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#1 28-11-2017 21:57:33

BMW-Tech
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La boite BMW SMG : une technologie innovante issue de la Formule 1

La boite BMW SMG : une technologie innovante issue de la Formule 1





Inaugurée en 1996 sur la M3 E36, la boite de vitesses séquentielle BMW SMG adopte une technologie de transmission issue de la Formule 1. Elle est robuste et offre de nombreux avantages par rapport à une boite manuelle classique.




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Qu’est-ce que la technologie SMG de BMW ?

La SMG « Sequential Manual Gearbox » est une technologie de transmission automobile de type électrohydraulique (manuelle-robotisée). Elle a été développée par BMW en partenariat avec les équipementiers allemands Getrag et Sachs. C’est en quelque sorte l’équivalent des systèmes R-Tronic d’Audi et Selespeed d’Alfa Romeo. Certains constructeurs généralistes utilisent également la transmission séquentielle sur certains de leurs modèles. Il existe donc de nombreux systèmes qui ressemblent à la technologie SMG comme l’Easytronic d’Opel, le SensoDrive de Citroën, l’i-Shift de Honda, et le MMT de Toyota. Ce type de boite de vitesses a été utilisé pour la première fois en 1994 sur la Ferrari 355. Néanmoins, BMW peut se vanter d’être le premier constructeur automobile au monde à l’adopte sur un modèle de série.




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De manière générale, le système SMG reprend le même concept de boite de vitesses séquentielle utilisé dans la Formule 1. Il permet donc de changer les rapports de vitesses de manière intuitive via un sélecteur de vitesses ou des palettes de commandes logées derrière le volant de direction. Les vitesses sont changées de manière séquentielle comme sur une moto. Autrement dit, le conducteur actionne les palettes de commande ou le sélecteur de vitesses dans un même plan : en arrière pour monter en vitesses et en avant pour rétrograder. Cette conception permet donc d’éviter toute erreur de manipulation lors des changements des rapports.






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S’agissant d’une boite robotisée, le conducteur n’a pas besoin d’appuyer sur la pédale d’embrayage avant de changer les vitesses pour désaccoupler le moteur de la transmission. En effet, toutes les opérations de débrayage et d’embrayage ainsi que les changements de vitesses se font de manière automatique. La pédale d’embrayage est donc supprimée dans les voitures équipées de ce système de transmission. La première boite séquentielle SMG a été inaugurée en 1996 sur la BMW M3 E36. Une version évoluée SMG II a été montée sur la M3 E46. La dernière version SMG III a été inaugurée sur la M5 E60.




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Quels sont les avantages de la boite de vitesses SMG ?

En comparaison avec la boite mécanique traditionnelle, la boite séquentielle SMG offre de nombreux avantages. D’abord elle permet de supprimer la pédale d’embrayage et de changer les rapports de vitesses de manière intuitive grâce aux palettes de commande situées derrière le volant de direction. Cela permet donc au conducteur de se concentrer davantage sur la route et d’éviter une manipulation répétitive de la pédale d’embrayage surtout lors des embouteillages. En outre, avec une boite séquentielle, le conducteur peut à tout moment choisir entre un mode de commande automatique « A » ou séquentiel « S ».




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Contrairement à une boite manuelle, la boite séquentielle SMG adopte un sélecteur de vitesses qui fonctionne par commande impulsionnelle et non pas selon le schéma traditionnel de la grille en « H ». Le système SMG permet aussi de changer les rapports plus rapidement et même en pleine charge grâce au système de commande électrohydraulique intégré. D’autant plus qu’il affiche des performances similaires à celles d’une boite automatique tout en supprimant le convertisseur de couple avec tous ses inconvénients notamment la perte de puissance et la surconsommation de carburant. Par ailleurs, à partir de la version SMG II, il est possible au conducteur d’adapter les caractéristiques des changements de vitesses à son style de conduite grâce à la fonction Drivelogic. Cette dernière offre la possibilité de choisir entre 11 programmes de conduite préenregistrés.




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Comment fonctionne une boite séquentielle SMG ?

De manière générale, le principe de fonctionnement de la boite SMG est quasiment identique sur toutes les générations SMGI, SMG II et SMG III. Le système comprend en principe les éléments suivants :

•    Un mécanisme d’arbres de transmission et d’engrenages pratiquement identique à celui de la boite mécanique dont la boite séquentielle SMG est dérivée.

•    Un groupe hydraulique avec plusieurs capteurs et servo-vérins pour assurer les fonctions de débrayage, d’embrayage et de changement de vitesses.

•    Une pompe hydraulique à moteur électrique pour produire la pression d’huile nécessaire.

•    Un accumulateur de pression.

•    Une unité de contrôle électronique.

•    Un sélecteur de vitesses et des palettes de commande sur le volant pour changer les rapports de vitesses.

•    Une tringle de commande.

•    Un embrayage monodisque sec avec cylindre émetteur et cylindre récepteur.

•    Un capteur d’ouverture de porte conducteur.




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Lors de l’ouverture de la porte conducteur, le capteur émet un signal vers le boitier électronique SMG. Celui-ci se met automatiquement en action et commence à piloter le système. D’abord, il mesure la pression d’huile dans le groupe hydraulique. Si la pression est inférieure à la valeur de consigne, il actionne alors la pompe électrohydraulique. Le boitier pilote également les contacteurs du sélecteur de vitesses tout en prenant considération de sa position actuelle qui s’affiche d’ailleurs sur l’indicateur de position. Le démarrage du moteur se fait avec le sélecteur de vitesse en position « 0 » et avec la pédale de frein enfoncée. Pour choisir le programme de conduite initial, il faut appuyer sur la pédale de frein avant de manipuler le sélecteur de vitesses figé dans la position « 0 ». Cette action débloque le sélecteur qui peut donc passer librement à la position choisie par le conducteur.






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Sur une boite SMG, la première vitesse est engagée de manière automatique dès que le conducteur appuie sur la pédale d’accélérateur. Pour monter en vitesse, il suffit de tirer le levier du sélecteur vers l’arrière ou d’appuyer sur la palette de commande droite (+). Lors du changement de rapports, le système de gestion électronique SMG agit sur le groupe hydraulique qui pilote à son tour l’embrayage par le biais du cylindre émetteur et du cylindre récepteur permettant ainsi le désaccouplement du moteur de la boite de vitesses. Des vérins hydrauliques se chargent ensuite d’engager le rapport demandé en fonction des consignes reçues par le boitier électronique SMG. Le système de gestion moteur intervient également pour couper automatiquement l’allumage et l’injection du carburant pendant le changement de rapport qui ne dure d’ailleurs que quelques dizaines de millisecondes. Cette action vise en effet à éviter toute montée indésirable en régime moteur.




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Le rétrogradage des vitesses est également pilotée par le système électronique et se fait selon le même principe en poussant le levier du sélecteur vers l’avant ou en appuyant sur la palette de commande gauche (-). Par contre, la marche arrière est enclenchée de la même manière que sur une boite manuelle en tirant le sélecteur de vitesses vers la position « R ». Le système de commande SMG évalue à tout moment les conditions de conduite fournies par les différents capteurs et envoie les consignes adaptées au groupe hydraulique. S’il détecte une conduite en montée par exemple, il empêche un changement de vitesse involontaire vers un rapport supérieur. En revanche, s’il détecte une conduite en descente, il peut éventuellement enclencher un rapport inférieur de manière automatique afin d’optimiser le frein moteur.





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Conclusion

La boite de vitesses SMG a contribué massivement au succès de plusieurs modèles BMW notamment la M3 et la M5. Elle offre un bon niveau de confort d’utilisation tout en réduisant le temps nécessaire aux passages des vitesses. La boite séquentielle SMG a reçu de nombreuses améliorations durant les années 1990 et 2000 avant d’être remplacée par la nouvelle boite DKG.

Dernière modification par BMW-Tech (28-11-2017 22:05:44)


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#2 29-11-2017 09:49:21

DaddyKool
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Re : La boite BMW SMG : une technologie innovante issue de la Formule 1

Merci pour ce sujet technique très bien détaillé. Comme expliqué, la boite BMW SMG est une boite robotisée, c'est donc à la base une boite de vitesses mécanique classique sur laquelle le fabricant (Getrag dans le cas présent) a greffé un système de commande électrohydraulique pour actionner l'embrayage et les passages de rapports. Le système électrohydraulique est piloté par un calculateur dédié, qui communique avec le calculateur de gestion moteur via un bus CAN spécifique, le CAN SMG.

Voici un exemple de mise en réseau du système SMG 2 sur une M3 E46:

mise-en-reseau-bmw-smg-2.jpg

C'est ce CAN SMG qui permet au boitier SMG d'accéder aux informations provenant d'autres calculateurs, comme la position de la pédale d'accélérateur ou la pédale de frein actionnée ou pas. En fonction de l'état des différents capteurs, le système peut adapter le passage des rapports mais aussi piloter la butée hydraulique d'embrayage en envoyant la pression dans le cylindre récepteur.

On peut dire que le système SMG a l'avantage d'etre moins couteux qu'une boite automatique, et son rendement est meilleur car il n'y a pas de pertes dues aux frictions d'un convertisseur de couple. Le système était assez robuste à l'époque, mais cette technologie d'ancienne génération a vieilli et peut présenter des pannes à présent. L'inconvénient est que les pannes sur le circuit électrohydraulique du système SMG sont parfois complexes à diagnostiquer et à réparer.


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