Un différentiel C'est un composant mécanique essentiel pour toute voiture, à l'exception de beaucoup électrique. Merci à elle roue extérieure qui déplace un véhicule peut tourner plus rapide que l'intérieur lors d'une courbe. Une différence essentielle, puisque le premier doit parcourir plus de distance que le second lors de cette manœuvre.
Une autre façon de décrire sa fonction est la suivante : le moteur ne tourne qu'à une certaine vitesse à la fois, mais il doit être capable de déplacer deux roues à des vitesses différentes. Le différentiel ajoute quelques vitesses supplémentaires à la transmission d'une voiture pour que cela soit possible.
Les voitures n'ont qu'un différentiel pour le Roues motrices. C'est-à-dire : devant pour les voitures à traction avant, derrière pour les voitures à traction arrière et aux deux endroits pour les voitures à traction intégrale. Bien que ce dernier puisse également avoir un différentiel central, qui répartit la force de braquage entre les essieux avant et arrière.
Pièces d'un différentiel
Avant d'expliquer le fonctionnement d'un différentiel, nous allons énumérer ce qu'il parties fondamentales. Mais toujours avec une idée maîtresse en tête : le différentiel reçoit la rotation d'un seul essieu et doit transmettre cette rotation à chaque roue, qui doit également pouvoir tourner à des vitesses différentes.
- Corona: c'est l'engrenage chargé de transformer l'axe de rotation issu de la boîte de vitesses en un axe compatible avec les roues.
- Satellites: ce sont les pignons soudés à la structure de la couronne, qui tournent librement mais vont transmettre la rotation de la couronne au roulements. Le fait qu'ils tournent librement est la clé du fonctionnement du différentiel, car c'est lui qui absorbe la différence de rotation entre les deux roulements.
- Planétariums: ce sont les pignons qui reçoivent le mouvement des satellites pour que les roulements tournent. Ils sont la fin de la chaîne d'engrenages qui composent le différentiel.
Comment fonctionne un différentiel ?
Maintenant que nous savons quelles sont les parties d'un différentiel, nous sommes prêts à savoir comment ça marche. Nous allons bien décrire la mission de chacun de ses engrenages pour que ce soit très clair.
Fonction 1 - Changer l'axe de rotation
Le différentiel reçoit le mouvement du pignon qui se trouve en bout d'arbre de transmission, mais celui-ci tourne autour d'un axe longitudinal concernant la voiture. La couronne transforme cette rotation en une rotation compatible avec la rotation des roues, qui est donc sur un essieu transversal à la voiture.
Fonction 2 - Permettre aux roues de tourner à différentes vitesses
Si on reliait simplement les pignons planétaires à la couronne, on aurait déjà un tourner la transmission aux roues. Ce serait très simple car, comme vous pouvez le voir sur l'image, ils ont déjà une torsion compatible. Cependant, avec cela, nous aurions inévitablement deux roues tournant à la même vitesse. Les pignons satellites sont les intermédiaires pour éviter que cela se produise.
Si la voiture va tout droit, les satellites ne tournent pas sur eux-mêmes. Ils agissent comme un bloc qui transmet la rotation aux deux roues de manière égale. Mais, quand l'un doit tourner plus vite que l'autre dans une courbe, les pignons tournent sur eux même pour qu'il en soit ainsi. Dans la vidéo suivante, vous pouvez voir clairement comment cela se produit :
L'effet secondaire du différentiel
Lorsque l'une des roues perd de l'adhérence en raison d'une zone de faible adhérence ou parce qu'elle se soulève du sol, toute la rotation générée par le moteur va à cette roue. De cette façon, la roue qui agrippe, et qui est donc celle qui est utile, ne reçoit aucun mouvement et reste immobile.
Précisément pour éviter ce problème il y a différentiels autobloquants. Certains dispositifs mécaniques peuvent remplir la tâche décrite jusqu'à présent sans cet heureux effet secondaire. Ce sont des composants que la plupart des voitures ont avec une orientation quelque peu sportive.
Types de différentiels autobloquants
Différentiel autobloquant électronique
En fait, cet appareil n'est qu'un imitation d'un différentiel à glissement limité. L'électronique automobile utilise les capteurs du ABS et ESP pour détecter si l'une des roues patine trop à cause d'une perte d'adhérence. À ce moment-là, utilisez le frein pour l'arrêter afin que l'autre puisse recevoir la force de rotation normalement.
Bien que son fonctionnement soit rapide, grâce à l'évolution qu'a subie l'électronique des voitures d'aujourd'hui, il ne remplit pas aussi bien sa fonction que les vrais différentiels à glissement limité. De plus, ce n'est pas la meilleure solution pour une voiture aux aspirations sportives, car cela provoque une usure accrue et échauffement des freins en y recourant plus de fois que d'habitude.
Différentiel autobloquant type Torsen
Le différentiel à glissement limité de type Torsen élimine le problème des différentiels de manière simple et élégante. Il fonctionne grâce à un engrenage droit hélicoïdal (vis sans fin) peut déplacer une roue dentée, mais la roue dentée ne peut pas déplacer le ver.
Les pièces d'un différentiel de type Torsen sont : le même engrenage de type couronne qu'un différentiel normal a, certains pignons à dents diagonales pour monter les pignons droits hélicoïdaux, quelques pignons à denture horizontale et enfin les pignons droits hélicoïdaux. Dans la vidéo suivante, vous pouvez voir comment cela fonctionne clairement :
différentiel à glissement limité
Ce différentiel fonctionne grâce à un ensemble d'embrayages disposés en ligne qui contrôlent la traction. Lorsque détecte qu'une roue perd de l'adhérence, ils se réunissent pour ne pas continuer à le faire. La mécanique fonctionne généralement à travers un ensemble d'engrenages qui réagit lorsqu'il dépasse une certaine différence de vitesse. Dans ce type de différentiels à glissement limité, il y a aussi le De type Ferguson ou à couplage visqueux. Cela fonctionne grâce à une huile aux silicones qui, lorsqu'elle est chauffée par friction, se densifie et commence à transmettre le mouvement à la roue qui reste immobile.
Différentiels Haldex ou à glissement contrôlé
Ce type de différentiel à glissement limité fonctionne également grâce à un système d'embrayage multidisque. Cependant, au lieu de fonctionner avec un simple jeu d'engrenages, il le fait grâce à l'électronique et à un système hydraulique. Grâce à cela, il est capable de contrôler la quantité de couple qui atteint chaque roue en fonction de la pression des disques les uns contre les autres. Ils peuvent couper toute transmission de la rotation, la donner complètement ou répartir le couple dans la proportion qui est nécessaire.
Photos – kurt, fasteddy760, Satish Krishnamurthy