Transmission CVT – Fonctionnement de la transmission à variation continue

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Transmission CVT
© GettyImages / Onzeg

La transmission CVT permet d’accélérer en continu depuis l’arrêt, sans pause de passage de vitesse et sans interruption de la force de traction. Découvrez dans ce guide le fonctionnement d’une transmission CVT, ses avantages, ses inconvénients et bien plus encore.

Qu’est-ce que la transmission CVT ?

La transmission CVT est une transmission automatique à variation continue utilisée dans les voitures, les machines agricoles et les machines-outils. CVT est l’abréviation de l’anglais « Continuous Variable Transmission », ce qui signifie en français « transmission variable en continu ». Une transmission CVT fonctionne sans passage de vitesse et donc sans interruption de la force de traction.

Comment fonctionne une boîte de vitesses CVT ?

En principe, une transmission CVT se compose de deux arbres sur chacun desquels deux disques coniques, appelés variateurs, sont montés de manière coulissante. Les pointes des variateurs se font face, ce qui donne une section en forme de V entre les variateurs. L’arbre primaire est relié au moteur par un accouplement. Le deuxième arbre mène à l’engrenage différentiel. La transmission de puissance entre les deux arbres est assurée par une large chaîne à plusieurs rangées. La chaîne se situe entre les variateurs des deux arbres, sans toucher les arbres. Lorsque l’on modifie la distance entre les variateurs d’un arbre, le rapport de transmission change.

Au démarrage, les variateurs et sur le premier arbre s’écartent le plus possible. La chaîne est proche de l’arbre. En revanche, les variateurs du deuxième arbre sont aussi proches que possible. La chaîne est éloignée de l’arbre. Il en résulte une démultiplication comme celle d’un petit engrenage sur un grand. Pour accélérer, la distance entre les variateurs est réduite sur le premier arbre et augmentée sur le deuxième arbre. La démultiplication devient celle d’un grand engrenage sur un petit.

Grâce à la variation continue du rapport de transmission, le deuxième arbre tourne plus vite sans que le premier ne doive pour autant accélérer sa rotation. Le moteur peut ainsi toujours fonctionner dans la plage de puissance optimale. Ce n’est que lorsque le rapport maximal de la transmission CVT est atteint que le régime du moteur augmente afin de continuer à accélérer. La transmission de la force des variateurs du premier arbre à la chaîne et de la chaîne au deuxième couple de variateurs se fait par adhérence. Dans les transmissions CVT modernes, le réglage des variateurs est hydraulique.

Quels sont les avantages ?

L’avantage le plus important d’une transmission CVT est sans doute la modulation continue du rapport de transmission. Cela permet au moteur de fonctionner sur une large plage de vitesses avec une puissance optimale et une consommation de carburant minimale. Un autre avantage est que l’accélération se fait sans pause de passage de vitesse ni interruption de la force de traction.

La transmission CVT présente d’autres avantages par rapport aux boîtes de vitesses manuelles et aux boîtes à double embrayage. Elle est moins encombrante et moins lourde. En effet, une boîte CVT ne nécessite pas de paire de roues dentées pour chaque vitesse. Pour cette raison, Mercedes a développé des boîtes de vitesses CVT spécialement pour la Classe A de la série W169 et les véhicules de la Classe B de la série W245. Ces deux séries ne disposaient pas de suffisamment de place pour une boîte automatique à convertisseur traditionnelle.

Transmission CVT
© GettyImages / goce

Quels sont les inconvénients ?

Les transmissions CVT sont soumises à une usure plus importante que les autres transmissions. En raison de la forte pression d’appui entre les variateurs et la chaîne, les deux composants sont fortement sollicités et s’usent plus rapidement. De même, malgré la pression d’appui élevée, il y a toujours un certain patinage entre la chaîne et les variateurs. Le fabricant de boîtes de vitesses LuK affirme avoir réussi à augmenter le rendement à 98% grâce à une construction spéciale de la chaîne. 2% de la puissance sont toutefois encore perdus.

En outre, les transmissions CVT nécessitent plus d’entretien par rapport aux autres transmissions. Il faut généralement effectuer des vidanges d’huile plus fréquentes, comme le préconise le fabricant. Un autre inconvénient est que le couple maximal transmissible est limité. Ces boîtes de vitesses ne conviennent pas aux gros moteurs diesel et aux moteurs à essence puissants avec un couple élevé.

Le principal inconvénient pour de nombreux automobilistes est toutefois le bruit insolite qu’ils entendent à l’accélération. Lorsqu’un véhicule équipé d’une boîte de vitesses CVT accélère, le moteur monte en régime puis le maintient tandis que le véhicule prend de la vitesse. Cela ne ressemble pas au bruit habituel d’une boîte manuelle ou d’une boîte automatique à convertisseur.

À quand remonte la transmission CVT pour les voitures ?

Le premier véhicule équipé en série d’une transmission CVT était une voiture du constructeur automobile néerlandais DAF. En 1958, la DAF 600 a été présentée pour la première fois avec une transmission CVT appelée Variomatic. Il s’agissait d’une petite voiture équipée d’un moteur de 600 cm3 et de 22 CV. Dans les boîtes Variomatic, une courroie trapézoïdale assurait la transmission de la puissance dans la boîte de vitesses. Sur les modèles qui ont succédé au DAF 600, deux boîtes CVT équipaient souvent les petites voitures. Chaque roue motrice avait sa propre transmission. On pouvait ainsi se passer d’un engrenage différentiel. Le glissement des courroies sur les variateurs suffisait à empêcher la roue intérieure au virage de patiner.

Par ailleurs, le réglage des variateurs de la Variomatic n’était pas hydraulique, mais s’effectuait à l’aide de boîtes à dépression, similaires à celles utilisées pour l’amplification de la force de freinage. En théorie, il était possible de rouler aussi vite en marche arrière qu’en marche avant avec une DAF. Les voitures DAF à CVT ont été construites à plus de 800 000 exemplaires jusqu’en 1975. Cette année-là, Volvo a racheté le constructeur néerlandais. Par la suite, d’autres véhicules à transmissions CVT Variomatic ont été vendus sous la marque Volvo. Le dernier véhicule produit aux Pays-Bas pour Volvo avec cette boîte automatique est sorti des chaînes de production en 1991.

Audi a intégré la première boîte CVT, appelée Multitronic, dans les modèles A6 en 1999 et, plus tard, dans les modèles A4. Ces transmissions présentant régulièrement des problèmes mécaniques et électroniques majeurs, elles ont entre-temps été remplacées par les transmissions modernes à double embrayage S-Tronic. Aujourd’hui, en Europe, rares sont les véhicules encore équipés d’une boîte CVT. Il s’agit le plus souvent de petites voitures ou de véhicules de la classe moyenne inférieure. En revanche, un véhicule sur trois immatriculé au Japon roule avec une telle boîte automatique. Ces boîtes de vitesses sont toujours très appréciées au Japon, car elles offrent un grand confort de conduite dans la circulation urbaine dense.

Transmission CVT
© GettyImages / loraks

Comment savoir si ma voiture est équipée d’une boîte CVT ?

Il est très facile de savoir si votre véhicule dispose d’une transmission CVT ou d’une autre transmission automatique. Si, lors de l’accélération, le régime du moteur ne change pas sur une large plage de vitesse, mais que la voiture accélère tout de même, votre voiture dispose certainement d’une boîte CVT. En revanche, avec une boîte automatique à convertisseur de couple, les passages de vitesse en douceur sont perceptibles et audibles en raison de la variation du régime moteur. Une boîte à double embrayage moderne accélère certes pratiquement sans interruption de la force de traction, mais une modification du régime est tout de même clairement audible à chaque passage de vitesse.