Types de différentiel et leurs fonctions

Il existe différents types de différentiels adaptés à un véhicule spécifique car ils servent à transmettre la puissance du moteur aux roues. Dans mon post précédent, le différentiel a été expliqué comme étant un mécanisme qui transmet le couple d'un moteur aux roues dans le but de diviser la puissance, permettant aux roues de se déplacer à une vitesse variable.

Aujourd'hui, nous allons nous pencher sur les différents types de différentiels et leur principe de fonctionnement.

Types de différentiel

Voici les différents types de différentiel que l'on peut trouver sur les automobiles :

• Différentiel ouvert
• Différentiel bloqué
• Différentiel soudé/bobine
• Différentiel à glissement limité
• Différentiel Torsen
• Différentiel actif
• Différentiel de vectorisation de couple

Voyons maintenant leurs explications !

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Différentiel ouvert :

La forme de base d'un différentiel ouvert contient deux moitiés d'un essieu avec un engrenage à chaque extrémité qui sont reliés entre eux par un troisième engrenage constituant trois côtés d'un carré. Pour compléter le carré, un quatrième engrenage est ajouté pour augmenter la force. La résistance est augmentée avec la couronne dentée ajoutée au boîtier de différentiel qui contient les engrenages de base de base. Cette couronne dentée garantit que les roues sont alimentées en connectant l'arbre d'entraînement via un pignon.

L'avantage d'un différentiel ouvert est de permettre à l'essieu de tourner plus efficacement, ce qui est obtenu lorsque la roue extérieure de virage se déplace à une vitesse plus rapide que la roue intérieure lorsqu'elle couvre le sol. Un autre avantage est qu'il est relativement bon marché à produire et courant.

Des inconvénients surviennent également sur ce type de différentiel car le couple est réparti uniformément entre les deux roues. Pour cette raison, la puissance transmise aux roues est limitée par la roue avec le moins d'adhérence.

Différentiel verrouillé :

Le type de différentiel verrouillé se trouve souvent sur un véhicule qui sort de la route. Il s'agit essentiellement d'un différentiel ouvert avec pour effet de verrouiller l'essieu en place pour en créer un fixe au lieu d'un indépendant. Cet effet peut avoir lieu manuellement ou électroniquement dans le véhicule.

Les avantages du différentiel bloqué sont d'obtenir une traction sensiblement supérieure à celle du différentiel ouvert. Ceci sera réalisé car le couple n'est pas également réparti 50/50 sur la roue. Plus de couple peut être un canal vers la roue qui a une meilleure traction.

L'un des inconvénients des différentiels verrouillés est appelé liaison, cela se produit lorsqu'un excès d'énergie de rotation (couple) s'accumule dans la transmission et doit être libéré. Cette libération peut être effectuée lorsque les roues quittent le sol pour réinitialiser la position ou en déverrouillant simplement l'essieu lorsqu'elles ne sont plus nécessaires.

Différentiel soudé/bobine :

Le différentiel soudé est assez similaire au type verrouillé, sauf qu'il a été soudé en permanence d'un différentiel ouvert à un essieu fixe. La soudure de l'essieu fixe est faite à dessein afin de maintenir les deux roues en rotation simultanément. Les véhicules avec un tel différentiel sont destinés au drift.

Le différentiel ne convient à aucune autre condition de conduite, car la soudure a déjà altéré la résistance des composants. cela augmente également le risque de défaillance catastrophique des pièces, ce qui peut entraîner l'explosion d'engrenages différentiels cassés à travers le carter de différentiel.

Différentiel à glissement limité :

Ce type de différentiel est abrégé en LSD. Il combine les avantages des différentiels ouverts et verrouillés grâce à un système plus compliqué. Une forme différente de résistance est utilisée pour obtenir le même résultat dans ce différentiel. Ils sont classés en :

• Embrayage mécanique LSD
• LSD visqueux

Embrayage mécanique LSD

L'embrayage mécanique SLD contient le même engrenage de base trouvé dans les différentiels ouverts avec une paire d'anneaux de pression. Les anneaux de pression exercent une force sur deux ensembles de disques d'embrayage positionnés à côté des engrenages. Cela offre une résistance à la rotation indépendante des roues, qui change l'effet du différentiel d'ouvert à verrouillé. Il lui fournit également une traction accrue.

Dans ce type d'embrayage mécanique LSD, les anneaux de pression entourent les engrenages centraux, qui sont écartés par les goupilles d'engrenage centrales. Il pousse contre les surfaces inclinées en rotation et pousse les anneaux de pression dans le parc d'embrayage (jaune et bleu) de chaque côté. Cela génère une résistance et modifie le fonctionnement de l'essieu ouvert à un effet fixe.

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L'embrayage mécanique LSD est en outre divisé en sous-types qui fonctionnent de différentes manières. Ils changent lorsque la pression sur les disques d'embrayage et la bague de pression est exercée. Vous trouverez ci-dessous les différents types d'embrayage mécanique LSD :

• LSD à sens unique : la pression n'est exercée qu'en décélération, ce qui signifie qu'il se comporte comme un type ouvert dans les virages. Cela fait tourner la roue indépendamment. Mais en accélération, la rotation de l'embrayage du différentiel crée des frottements dans les disques d'embrayage. Cela les verrouille en place afin d'obtenir plus de traction.
• LSD bidirectionnel : la pression s'exerce également sur les disques d'embrayage en décélération. Il contribue à améliorer la stabilité au freinage sur des surfaces de route variables.
• Un chemin et demi de LSD : il essaie de combiner les avantages des sous-types, en exerçant une bonne quantité de pression en accélération et une moindre quantité en décélération.

LSD visqueux :

Le visqueux est le deuxième type de différentiel à glissement limité qui utilise un liquide épais en remplacement de l'embrayage pour créer la résistance nécessaire pour changer les différentiels fonctionnant entre ouvert et verrouillé. Ce type est plus simple car il a moins de pièces mobiles que le LSD mécanique.

Le travail est plus fluide dans l'application, car la résistance augmente à l'unisson avec la vitesse des roues, offrant une augmentation très progressive. Le LSD visqueux transfère plus efficacement le couple à la roue qui a plus de traction. C'est parce que le fluide agit comme résistant à la vitesse. si jamais une roue perd de la traction et tourne la différence de vitesse entre les deux roues à l'intérieur du différentiel. Il crée plus de résistance sur la roue qui se déplace plus lentement en canalisant plus de couple de l'arbre de transmission vers celle-ci.

L'inconvénient de ce type qui limite son utilisation est que le fluide chauffe et devient moins visqueux entraînant moins de résistance. Il ne peut pas non plus se verrouiller complètement comme le LSD mécanique car le fluide est incapable de fournir une résistance absolue dans un espace adéquat.

Différentiel de Torsen :

le différentiel Torsen utilise un engrenage brillant pour produire le même effet que le différentiel à glissement limité. Mais cela ne fonctionne ni avec les embrayages ni avec la résistance aux fluides. Au lieu de cela, une couche d'engrenage à vis sans fin est ajoutée à une configuration d'engrenage traditionnelle d'un différentiel ouvert. Les ensembles d'engrenages à vis sans fin agissent sur chaque essieu pour fournir la résistance nécessaire pour permettre le transfert de couple. Ceci est réalisé en ayant les engrenages à vis sans fin en prise constante les uns avec les autres grâce à un engrenage droit connecté.

Le maillage constant entre les deux côtés du différentiel aide à transférer le couple immédiatement. Cela le rend plus sensible lors des changements de route et des conditions de conduite. Le différentiel Torsen est également capable de diriger un pourcentage élevé de couple sur une roue en fonction du rapport de vitesse. Contrairement au différentiel ouvert qui doit répartir son couple de manière égale entre les roues.

Dans le différentiel Torsen, l'engrenage peut être usiné de manière à ce que le rapport de résistance différent ait un impact lors de l'accélération et de la décélération, tout comme le un et demi d'un différentiel à glissement limité. ceci est réalisé mécaniquement sans l'utilisation d'électronique ou de toute autre forme d'évaporation. Le différentiel Torsen est le meilleur système mécanique qui possède toutes les qualités des autres différentiels répertoriés dans cet article.

Différentiel actif :

Le type de différentiel actif est très similaire au différentiel à glissement limité car il utilise toujours des mécanismes. Le mécanisme est utilisé pour offrir la résistance nécessaire pour transférer le couple d'un côté à l'autre. Les embrayages sont activés électroniquement au lieu de compter sur une force purement mécanique.

Les différentiels actifs utilisent l'électronique pour modifier artificiellement les forces mécaniques auxquelles le système est confronté à travers les conditions de conduite changeantes. C'est pourquoi ils sont contrôlables et donc programmables. Et avec des capteurs sur un tel véhicule, un ordinateur peut automatiquement détecter à quelles roues transférer la puissance et quand elle doit être transférée.

Ces types de différentiels offrent de bonnes performances, en particulier sur de mauvaises routes, et contribuent à améliorer les voitures qui supportent des conditions de conduite en évolution rapide. Mais ce sera un système capable de maintenir leurs ajustements continus au véhicule.

Différentiel de vecteur de couple :

Le type de différentiel à vecteur de couple utilise également un système amélioré électroniquement et l'utilise même pour modifier l'angle ou le vecteur du véhicule. Il encourage des roues spécifiques à prendre plus de couple quand il en a besoin, ce qui améliore ses performances en virage. Lorsqu'un embrayage opposé est activé, celui qui est un LSD à entraînement purement mécanique s'engagerait normalement, peut être utilisé pour aider à la direction. Tout en mettant plus de puissance, en surmontant les lacunes du système LSD.

Dans le coin de ce différentiel, un LSD multidirectionnel exerce une résistance sur les deux roues jusqu'à ce que l'essieu se verrouille partiellement. Et stabilisez-le également au freinage, qui est ensuite relâché lorsque la vitesse des roues diminue et que le véhicule tourne. Cela permet aux roues de tourner à des vitesses différentes. Mais, au lieu de relâcher la résistance sur les deux roues, un TVD continuera à appliquer l'embrayage sur la roue extérieure uniquement. Cela augmente la résistance subie par la roue et permet au système de canaliser plus de couple vers celle-ci. Le déséquilibre de puissance sera dû à l'extérieur, obligeant le véhicule à prendre un virage serré et réduisant le sous-virage.

Lorsque la résistance est ressentie continuellement dans le virage, alors que le véhicule passe le sommet et commence à accélérer, il continuera à remplacer un LSD multivoies normal. Cela interpréterait à nouveau le mouvement plus rapide de la roue extérieure comme un glissement et détournerait le couple lors de l'accélération vers la roue intérieure car elle perçoit avoir plus d'adhérence.

Le TVD exerçant plus de résistance sur l'embrayage des roues extérieures, le système est trompé pour détourner plus de couple à travers lui. ceci est réalisé en augmentant la quantité de puissance qui peut être appliquée et en réduisant le sous-virage subi lors de l'accélération en sortie de virage.

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Les différentiels à vectorisation de couple sont capables de transmettre 100 % du couple disponible à travers une seule roue. Ce n'est que lorsqu'il avait besoin du couple dans les circonstances les plus extrêmes.

La limite de ce TVD est qu'il est très compliqué et très coûteux et qu'il est généralement utilisé pour les applications de course/piste pour son potentiel de virage à grande vitesse.

Tous les types de différentiel ont leurs propres avantages et inconvénients, j'espère que vous connaissez maintenant les différents types de différentiel. Si vous avez des questions, veuillez les poser via la zone de commentaires et partager cet article avec d'autres étudiants techniques. Merci !