Un différentiel est une boîte de vitesses mécanique qui accepte l’énergie d’un arbre d’entrée et la répartit sur deux arbres de sortie. Dans un véhicule, cette composante n’est pas négociable. Il prend la force de rotation générée par le moteur et la convertit en couple nécessaire pour déplacer réellement la voiture.
La fonction principale permet à chaque roue motrice de tourner à des vitesses différentes. Cette capacité est essentielle pour des virages en douceur. Sans cela, la physique prend le dessus d’une manière que la plupart des conducteurs ne veulent pas expérimenter.
Le différentiel de voiture remplit trois tâches distinctes. Premièrement, il dirige la puissance du moteur spécifiquement vers les roues. Deuxièmement, il agit comme l’étage final de réduction de vitesse. Il ralentit une dernière fois la vitesse de rotation de la transmission avant que cette énergie n’atteigne la chaussée. Troisièmement, il transmet la puissance tout en tenant compte du fait que les roues intérieures et extérieures parcourent des distances différentes.
Pourquoi votre voiture a besoin d’un différentiel
Les roues des voitures doivent tourner à des vitesses différentes, surtout dans les virages. La vitesse est égale à la distance divisée par le temps. La roue extérieure couvre plus de terrain que la roue intérieure dans le même laps de temps. La roue extérieure doit donc tourner plus vite.
Pour les roues non motrices, cela n’a aucune importance. Sur une voiture à propulsion, les roues avant ne sont pas connectées. Ils tournent indépendamment. Il en va de même pour les roues arrière d’un véhicule à traction avant. Aucun lien mécanique ne signifie aucun conflit.
Les roues motrices sont différentes. Ils sont liés afin qu’un seul moteur et une seule transmission puissent faire tourner les deux pneus. Si vous retiriez le différentiel, vous devrez bloquer les roues ensemble. Ils seraient obligés de tourner à la même vitesse.
Tourner devient difficile. La voiture résisterait au virage. Plus important encore, cela serait dur pour le véhicule. Les pneus devraient patiner pour permettre à la voiture de changer de direction.
Les pneus modernes et les routes en béton créent d’immenses frictions. Faire patiner un pneu nécessite une force importante. Cette force est transmise via l’essieu d’une roue à l’autre. Cela exerce une forte pression sur les composants de l’essieu. Les pièces se cassent sous ce genre de contrainte.
Les différentiels ont besoin d’un liquide lubrifiant pour fonctionner, tout comme les moteurs et les transmissions. Cette huile réduit la friction et refroidit les engrenages. Il doit être vérifié et remplacé occasionnellement lors de l’entretien automobile de routine. Négliger ce fluide entraîne une usure prématurée et une éventuelle panne.
La mécanique du tournage
Lorsqu’une voiture tourne, le pneu extérieur parcourt un arc plus large. Le pneu intérieur prend une ligne plus serrée. La différence de distance est substantielle à des vitesses plus élevées. Si les roues sont bloquées mécaniquement, le pneu ayant le moins de traction patinera tandis que l’autre traînera. C’est ce qu’on appelle le wheel hop ou la liaison.
Un différentiel ouvert standard résout ce problème en permettant au couple d’être envoyé à la roue présentant le moins de résistance. Cela fonctionne bien sur une chaussée sèche. Il tombe en panne lorsqu’une roue est sur la glace ou sur du gravier meuble. Le véhicule ne va nulle part car le différentiel envoie toute la puissance au rouet.
C’est là qu’interviennent les différentiels à glissement limité. Également appelés positraction, ces systèmes limitent la différence de vitesse entre les deux roues. Ils obligent les deux pneus à maintenir leur traction. Cela permet une meilleure accélération en sortie de virage, notamment dans de mauvaises conditions météorologiques.
Il existe plusieurs types de différentiels à glissement limité. Les LSD de type embrayage utilisent des plaques de friction pour lier les roues ensemble sous charge. Les LSD à détection de couple utilisent des engrenages planétaires pour distribuer la puissance en fonction de la résistance. Les systèmes électroniques peuvent simuler ce comportement en freinant la roue qui patine.
Sans aucune forme de gestion de la traction, il serait presque impossible de conduire rapidement les voitures de performance modernes dans les virages. Le différentiel n’est pas seulement un composant passif. Il gère activement la façon dont la puissance est transmise à la route.
Questions de maintenance
Le fluide à l’intérieur d’un différentiel est essentiel.
