémentaire assez rapidement, et le logiciel de transmission DCT arrêtera la partie pour éviter des dommages irréversibles aux embrayages.

Il convient de noter qu'une nouvelle transmission DCT coûte beaucoup plus chère que le prix que vous payez lorsque vous commandez la voiture chez le concessionnaire. Au comptoir des pièces détachées, la transmission DCT à 7 vitesses + l'installation coûtent plus de 10000€.

Le rapport de 3,45:1 du marché secondaire aura l'impact le moins néfaste à long terme sur votre transmission DCT. Tout rapport plus agressif va entraîner une désynchronisation des embrayages par rapport à la plage d'engagement idéale qui a été programmée en usine dans l'ordinateur de la boîte de vitesses DCT.

En raison de la multiplication du couple par un rapport plus court, vos embrayages chaufferont plus rapidement (et patineront un peu plus) qu'ils ne le feraient normalement si la voiture était en stock. L'usure à long terme de l'embrayage de la boîte de vitesses augmentera, ce qui réduira sa durée de vie utile (ce qui entraînera une remise en état plus tôt que prévu). (ce qui entraîne une remise à neuf plus tôt qu'un embrayage DCT non modifié).

Il n'est pas possible de contourner ce problème, car le logiciel d'usine empêchera activement les embrayages de s'enclencher correctement avec un nouveau rapport de vitesse plus court monté après coup par le marché de l'après-vente. Il compensera du mieux qu'il peut dans une fourchette donnée, mais sachez que ces compromis font travailler la boîte de vitesses DCT beaucoup plus qu'elle ne le devrait pour s'adapter à ces nouveaux rapports. Le module de commande distinct de la transmission DCT (qui est encore plus difficile à déchiffrer et à reprogrammer que le module de commande de gestion du moteur d'origine) doit être reprogrammé pour corriger cette erreur de synchronisation de l'engagement de l'embrayage.

Contrairement à un embrayage manuel, un embrayage automatisé tel que celui de la transmission DCT de nos voitures est contrôlé par un logiciel. Ce logiciel est conçu autour des composants installés en usine. Si vous modifiez le matériel SANS MODIFIER LE LOGICIEL, l'ensemble du scénario d'engagement de l'embrayage ne se situe plus dans la plage idéale préprogrammée. Plus l'engrenage est court, plus l'engagement de l'embrayage est mauvais. (l'usure à long terme de l'embrayage et les éventuels problèmes de surchauffe dus au glissement de l'embrayage en sont le résultat).

 

La suite ultérieurement... si ça vous dit

[LeoPolo]

Top! Merci @Paul et oui, vite la suite de ce roman 👌

[teva]

Put... bravo explications claires même à ma portée boulot de fou merci

[Rastanikon]

Pas encore lu mais j'ai hâte, merci !!!

[KOOMICHRIS]

Géniale géniale çà vaut pas une trois pedales a l’ancienne 😛😝

 

Merci Paul super post 🤩

[JM33]

Une vraie bible ce forum !! 

Merci @Paul😉

Super intéressant (j'ai une DKG 😋) très bien expliqué et pas trop technique pour les non-initiés . 👍  

[M-Dias]

Magnifique 😍 quel belle explication 👍 

Eh oui la DKG une boîte merveilleuse ❤️❤️❤️

[Paul]

J'édite, j'édite pour ajouter des infos mais les journées ne sont pas assez longues 😅

[LeoPolo]

Il y a 5 heures, Paul a dit :

J'édite, j'édite pour ajouter des infos mais les journées ne sont pas assez longues 😅

Merci et vite la suite ! 😁👌🤣