La transmission des véhicules à plusieurs essieux et à traction intégrale utilise un mécanisme de répartition du couple entre les essieux moteurs - le différentiel central.Découvrez tout sur ce mécanisme, son objectif, sa conception, son principe de fonctionnement, ainsi que sa réparation et son entretien dans l'article.
Qu'est-ce qu'un différentiel central ?
Différentiel central - unité de transmission des véhicules à roues avec deux essieux moteurs ou plus ;Un mécanisme qui divise le couple provenant de l'arbre de transmission en deux flux indépendants, qui sont ensuite transmis aux boîtes de vitesses des essieux moteurs.
Lors du déplacement de voitures et de véhicules à roues comportant plusieurs essieux moteurs, des situations surviennent qui nécessitent la rotation des roues de différents essieux à différentes vitesses.Par exemple, dans les voitures à traction intégrale, les roues des essieux avant, intermédiaire (pour les véhicules à plusieurs essieux) et arrière ont une vitesse angulaire inégale lors des virages et des manœuvres, lors de la conduite sur des routes en pente et sur des revêtements inégaux, etc. Si tous les essieux moteurs avaient une liaison rigide, alors dans de telles situations, certaines roues glisseraient ou, au contraire, patineraient, ce qui nuirait considérablement à l'efficacité de la conversion du couple et affecterait généralement négativement le mouvement des moyens de transport.Pour éviter de tels problèmes, un mécanisme supplémentaire est introduit dans la transmission des voitures et des voitures à plusieurs essieux moteurs - un différentiel central.
Le différentiel central remplit plusieurs fonctions :
● Séparation du couple provenant de l'arbre de transmission en deux flux, dont chacun est fourni à la boîte de vitesses d'un essieu moteur ;
● Modification du couple fourni à chaque essieu en fonction des charges agissant sur les roues et de leurs vitesses angulaires ;
● Différentiels verrouillables - diviser le couple en deux flux strictement égaux pour surmonter les sections de route difficiles (lors de la conduite sur routes glissantes ou hors route).
Ce mécanisme tire son nom du latin différentia - différence ou différence.En cours de fonctionnement, le différentiel divise le flux de couple entrant en deux, et les moments dans chacun des flux peuvent différer considérablement les uns des autres (jusqu'au fait que tout le flux entrant s'écoule vers un axe et rien vers le second axe), mais la somme de leurs moments est toujours égale au couple entrant (ou presque égal, puisqu'une partie du couple est perdue dans le différentiel lui-même en raison des forces de frottement).
Le différentiel central des véhicules à trois essieux est généralement situé sur l'essieu intermédiaire
Les différentiels centraux sont utilisés dans toutes les voitures et machines équipées de deux essieux moteurs ou plus.Cependant, l'emplacement de ce mécanisme peut différer selon la formule des roues et les caractéristiques de la transmission du véhicule :
● Dans la boîte de transfert - utilisée dans les voitures 4×4, 6×6 (des options sont possibles à la fois pour entraîner uniquement l'essieu avant et pour entraîner tous les essieux) et 8×8 ;
● Dans l'essieu moteur intermédiaire – le plus couramment utilisé dans les véhicules 6×4, mais également présent sur les véhicules à quatre essieux.
Les différentiels centraux, quel que soit l'emplacement, offrent la possibilité d'un fonctionnement normal du véhicule dans toutes les conditions routières.Les dysfonctionnements ou l'épuisement de la ressource différentielle nuisent aux performances de la voiture et doivent donc être éliminés dès que possible.Mais avant de réparer ou de remplacer complètement ce mécanisme, il faut comprendre sa conception et son fonctionnement.
Types, dispositif et principe de fonctionnement du différentiel central
Divers véhicules utilisent des différentiels centraux construits sur la base de mécanismes planétaires.En général, l'ensemble est constitué d'un corps (généralement composé de deux coupelles), à l'intérieur duquel se trouve une croix avec des satellites (engrenages coniques) reliés à deux demi-essieux (engrenages d'essieu moteur).Le corps est relié au moyen d'une bride à l'arbre d'hélice, à partir duquel l'ensemble du mécanisme reçoit la rotation.Les engrenages sont reliés au moyen d'arbres aux engrenages d'entraînement des engrenages principaux de leurs essieux.Toute cette conception peut être placée dans son propre carter, monté sur le carter de l'essieu moteur intermédiaire, ou dans le boîtier de la boîte de transfert.
Le différentiel central fonctionne comme suit.Avec un mouvement uniforme de la voiture sur une route à surface plane et dure, le couple de l'arbre de transmission est transmis au carter de différentiel et à la traverse dans laquelle sont fixés les satellites.Puisque les satellites s'engagent avec les engrenages des demi-essieux, les deux entrent également en rotation et transmettent le couple à leurs essieux.Si, pour une raison quelconque, les roues de l'un des essieux commencent à ralentir, le demi-essieu associé à ce pont ralentit sa rotation - les satellites commencent à rouler le long de cet engrenage, ce qui entraîne une accélération de la rotation de le deuxième demi-essieu.En conséquence, les roues du deuxième essieu acquièrent une vitesse angulaire accrue par rapport aux roues du premier essieu - cela compense la différence de charges par essieu.
La conception du différentiel central du camion
Les différentiels centraux peuvent présenter certaines différences de conception et caractéristiques de fonctionnement.Tout d'abord, tous les différentiels sont divisés en deux groupes selon les caractéristiques de répartition du couple entre les deux flux :
● Symétrique - répartissez le moment uniformément entre deux flux ;
● Asymétrique - répartit le moment de manière inégale.Ceci est réalisé en utilisant des engrenages semi-axiaux avec un nombre de dents différent.
Dans le même temps, presque tous les différentiels centraux disposent d'un mécanisme de verrouillage qui assure le fonctionnement forcé de l'unité en mode de répartition symétrique du couple.Ceci est nécessaire pour surmonter des sections de route difficiles, lorsque les roues d'un essieu peuvent se détacher de la surface de la route (en surmontant des trous) ou perdre de la traction avec elle (par exemple, glisser sur la glace ou dans la boue).Dans de telles situations, tout le couple est fourni aux roues de cet essieu et les roues qui ont une traction normale ne tournent pas du tout - la voiture ne peut tout simplement pas continuer à bouger.Le mécanisme de verrouillage répartit de force le couple de manière égale entre les essieux, empêchant les roues de tourner à des vitesses différentes - cela vous permet de surmonter des sections de route difficiles.
Il existe deux types de blocage :
● Manuel ;
● Automatique.
Dans le premier cas, le différentiel est bloqué par le conducteur à l'aide d'un mécanisme spécial, dans le second cas, l'unité est autobloquante lors de l'apparition de certaines conditions décrites ci-dessous.
Le mécanisme de verrouillage à commande manuelle est généralement réalisé sous la forme d'un accouplement denté, situé sur les dents de l'un des arbres, et peut s'engager avec le corps de l'unité (avec l'un de ses bols).Lors du déplacement, l'embrayage relie rigidement l'arbre et le carter de différentiel - dans ce cas, ces pièces tournent à la même vitesse et chacun des essieux reçoit la moitié du couple total.La commande du mécanisme de verrouillage des camions est le plus souvent pneumatique : l'embrayage à engrenages se déplace à l'aide d'une fourchette commandée par la tige de la chambre pneumatique intégrée au carter du différentiel.L'air est fourni à la chambre par une grue spéciale contrôlée par un interrupteur correspondant dans la cabine de la voiture.Dans les SUV et autres équipements sans système pneumatique, la commande du mécanisme de verrouillage peut être mécanique (à l'aide d'un système de leviers et de câbles) ou électromécanique (à l'aide d'un moteur électrique).
Les différentiels autobloquants peuvent avoir des mécanismes de verrouillage qui surveillent la différence de couple ou la différence de vitesses angulaires des essieux moteurs des essieux moteurs.Des embrayages visqueux, à friction ou à came, ainsi que des mécanismes planétaires ou à vis sans fin supplémentaires (dans les différentiels de type Torsen) et divers éléments auxiliaires peuvent être utilisés comme tels mécanismes.Tous ces dispositifs autorisent une certaine différence de couple sur les ponts, au-dessus de laquelle ils sont bloqués.Nous n'examinerons pas ici le dispositif et le fonctionnement des différentiels autobloquants - il existe aujourd'hui de nombreuses implémentations de ces mécanismes, vous pouvez en apprendre davantage à leur sujet dans les sources pertinentes.
La conception du différentiel central du camion
Problèmes d'entretien, de réparation et de remplacement du différentiel central
Le différentiel central subit des charges importantes pendant le fonctionnement de la voiture, de sorte qu'avec le temps, ses pièces s'usent et peuvent être détruites.Afin d'assurer le fonctionnement normal de la transmission, cet ensemble doit être régulièrement vérifié, entretenu et réparé.Habituellement, lors de l'entretien de routine, le différentiel est démonté et soumis à un dépannage, toutes les pièces usées (engrenages aux dents usées ou émiettées, joints d'étanchéité, roulements, pièces fissurées, etc.) sont remplacées par des neuves.En cas de dégâts importants, le mécanisme change complètement.
Pour prolonger la durée de vie du différentiel, il est nécessaire de changer régulièrement l'huile qu'il contient, de nettoyer les reniflards, de vérifier le fonctionnement de l'entraînement du mécanisme de verrouillage.Tous ces travaux sont réalisés conformément aux instructions d'entretien et de réparation du véhicule.
Avec un entretien régulier et un bon fonctionnement du différentiel central, la voiture se sentira en confiance même dans les conditions routières les plus difficiles.
Heure de publication : 14 juillet 2023