Différentiel normal :

différentiel normal

Un différentiel appelé couramment, un pont, permet aux roues motrices de tourner à des vitesses différentes. Dans une courbe, les roues situées à l'extérieur du virage tournent plus vite que celle situées à l'intérieur.
Il se compose, d'un boitier, d'une couronne, d'un arbre de transmission à denture conique, de 4 petits pignons appelés satellites et planétaires.

Différentiel à glissement limité :
Improprement appelé " pont autobloquant ", le différentiel à glissement limité est l’accessoire favori des sportifs.

 
différentiel type ZF

Le différentiel multidisques a été développé par ZF, il permet de gérer la fonction "embrayage" indépendamment de l'engrènement des pignons. Elle est suffisamment robuste pour atteindre des tarages élevés et passer des puissances importantes.
Il se compose, d'un boitier, accessoirement d'une couronne, de 4 petits pignons appelés satellites et planétaires et de disques de friction.

Ce montage permet beaucoup de possibilité de réglages par les choix :

- Du nombre de disques sachant que leur usure n'a plus d'impact sur l'engrènement.
- De la raideur des rondelles élastiques (type Belleville).
- De l'angle des pentes entraînant l'axe porte satellite (voir schéma), des pentes faibles permettant d'obtenir des tarages très élevés.

Incidence sur le guidage :

Dès que le conducteur braque les roues pour inscrire son véhicule dans le virage, la roue extérieure devient plus rapide que la roue intérieure.

La roue intérieure, par l'effet de blocage du différentiel, reçoit un couple plus élevé et exerce un effort de traction plus important que la roue extérieure.

La zone transitoire ou le véhicule s'inscrit par son lacet en virage va s'en trouver allongée, le conducteur a la sensation que le véhicule refuse de tourner.

Si le tarage est très important (utilisation sportive) le conducteur doit avoir une conduite plus "incisive" en entrée de virage, c'est-à-dire donner un coup de volant brusque pour délester la roue intérieure et accélérer. L'appui dynamique étant faible sur la roue intérieure c'est elle qui va décrocher et accélérer : l'effort maxi sera à l'extérieur et le moment de lacet bien orienté pour inscrire le véhicule en virage. Le moment de lacet résultant sera la somme du moment des efforts moteur et celui des efforts de guidage : sa valeur élevée rendra le véhicule extrêmement vif et difficile à contrôler.

Incidence sur le freinage :

Imaginons un freinage ou la roue gauche sur la chaussée adhère et la roue droite se bloque sur une partie glissante proche du bas-côté. La roue droite qui présente une tendance au blocage va voir sa vitesse diminuer rapidement par rapport aux autres roues qui restent adhérentes et cette différence de vitesse sollicite le différentiel...

Dans cette situation les couples appliqués aux arbres et au boîtier de différentiel ont changé de sens mais les couples de frottement entre les arbres et le boîtier ont conservé le sens qu’ils avaient en motricité.

La répartition du couple retardateur appliqué au boîtier, dû au frein moteur, va donc se faire à l’inverse de la motricité : la roue la plus rapide va recevoir plus de frein moteur que la roue lente. Cette répartition « soulage » la roue qui avait un ralentissement et s’oppose à sa tendance au blocage.

Si le conducteur débraye et supprime le frein moteur il reste une dissymétrie de couple due à la valeur C0 du frottement interne, la roue la plus adhérente se comporte comme si elle avait un effet d’entraînement sur la roue la plus lente.

Conclusion : L’effet expliqué ci-dessus se retrouve aussi entre deux essieux par le différentiel inter-ponts. Cet effet d’entraînement d’une roue lente par les roues adhérente joue alors le rôle d’un « ABS » mécanique et explique les excellentes performances des véhicules à transmission intégrale au freinage.

Incidence sur la direction :

Nous avons vu que l’effet de l’autobloquant est de créer des dissymétries d’efforts moteurs et que cette dissymétrie peut évoluer très rapidement. Les roues motrices étant en majorité à l’AV, que ressent le conducteur au volant ?

Lorsque un différentiel autobloquant est installé sur un véhicule le conducteur devra appliquer un couple au volant pour équilibrer la crémaillère dès que le différentiel agit. Ce couple au volant augmente avec le tarage du différentiel mais aussi avec la valeur du déport à la fusée.
Le véhicule peut modifier son comportement en virage, et au lieu de déraper, il conserve son adhérence mais peut modifier sensiblement la trajectoire prévisible. Il faut alors plus « piloter » que conduire !

Taux de blocage :

En règle générale, un taux de blocage de 25 à 40% est amplement suffisant. Plus de 40% est réservé aux départs arrêtés ou aux pilotes chevronnés.
 

Quelques photos du différentiel type ZF démonté :

Bloc pont

 
satellites

 
planétaire et système de freinage du planétaire

     
  disques et plateau                                           rondelle Belleville

Une indication de prix est d'environ 1500€

IL existe aussi d'autres types de différentiels à glissement limité : Le Torsen et le Visco Coupleur pour les 4*4. (je ferai un autre article)

Pont Torsen

 
Visco coupleur

Conseil JSO :
Il n'est pas nécessaire de démonter complètement la boite de vitesses pour remplacer le différentiel, juste le pont, car on peut remettre la couronne d'origine sur un différentiel à glissement limité.

JSO ... MiniMaxi / Gérard    

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