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La boîte à double embrayage PDK
Conception et fonctionnement

Article publié le 02/01/2021
Dernière mise à jour le 05/01/2021

Levier de sélection PDK sur Porsche 997

Technique : qu'est-ce qu'une boîte robotisée à double embrayage ?

Depuis les années 1970, Porsche a développé pour la compétition le principe d'une boîte à double embrayage permettant de pré-sélectionner le rapport suivant afin d'obtenir des changements de vitesse sans aucune rupture de couple. La 956 de 1984 et la 962 de 1986 ont été les premiers modèles pourvus de ce type de transmission.

La boîte robotisée à double embrayage Porsche PDK (Porsche DoppelKupplung) à 7 rapports a été lancée en production avec les 997 et 987 Phase 2 (courant 2008) et remplace dans ces gammes la boîte automatique conventionnelle à convertisseur de couple Tiptronic (lancée en 1990 avec 4 rapports sur la 964, puis avec 5 rapports sur 996 et 997 Phase 1). A noter que la boîte Tiptronic a dû attendre 1998 et la 996 Carrera 4 pour être proposée en version intégrale, alors que la PDK était disponible en propulsion et en intégrale dès son lancement.
La boîte PDK a été développée et fabriquée par l'équipementier allemand ZF Getriebe GmbH.

On a souvent présenté la boîte PDK (ou la boîte DSG de Volkswagen, basée sur le même principe) comme 2 demi-boîtes assemblées : une pour les rapport pairs, une pour les rapport impairs. Cette approche est assez juste, mais quand on creuse plus en détail l'architecture d'une boîte PDK, on comprend qu'il s'agit en fait d'une boîte manuelle robotisée d'une part et d'un embrayage piloté d'autre part. Cette distinction est importante pour la suite, et notamment pour l'entretien mécanique et la recherche de pannes.

Fonctionnement

En effet, tout le fonctionnement de cette boîte est basé sur l'actionnement ultra-rapide et ultra-précis des actionneurs et des embrayages. Le calculateur PDK (et son logiciel interne) reçoivent en permanence un très grand nombre d'informations (vitesse du véhicule, angle de pédale d'accélérateur, régime moteur, assiette du véhicule, kick-down, etc...) et déterminent le besoin de changement de rapport. Pour obtenir un changement de rapport de boîte vers le rapport supérieur, il va simplement demander à l'embrayage ouvert de se fermer afin d'entraîner le rapport pré-sélectionné, et à l'embrayage engagé de s'ouvrir. C'est le cas le plus simple.

Pour un changement de rapport plus complexe (passage d'un ou plusieurs rapports), le calculateur va piloter différentes électrovannes afin d'actionner les fourchettes de sélection et obtenir l'alignement des pignons. Il pilote également l'embrayage du rapport cible. L'ensemble de ces opérations est réalisé en un temps très court et avec une grande précision.

Pour cela, le calculateur PDK mesure en permanence la position des fourchettes de sélection, la pression du fluide hydraulique de commande ainsi que sa température (refroidissement des embrayages), et la vitesse de rotation des arbres. Toute cette mécanique de précision nécessite un entretien rigoureux.

La boîte PDK donne également accès à toute une série de nouvelles fonctions, et au typage du comportement grâce aux modes SPORT et SPORT PLUS du Pack Sport Chono optionnel. Les stratégies de changement de rapport tiennent compte des modes de conduite, mais également de l'utilisation du mode M ou D (via le levier), de la vitesse d'enfoncement de la pédale d'accélérateur, et d'autres paramètres afin de proposer un fonctionnement le plus adapté possible.
De nouvelles fonctions apparaissent comme le Launch Control (avec le Pack Sport Chrono), le rétrogradage actif au freinage, la mise en température pilotée, l'assistant au démarrage en côte.

Eclaté de la boîte PDK
Crédit photo : site ZF


La boîte à double embrayage PDK
Entretien et maintenance

Entretien mécanique

L'entretien de la boîte PDK donne lieu à toutes sortes d'approximations chez les propriétaires et chez les indépendants. Je suggère un peu de clarté, car le sujet est sensible.
Il y a 2 zones à vidanger dans une boîte PDK de 997 (et ce n'est pas lié aux 2 demi-boîtes, mais bien au pilotage des actuateurs et aux embrayages humides) :

La procédure de vidange et de remplissage du fluide hydraulique nécessite l'utilisation de l'outil de diagnostic PIWIS pour le remplissage et la mesure du niveau.

Fluides de la boîte PDK
Crédit photo : manuel d'atelier Porsche

Maintenance électronique

Au-delà de la maintenance mécanique, 2 autres paramètres sont à prendre en compte :

La calibration est le réapprentissage de tous les temps de passage des rapports et des fermetures d'embrayages. Cette routine réclame environ 15 minutes avec moteur et boîte en température. Elle rend la boîte plus réactive, plus précise, et élimine une bonne partie des à-coups. Elle est à réaliser notamment après un remplacement de composant ou une vidange de fluide hydraulique.

La mise à jour consiste à remplacer le logiciel de gestion PDK par la dernière version disponible. Elle apporte une meilleure réactivité et plus grande progressivité à vitesse lente (manœuvres de stationnement). De 2008 à 2011, on dénombre 5 versions successives, et seules les 2 dernières donnent entière satisfaction.

Il est possible de connaître la version usine du logiciel de gestion PDK 987/997 en fonction de la date de production du véhicule. Cette information est fournie avec votre décodage intégral des équipements et options.

La programmation du calculateur est une opération sensible qui nécessite une mise en œuvre rigoureuse et l'utilisation de l'outil PIWIS officiel.


Evolutions de la boîte PDK

A partir de 2011 et la sortie de la 991, Porsche a énormément peaufiné la boîte PDK :

A noter que la boîte manuelle à 7 rapports de la 991 est directement dérivée de la PDK, sans l'actuation hydraulique et sans le mécanisme à double embrayage.

Avec le lancement de la 992 en 2018, la PDK évolue encore avec désormais 8 rapports. Autre changement de philosophie, elle passe en série alors que la boîte manuelle à 7 rapports devient une option gratuite.


Ceci est un article original, conçu et rédigé par nos soins.
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