4.1 FONCTIONNEMENT DU DIFFÉRENTIEL

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1 h jgbjgbjg hlk bjgbjgb sghhhf hhfhhj gbjgbj bsghh hfhh hlkj jgbbsghh hjkoop;y koop;y op;y hfhhjko op;y jgbjgbbs gbjgbjgbbsghh hhfhhjkoop hjkoop;y ;y ;aes hlkjgbj bbsghh hjkoop;y dpi jgbjgbj bbsghhhf dpi hhjkoop;y CHAPITRE 4 Introduction Les constructeurs des premiers véhicules motorisés découvrirent rapidement que le comportement routier en virage se détériorait si les roues motrices devaient tourner à des vitesses identiques. Le dispositif présent dans toutes les automobiles et qui autorise cette différence de vitesse est appelé différentiel. En plus du différentiel, qui distribue le couple au besoin à chacune des roues, les véhicules à transmission intégrale possèdent un boîtier de transfert chargé de transmettre le couple aux roues motrices avant et arrière. hlkjg gbjgbbsgh fhhj koop;y hlkj 4.1 FONCTIONNEMENT DU DIFFÉRENTIEL Avant de diagnostiquer un problème puis de réparer un différentiel, il faut d abord connaître son fonctionnement. Pour comprendre le fonctionnement de l ensemble, il faut commencer par étudier chacun de ses composants. Figure 4.1 Distances parcourues par les roues intérieures et extérieures RÔLE DU DIFFÉRENTIEL Le différentiel partage l énergie du moteur selon les besoins de chacune des roues motrices. Lorsque le véhicule effectue un virage (figure 4.1), la roue située à l intérieur de la courbe parcourt dans un même temps une distance plus courte; elle doit donc tourner plus lentement que celle placée à l extérieur. Sans différentiel, les arbres de roues seraient soumis à une torsion importante dans les virages. Le différentiel compense aussi la différence de vitesse entre deux arbres de roues si, en raison de l usure inégale ou de pressions de gonflage différentes, le pneu d un côté du véhicule n a pas exactement le même diamètre que celui du côté opposé. 185/ ,5 po Un tour 80,11 po 6,69 pi En plus de sa fonction principale, l ensemble appelé différentiel assume aussi les tâches secondaires suivantes : réduction constante de la vitesse des arbres de roues par rapport à celle de l arbre d entrée; changement de la direction de l énergie lorsque le moteur est monté longitudinalement dans le véhicule (renvoi d angle) ,8 m (39 pi) 9,4 m (31 pi) 7,5 m (24,6 pi) 6 m (20 pi) 4.2 Mécanique automobile Module 17

2 CHAPITRE 4 La fonction «différentielle» peut être assumée par un différentiel sphérique ou par un différentiel à train planétaire. Le différentiel dit sphérique est d usage courant pour les ponts des automobiles; vous verrez que celui à train planétaire sert notamment dans les boîtiers de transfert. LOCALISATION DU DIFFÉRENTIEL La configuration du véhicule détermine la position de montage du différentiel. Avant de poursuivre, il importe de bien s entendre sur la terminologie. Souvent, ce nom sert aussi bien à désigner le différentiel que l ensemble constitué des engrenages, du carter et des demiarbres de roues. Pour éviter la confusion, dans le cas des véhicules à propulsion, on utilisera les expressions «pont rigide» et «pont suspendu». L expression «pont rigide» (figure 4.2) désigne l ensemble formé du carter du pont arrière et de tous les composants qu il renferme (différentiel, arbres de roues, etc.). Figure 4.2 Pont rigide (Moog Automotive) Pont rigide L expression «pont suspendu» ne désigne que le carter du différentiel et ses éléments internes (figure 4.3). Ce type de pont, fixé au châssis, ne se trouve que dans les automobiles à propulsion à suspension arrière indépendante. Un «pont suspendu» ne supporte pas les roues et n est donc pas influencé par les oscillations des roues. L entraînement des roues s effectue par des demi-arbres externes. Figure 4.3 Pont suspendu (Moog Automotive) Demi-arbres Le différentiel des véhicules à traction avant est toujours logé à l intérieur du carter de la boîte de vitesses, que le moteur soit longitudinal ou transversal. Comme ces véhicules n ont pas d ensemble de différentiel distinct, ils ne possèdent pas de pont avant. L expression «boîte-pont» sert souvent à désigner l ensemble renfermant la boîte de vitesses et le différentiel. Pont suspendu Châssis Module 17 Mécanique automobile 4.3

3 CHAPITRE 4 L orientation du moteur dans le véhicule détermine le type d engrenage qui assure la démultiplication : lorsque l orientation est longitudinale, le différentiel renferme un couple conique qui change de 90 la direction de l énergie en plus de démultiplier la vitesse; lorsque l orientation est transversale, le transfert de l énergie s effectue par deux pignons à denture hélicoïdale; les arbres de la boîte de vitesses sont parallèles aux arbres de roues (figure 4.4). Figure 4.4 Différentiel intégré à la boîte de vitesses (Ford) Transversal TYPES DE DIFFÉRENTIELS DES AUTOMOBILES À PROPULSION Les deux types de différentiels sphériques sont : à porte-différentiel démontable, aussi nommé pont banjo (figure 4.5); à porte-différentiel incorporé (figure 4.6). Chacun de ces types de différentiels peut être standard, antipatinage ou autobloquant. s à denture hélicoïdale Un différentiel de type démontable possède un carter indépendant du pont arrière. Ce carter renferme tous les composants du différentiel (figure 4.5). Ce type de différentiel se trouve surtout dans des camionnettes et des véhicules utilitaires. Figure 4.5 Composants d un différentiel de type démontable (Ford) Carter du pont Plaque de maintien Demi-arbre Planétaire Axe des satellites Carter du différentiel Joint torique Écrou de réglage Chapeau de roulement Cale Roulementguide Support du pignon Déflecteur Flasque 4.4 Mécanique automobile Module 17

4 CHAPITRE 4 Pour le différentiel de type incorporé, tous les éléments du différentiel s attachent directement au carter du pont arrière. L accès aux composants internes s effectue par un couvercle boulonné à l arrière du carter. Figure 4.6 Composants d un différentiel de type incorporé (Ford) Planétaire Axe des satellites Dispositif de verrouillage en C Chapeau de roulement Carter du pont Flasque Demi-arbre CONSTRUCTION Les pièces principales de ces deux types de différentiels sont pratiquement identiques; la différence ne provient que de la position des fixations du boîtier et de l alésage du pignon d attaque. d attaque Le pignon d attaque est l engrenage de commande du différentiel. Il est relié à l arbre de transmission par une bride d accouplement ou un flasque. La bride d accouplement ou le flasque est relié au pignon par des cannelures, tandis qu un écrou autobloquant fixe le tout. Le pignon d attaque transmet un couple important et il doit être supporté par des roulements robustes à ; son montage au carter du différentiel s effectue selon l une des méthodes suivantes : à cheval; en porte-à-faux. Module 17 Mécanique automobile 4.5

5 CHAPITRE 4 Montage à cheval Pour ce type de montage, deux roulements sont situés à l avant du pignon d attaque et un troisième à l arrière (figure 4.7). Les deux roulements à placés l un près de l autre à l avant du pignon absorbent toute la poussée axiale (avant-arrière) et une partie de la charge radiale (haut-bas). Un troisième, appelé roulement-guide, est monté dans le carter et supporte l extrémité avant du pignon. Ce roulement n absorbe que la charge radiale. Figure 4.7 Montage à cheval du pignon d attaque (Ford) Roulements à Montage en porte-à-faux Les roulements à de ce type de montage sont plus espacés l un de l autre afin d allonger le bras de levier du roulement avant pour l aider Roulementguide à supporter la charge radiale (figure 4.8). Les deux roulements sont disposés à l avant du pignon d attaque et absorbent également la poussée axiale. Les deux montages présentent des avantages comparables et le choix de l un ou l autre revient aux concepteurs. Figure 4.8 Montage en porte-à-faux (Ford) Arbre de roue Roulements à 4.6 Mécanique automobile Module 17