La boîte de vitesse DSG

La boîte DSG , pour Direct Schalt Getriebe (ou Direct Shift Gear en anglais) est joliment dénommée boîte

robotisée à double embrayage en français.

Il s’agit en fait de deux boîtes de vitesses manuelles et de deux embrayages dans un seul bloc, commandées par

un système hydraulique et électronique.

Conçue par Borg Warner en 2003, la DSG fut la première boîte à double embrayage pour véhicules de série (Golf

4 R32 puis Audi TT 3.2), avec 6 vitesses (plus la marche arrière) et un principe de lubrification par bain d’huile

nécessitant un filtre d’aspiration, un radiateur à huile et des tuyauteries d’huiles sous pression dans le carter de

boîte. Pesant 93 kg elle accepte des moteurs jusqu’à 350Nm de couple. Elle est construite à l’usine de Kassel qui

produit 1500 unités par jour.

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Le principe

Le moteur entraîne deux embrayages concentriques, le système extérieur pour les rapports impairs (1, 3, 5) et la

marche arrière, et le système intérieur pour les rapports pairs (2, 4, 6). Le diamètre plus important du système

extérieur permet de gérer plus de couple. Les embrayages sont dans un bain d’huile (volume total de la boîte de

6,5 litres) et sont régulés par un système hydraulique dirigé par une électronique « intelligente » qui engage, en

prévision, le rapport directement supérieur à celui déjà engagé pour être prêt à changer en 8 millisecondes ! (A

titre de comparaison, la boîte séquentielle de la Ferrari F430 prend environ 60 millisecondes, et même 150

millisecondes pour la Ferrari Enzo…).

Par exemple, lorsque la voiture roule en 3ème, la 4ème vitesse est déjà engrenée mais pas encore embrayée.

Dès que le système électronique détecte le moment idéal du passage, l’embrayage associé à la 3ème s’ouvre et

l’autre se ferme, ce qui permet un passage quasi instantané entre les deux vitesses.

Le rétrogradage est par contre plus long (de l’ordre de 600 millisecondes) car le système a besoin d’ouvrir le

papillon des gaz pour accorder la vitesse du vilebrequin à celle de la boîte de vitesse (ce qui explique le plaisant

petit coup de gaz en rétrogradage du mode sport).

C’est le système Mechatronik qui constitue le cerveau de la DSG, équipé de capteurs, il intervient directement sur

le système hydraulique en tenant compte des vitesses des différents composants, des pressions atteintes, des

niveaux de sécurité à respecter. Il détermine les points de changement de vitesse en utilisant le principe de la «

logique floue » qui va réellement lui permettre d’apprendre le comportement individuel du conducteur et de

s’adapter progressivement à ses habitudes.

Le levier de vitesse ressemble beaucoup à celui d’une boîte de vitesse automatique classique, avec un bouton de

sécurité pour éviter le passage par inadvertance d’une vitesse inappropriée.

Les modes

P (pour Parking)

En position P, les deux embrayages sont ouverts, aucune vitesse n’est engrenée, et un verrouillage mécanique

est appliqué à la couronne interne de la boîte. Il est obligatoire de se mettre en position P pour retirer la clé de

contact.

N (pour Neutre)

La position N correspond à peu près au point mort d’une boîte manuelle, comme dans la position P, les deux

embrayages sont ouverts, aucune vitesse n’est engrenée, mais par contre la couronne n’est plus bloquée. C’est

la position à utiliser quand on s’arrête par exemple à un feu rouge, pour soulager la boîte. Il ne faut pas utiliser la

position N pour rouler en « roue libre » car cela provoquerait un défaut de lubrification de la boîte et une

surchauffe.

D (pour Drive)

En enclenchant la position D, la 1ère est engagée sur le premier arbre et l’embrayage est prêt à fonctionner et

simultanément, la 2nde est engagée sur le deuxième arbre mais l’embrayage reste ouvert. Quand le conducteur

relâche la pédale de frein, l’embrayage externe augmente la force de serrage et commence à transmettre la

puissance aux roues. En pressant l’accélérateur, la vitesse s’engage totalement et le véhicule accélère.

Quand le Mechatronik détecte le point de passage idéal, la 1ère est débrayée, la 2nde embrayée simultanément,

et la 3ème est déjà sélectionnée en remplacement de la 1ère. Ainsi de suite jusqu’à la 6ème vitesse.

Pour rétrograder, le principe est le même, avec le détail du « coup de gaz » déjà évoqué.

Par contre, la DSG peut outrepasser son fonctionnement classique si on écrase la pédale d’accélérateur ce qui

déclenche la fonction « kick down » et permet par exemple de passer directement de 6ème en 2nde (si les

conditions le permettent) pour une accélération violente.

Le mode D est prévu pour économiser le carburant et il passe les vitesses supérieures très tôt, schématiquement

la 2nde à 20 km/h, la 3ème à 30, la 4ème à 40, la 5ème à 50 et la 6ème à 60. Lors des premiers kilomètres, la

6ème passe même vers 50 km/h mais une conduite un peu sportive ou agressive sera enregistrée par le

Mechatronik et la 6ème passera plus tard (en fonction de chaque conducteur).

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S (pour Sport)

C’est un mode beaucoup plus agressif, la vitesse supérieure ne passe que lorsque le compte-tour arrive en limite

de zone rouge pour utiliser toute la puissance du moteur, et le rétrogradage est également plus précoce pour

utiliser le frein moteur. Sur la GTI, le mode S ne passera pas forcément la 6ème vitesse pour conserver la

puissance maximale.

R (comme Reverse)

Marche arrière tout simplement.

Mode manuel

En déplaçant le levier vers la droite quand il est en position D, la boîte DSG peut être contrôlée directement par le

conducteur, en poussant le levier vers l’avant pour monter un rapport ou en le tirant vers l’arrière pour tomber un

rapport. Ou encore en utilisant les palettes +/- du volant.

Mais la DSG passera quand même la vitesse automatiquement si le compte-tour arrive en zone rouge, ou si le

moteur risque de caler, et elle refusera de rétrograder si la vitesse demandée entraîne le compte-tour dans la

zone rouge (si vous êtes à 5000 t/min en 4ème et que vous demandez la 3ème, cela ne fonctionnera pas, ce qui

est tout de même logique, il est inutile de faire exploser le moteur).

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Palettes de changement de vitesse

Utilisées à la place du levier en mode manuel, elles peuvent être utilisées également en mode D ou S, pour

reprendre temporairement le contrôle. Par exemple pour rétrograder alors que vous êtes en mode D ou S, il suffit

d’appuyer sur la palette ″-″ (en respectant la limite de zone rouge) pour tomber un rapport. Le contrôle manuel

reste effectif pendant 10 secondes, ensuite la boîte reprend son mode initial.

Les sécurités de la DSG

Des capteurs à effet Hall (heu… si vous voulez mieux comprendre : http://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Hall ),

détectent la position du levier de vitesse, et transmettent l’information au Mechatronik, via le CAN Bus.

Le solénoïde permet de maintenir le levier bloqué en position « P » ou « N », en fonction de la position transmise

par les capteurs à effet Hall.

Quand le levier est en position « P », un capteur supplémentaire envoie l’information à l’unité de contrôle de la

colonne de direction, pour autoriser la mise en route du moteur.

Principe du blocage par le solénoïde

Levier en position « P »

Le solénoïde repousse la tige de blocage dans l’orifice correspondant à la position « P », le levier est bloqué dans

cette position.

Quand on met le contact, et qu’on appuie sur la pédale de frein, le solénoïde se contracte et libère le levier.

Levier en position « N »

Si le levier reste plus de 2 secondes en position « N », l’unité de contrôle déclenche le solénoïde qui vient bloquer

le levier dans cette position.

En cas d’urgence

Si le solénoïde reste bloqué, et conserve le levier de vitesse en position P, alors que vous mettez bien le contact

tout en appuyant sur la pédale de frein, il faut utiliser un tournevis fin, ou une tige, pour repousser manuellement

le solénoïde et libérer le levier. C’est une situation rarissime, mais le solénoïde peut tomber en panne, ou

l’alimentation ne plus se faire correctement.

Blocage de la clé de contact

Une sécurité empêche de retirer la clé du contact si le levier de vitesse n’est pas en position « P ».

Quand le levier est en position « P », le solénoïde n’est pas activé, et on peut librement couper le contact et

retirer la clé.

Si le levier n’est pas en position « P », le solénoïde repousse la tige qui bloque la rotation de la clé de contact, il

n’est pas possible de couper le contact et de retirer la clé. Dès, que le levier est placé en position « P », le

solénoïde retire la tige, le contact peut être coupé, et la clé retirée.

Blocage de la boîte en position « P »

Quand le levier de vitesse est en position « P », un loquet vient s’accrocher sur un disque cranté placé juste à

côté du différentiel empêchant toute rotation de la boîte, et des roues motrices.

Pour conclure

Les avantages de la boîte DSG sont : une économie de carburant (jusqu’à 20% en mode D), aucune perte de

puissance lors des changements de vitesse (fluidité, douceur et aucun à-coup), extrême rapidité de changement

de vitesse (8 millisecondes en montée), adaptation au style de conduite désiré (selon que l’on se trouve dans un

embouteillage (mode D) ou que l’on souhaite arriver plus vite à l’ouverture des pistes sur les petites routes de

montagne (mode S) ou encore que l’on souhaite prendre le contrôle en mode manuel).

Les inconvénients sont : un rendement mécanique plus faible qu’une boîte manuelle du fait de l’électronique et

des systèmes hydrauliques, des liquides de transmission onéreux et à changer régulièrement, un coût de

fabrication élevé, un temps de changement de vitesse assez long si le conducteur souhaite une vitesse qui n’a

pas été anticipée par le Mechatronik, un poids beaucoup plus important qu’une boîte manuelle et un plus grand

risque de panne du fait de sa complexité.

La DSG 7

Début 2008, la DSG 7 (avec donc 7 vitesses plus la marche arrière) est apparue pour les moteurs moins

puissants, jusqu’à 250 Nm de couple, pesant 70 kg et avec des embrayages à plaques sèches pour simplifier le

mécanisme, réduire la taille et le poids (plus que 1,7 litres d’huile), augmenter le rendement, et économiser le

carburant.

Le premier rapport est plus court pour favoriser de bons démarrages malgré l’utilisation de moteur de petite

cylindrée, et le septième rapport est vraiment conçu pour réduire la consommation de carburant et les émissions

de polluants et pour favoriser le confort acoustique.

Quelques chiffres

• 6,5 litres : volume d’huile de la boîte DSG 6 vitesses

• 93 kilogrammes : poids de la boîte DSG 6 vitesses

• 140 degrés (maxi) : température de l’huile entourant le module de commande (Mechatronik) de la boîte DSG 6

vitesses

• 226 collaborateurs sont occupés à la fabrication de la boîte DSG

• 300 CH : puissance du « plus gros » moteur actuel Volkswagen avec DSG

• 350 Newton-mètre : couple maximal des moteurs pouvant être combinés à la boîte DSG 6 vitesses Volkswagen

• 1.500 boîtes DSG 6 vitesses quittent quotidiennement l’usine de Kassel

• 2003 : introduction de la première boîte DSG 6 vitesses (sur la Golf R32)

• 2004 : la boîte DSG 6 vitesses a été pour la première fois mise en oeuvre en combinaison avec un turbo-diésel

(sur la Golf TDI et le Touran TDI de 105 CH et 140 CH)

• 2004 : un moteur TSI combiné à une boîte DSG pour la nouvelle Golf GTI

• 2005 : livraison des premières Bugatti Veyron 16.4 équipés d’une boîte DSG

• 2007 : le Verkehrsclub Deutschland (VCD) attribue à la nouvelle Golf TSI de 122 CH avec boîte DSG 7 vitesses

le second rang de la liste des automobiles écologiques dans la catégorie des véhicules compacts.

• 2007 : la Golf GT Sport équipée d’un moteur TSI de 170 CH et d’une boîte DSG 6 vitesses reçoit à Barcelone le

prix de l’innovation technologique de l’année.

• 2007 : la production en série de la boîte DSG 7 vitesses est lancée en fin d’année.

• 2008 : la nouvelle Golf TSI de 122 CH avec boîte DSG 7 vitesses se voit attribué par l’ADAC le prix « Gelber

Engel 2008 » dans la catégorie « Innovation et environnement ».

• 150.000 boîtes DSG 6 vitesses : ce chiffre de production a été atteint en 2005 à l’usine de Kassel

• 400.000 Volkswagen avec boîte DSG ont été vendues en 2007 à l’échelle mondiale

• 1.000.000 de boîtes DSG 6 vitesses – Ce chiffre de production a été atteint fin 2007 à l’usine de Kassel.

• 2.000.000 de kilomètres de test ont été parcourus pendant la phase de développement avec la boîte.

Source : http://www.audittpassion.com/t1219-boite-dsg-kesako