9 réponses à ce sujet

[Stepquest]

4x4 : Le différentiel, un élément majeur
Pour l’automobile en générale

C’est Onésiphore Pecqueur qui pose en 1827 un brevet pour l’invention du différentiel .

Le différentiel permet d'entraîner les roues motrices à des vitesses différentes d'une roue à l'autre tout en maintenant les efforts qu'elles reçoivent à des valeurs identiques (dans les virages ou en ligne droite quand les pneumatiques sont gonflés ou usés de façon inégale). Le différentiel est accolé au couple réducteur, conique ou non. L'ensemble est disposé dans le pont.

Dans la traction avant ou le tout à l'arrière, il prend place dans le carter de la boîte de vitesses. Il se compose d'un boîtier contenant deux pignons coniques dits planétaires, solidaires en rotation des arbres des roues et de deux ou quatre petits pignons coniques dits satellites disposés entre les planétaires. Ces satellites, dont leur axe est fixe et solidaire du boîtier du différentiel, peuvent rouler sur les planétaires. Le boîtier, mû par la couronne du couple réducteur, entraîne les planétaires par l'intermédiaire des satellites.

Fonctionnement



En ligne droite :

Lorsque les roues motrices offrent une résistance égale, le différentiel ne joue aucun rôle, il ne fait que transmettre le mouvement de rotation qu'il reçoit de la couronne. Planétaires et satellites restent fixes par rapport à leur axe, jouant le rôle d'un clavetage qui les solidariserait des arbres des roues.

Dans une courbe :

La roue intérieure au virage, devant parcourir une distance moins grande que la roue extérieure, offre une résistance à la rotation plus importante que la roue extérieure. Le boîtier du différentiel est toujours animé du même mouvement de rotation mais, le planétaire du côté intérieur subissant la résistance de la roue qu'il entraîne, tourne plus lentement. Les satellites qui sont alors contraints de rouler sur lui, tournent sur leur axe entraînant le planétaire extérieur (donc la roue) à une vitesse d'autant plus élevée que celle du planétaire intérieur est plus faible.




Il existe plusieurs types de différentiels, avec blocage ou sans blocage, manuel ou automatique. L’objectif de ce post n’est pas de donner un cours de mécanique mais de vous familiariser avec un certain nombre de notions élémentaires.

Ainsi sachez qu’il existe :

- Différentiel à glissement limité
- Blocage de différentiel à action mécanique
- Le différentiel ZF à précharge
- Viscocoupleur Ferguson ou coupleur hydrodynamique,
- Le différentiel à embrayage piloté
- L'antiblocage étendu à l'antipatinage


Sources : le site de Philippe BOURSIN.

[Softroader]

Le différentiel permet d'entraîner les roues motrices à des vitesses différentes d'une roue à l'autre tout en maintenant les efforts qu'elles reçoivent à des valeurs identiques

C'est exactement cela... Un différentiel permet à ses sorties de tourner à des vitesses angulaires différentes tout en maintenant un répartition du couple fixe, en général 50/50 mais parfois de façon assymétrique quand ce différentiel est monté en tant que différentiel central...
A partir de cela et aussi du fait que le couple moteur transmis au sol est proportionnel à l'adhérence (principe d'action-réaction), on peut en déduire:
Sur un essieu moteur, pourquoi une roue qui patine arrête le progression ?
C'est simple, la roue qui patine n'a plus d'adhérence, donc le couple moteur transmis à cette roue est nul. Or il est sensé représenter 50 % du couple moteur transmis... On peut donc en déduire que le couple transmis à la roue ayant de l'adhérence est aussi nul... résultat, il y a rupture de progression... L'énergie que dégage le moteur prend alors le chemin de moindre effort, c'est à dire la roue qui patine mais ne travaille pas (au sens physique du terme) et est donc "perdue" en énergie cinétique et calorifique...).

Maintenant, prenons le cas du blocage de différentiel, on parle souvent de répartition de couple de 50/50... en fait, cela n'est pas tout à fait vrai. En fait, un blocage de différentiel neutralise les fonctions de celui-ci, c'est à dire la liberté de vitesses angulaires entre les sorties ET la répartition fixe. Ainsi, par exemple pour un différentiel central, la répartition du couple n'est plus que liée à l'adhérence des roues. Ainsi, sur un sol parfaitement et régulièrement adhérent, avec une répartition statique et dynamique des masses équilibrées avant-arrière et gauche-droite, des roues de même diamètre en charge, la répartition est bien de 50/50 mais dans tous les autres cas, la répartition varie de façon pas vraiment déterminée de 100/0 (roues avant sur du goudron et roues arrière sur de la glace) à 0/100 (l'inverse)...

C'est pour cette raison que l'on entend parfois dire, par exemple du système 4motion VW que sa répartition va de 95/5 à 5/95. Dans le 1er cas, c'est bien une traction, mais dans le 2nd, la transmission est en 4x4, le coupleur est bloqué à quasiment 100 % ET les roues avant n'ont plus du tout d'adhérence....

Je sais, cela peut passer pour un abus de langage mais finalement, c'est physiquement vrai....

[Stepquest]

[JYD]

Maintenant, prenons le cas du blocage de différentiel, on parle souvent de répartition de couple de 50/50... en fait, cela n'est pas tout à fait vrai....

Salut !

En fait, j'ai pas tellement bien compris ta remarque ci-dessus sur le blocage de différentiel :

Si le différentiel est bloqué, tu as 50/50, quelque soit les conditions !!! Je ne vois pas d'autre solution... C'est comme si tu avais soudé l'arbre...

Enfin... Il m'a toujours semblé....

A+

[Softroader]

Salut !

En fait, j'ai pas tellement bien compris ta remarque ci-dessus  sur le blocage de différentiel :

Si le différentiel est bloqué, tu as 50/50, quelque soit les conditions !!! Je ne vois pas d'autre solution... C'est comme si tu avais soudé l'arbre...

Enfin... Il m'a toujours semblé....

A+

Et bien non ! Prend 4x4 enclenchable, accélére en 4x2 puis en 4x4, il n'y a pas de différence... Si la répartition était de 50/50, en 4x2 (et oui, un 4x4 enclenchable=4x4 différentiel central bloqué=arbre rigide), il n'y aurai que 50% du couple sur le train arrière.... c'est comme si le train avant n'avait aucune adhérence...

Autre exemple de la répartition du couple avec un arbre rigide:
Prend un tige de 0.5 m de long, place tes mains écartées aux extrémités. Demande à quelqu'un de mettre ses 2 mains au centre (entre les tiennes). Demande à cette personne de faire tourner la tige sur son axe et toi essaye de contrer la rotation (et faire que la barre ne tourne pas).
Maintenant, même chose mais tu retires une main... Pour contrer la rotation de la barre, tu devras exercer 2 fois plus de force dans ta seule main....
Si je traduis, la force exercée par les mains centrales, c'est le couple moteur et la force exercée par tes mains aux extrémités correspond au couple que reçoit chaque pont...
Dans le premier cas pour empêcher la rotation ta résistance est répartie entre tes 2 mains, il y a donc une répartition de 50/50 mais dans le second cas, ta résistance n'est exercée que par une main, la répartition est donc de 0/100, ou 100/0....
Enfin, je sais que ce n'est pas simple à intégrer car tous les magazines et autres font cette erreur....

Entre parenthèses, c'est la toute la différence entre un blocage différentiel/autobloquant et un système antipatinage...
Le blocage et l'autobloquant tendent à solidariser les 2 sorties se rapprochant (voir arrivant) à un arbre rigide alors qu'un antipatinage "simule" de l'adhérence au niveau de la roue patinant afin que le différentiel agisse et répartisse le couple retrouvé...

[vince033]

bonsoir quelqu'un peut il m'expliqué en gros le rolé d'un différentiel a glissement limité

[Softroader]

bonsoir quelqu'un peut il m'expliqué en gros le rolé d'un différentiel a glissement limité  

Sans rentrer dans les détails, un différentiel à glissement limité, c'est un différentiel qui incorpore différents mécanismes qui servent à limiter la liberté des sorties, en particulier quand une de celle-ci s'affolle.



En gros, il y a 3 types d'autobloquant (= glissement limité)
- les autobloquants à disques. Il y a plusieurs disques au niveau des sorties qui quand une sortie s'affolle, se resserrent solidarisant partiellement la sortie à la cage du différentiel... et donc limite la liberté des 2 sorties...
- les autobloquants à coupleurs. Comme pour le 1er, il y a des disques au niveau des sorties mais ces disques baignent dans de l'huile.
Là, il y a 2 systèmes:
les hydrocoupleurs où l'huile est mise sous pression par une pompe (interne bien souvent) qui réagit à la différence de vitesses des sorties. Cette pression est envoyée sur les disques pour qu'ils se resserrent solidarisant partiellement la sortie à la cage du différentiel ou les sorties entre elles... et donc limite la liberté des 2 sorties...
les viscocoupleurs ou l'huile est à base sillicone qui a la particularité de se dilater (normal) et de s'épaissir à la chaleur. Ainsi quand une sortie s'affolle, les disques cisaillent l'huile, frottent entre eux, s'échauffent... l'huile s'épaissit et crée une pression sur les disques qui se resserent et solidarisant partiellement la sortie à la cage du différentiel... et donc limite la liberté des 2 sorties...
- les autobloquants à vis sans fin. il y a en plusieurs types et le plus connu est le Torsen. Il sera assez compliqué de rentrer dans les détails car il y a des histoires de différentes forces mais le principe de base est celui de la vis sans fin, c'est à dire qu'une vis sans fin peut entrainer un engrenage classique mais pas l'inverse...

Je sais, je suis encore trop rentré dans les détails.... désolé....

[kefkof]

pour toute ses explications....

[Stepquest]

Softroader car toutes ces explications dispensées par petits chapitres sont plus faciles à lire donc à digérer ! Dès que nous en auront un bon nombre on pourra mettre des liens vers un topic en épinglé afin de facilité les recherches !

Encore

[vince033]

ouaip merci bien c'est encore un peu technique mais j'ai compris c'est le principal par contre les novices...