Comment fonctionne un différentiel ?
Un engrenage de différentiel se compose en principe d'une cage de différentiel rotative qui sert d'entraînement et sur les faces intérieures de laquelle sont positionnés plusieurs pignons coniques rotatifs, en général au nombre de deux ou quatre. Ces pignons satellites de différentiel tournent simultanément avec deux pignons coniques de taille identique qui sont reliés aux arbres de sortie. Sur les véhicules automobiles, les arbres de sortie sont solidaires des roues motrices. La cage de différentiel est entraînée par un engrenage à pignons coniques, un engrenage à pignon droit ou un engrenage hypoïde.
Pour simplifier les choses, les illustrations schématiques ci-contre représentent uniquement un pignon satellite de différentiel. La cage de différentiel est entraînée par un pignon droit. En ligne droite, les deux arbres de sortie et la cage de différentiel tournent à la même vitesse. L'engrenage de différentiel fonctionne en tant que bloc, cela signifie qu'à l'intérieur, lorsqu'un des pignons est arrêté, l'autre l'est aussi. Ce n'est que lorsque l'on est en présence d'une différence de régime de rotation des arbres de sortie – différences causées par le franchissement d'un virage ou des disparités de l'indice de friction du revêtement – que les pignons satellites du différentiel tournent, à titre supplémentaire, autour de leur propre axe. Le régime de rotation de la cage de différentiel est compris entre les régimes de rotation des deux arbres de sortie. C'est toujours la moitié du couple d'entraînement qui est exercée à hauteur des deux arbres de sortie. Si, dans un cas extrême, un arbre de sortie est à l'arrêt, l'autre tourne alors deux fois plus vite qu'auparavant et donc, aussi, deux fois plus vite que la cage de différentiel (cf. deuxième illustration). Avec les véhicules motorisés, cela se produit sur un revêtement peu adhérent ou lisse (p. ex. sur la neige), car, alors, une roue de l'essieu moteur se trouve sur un revêtement glissant alors que l'autre roue de l'essieu se trouve, elle, sur un revêtement adhérent. Les deux roues recevant un couple identique grâce à l'engrenage de différentiel, le couple moteur transmissible par la roue qui présente la moins bonne adhérence est limité. Sur le plan technique, les différentiels de blocage, qui permettent de remédier au patinage, se présentent sous de multiples exécutions.
Outre la solution de la technique d'engrenage offerte par un blocage du différentiel, une régulation du patinage des roues motrices grâce à un coup de frein ciblé à hauteur de l'une des roues permet d'obtenir un effet similaire à celui du différentiel à blocage.
Important:
En cas de différences du régime de rotation entre les roues d'un essieu moteur, l'une tourne d'autant plus lentement que l'autre roue tourne plus vite. Dans les cas extrêmes, l'une des roues peut être pratiquement à l'arrêt alors que l'autre tourne deux fois plus vite.
Un engrenage de différentiel se compose en principe d'une cage de différentiel rotative qui sert d'entraînement et sur les faces intérieures de laquelle sont positionnés plusieurs pignons coniques rotatifs, en général au nombre de deux ou quatre. Ces pignons satellites de différentiel tournent simultanément avec deux pignons coniques de taille identique qui sont reliés aux arbres de sortie. Sur les véhicules automobiles, les arbres de sortie sont solidaires des roues motrices. La cage de différentiel est entraînée par un engrenage à pignons coniques, un engrenage à pignon droit ou un engrenage hypoïde.
Pour simplifier les choses, les illustrations schématiques ci-contre représentent uniquement un pignon satellite de différentiel. La cage de différentiel est entraînée par un pignon droit. En ligne droite, les deux arbres de sortie et la cage de différentiel tournent à la même vitesse. L'engrenage de différentiel fonctionne en tant que bloc, cela signifie qu'à l'intérieur, lorsqu'un des pignons est arrêté, l'autre l'est aussi. Ce n'est que lorsque l'on est en présence d'une différence de régime de rotation des arbres de sortie – différences causées par le franchissement d'un virage ou des disparités de l'indice de friction du revêtement – que les pignons satellites du différentiel tournent, à titre supplémentaire, autour de leur propre axe. Le régime de rotation de la cage de différentiel est compris entre les régimes de rotation des deux arbres de sortie. C'est toujours la moitié du couple d'entraînement qui est exercée à hauteur des deux arbres de sortie. Si, dans un cas extrême, un arbre de sortie est à l'arrêt, l'autre tourne alors deux fois plus vite qu'auparavant et donc, aussi, deux fois plus vite que la cage de différentiel (cf. deuxième illustration). Avec les véhicules motorisés, cela se produit sur un revêtement peu adhérent ou lisse (p. ex. sur la neige), car, alors, une roue de l'essieu moteur se trouve sur un revêtement glissant alors que l'autre roue de l'essieu se trouve, elle, sur un revêtement adhérent. Les deux roues recevant un couple identique grâce à l'engrenage de différentiel, le couple moteur transmissible par la roue qui présente la moins bonne adhérence est limité. Sur le plan technique, les différentiels de blocage, qui permettent de remédier au patinage, se présentent sous de multiples exécutions.
Outre la solution de la technique d'engrenage offerte par un blocage du différentiel, une régulation du patinage des roues motrices grâce à un coup de frein ciblé à hauteur de l'une des roues permet d'obtenir un effet similaire à celui du différentiel à blocage.
Important:
En cas de différences du régime de rotation entre les roues d'un essieu moteur, l'une tourne d'autant plus lentement que l'autre roue tourne plus vite. Dans les cas extrêmes, l'une des roues peut être pratiquement à l'arrêt alors que l'autre tourne deux fois plus vite.
