Transmissions : le blocage du différentiel

Dans le cas où la différence de coefficient d’adhérence entre les roues d’un même essieu est très différente, l’annulation de l’effet différentiel est indispensable.

Une des roues peut se trouver sur une surface qui offre une bonne adhérence et donc, un couple résistant correspondant au couple moteur suffisant pour faire avancer l’engin. L’autre roue n'a aucune adhérence, le couple résistant qui s’oppose à sa rotation est négligeable rien ne l'em­pêche de se mettre à tourner à un régime élevé.

La roue P1 s'immobilise (le couple transmis à cette roue est très faible : le même que celui qui permet à la roue P2 de tourner sans adhé­rence). ωP1 = 0, donc aucune puissance n'est transmise à cette roue. La roue P2 tourne deux fois plus vite que la couronne, son couple trans­mis est très faible. Le couple est insuffisant pour déplacer l’engin. La puissance fournie par le moteur est absorbée par le frottement de la roue sur le sol et ne sert pas à mouvoir la masse.

Le blocage du différentiel offre une solution qui consiste à rendre momentanément solidaires les deux demi-arbres de roue de sorte que la puissance puisse être transmise par la roue adhérente. Toute la puissance disponible à l'en­trée du pont sera dirigée par le blocage du diffé­rentiel vers les roues, et répartie en fonction de leur adhérence sur le sol.

La roue adhé­rente peut être amenée à transmettre la totalité du couple moteur.

Le blocage du différentiel constitue un sys­tème extrêmement efficace permettant d'exploiter la totalité du coefficient d’adhérence disponible. Aucun autre système aussi simple et d'un usage aussi aisé ne permet d'égaler son efficacité.

 

Si le coefficient d’adhérence est très faible, le blocage du différentiel s’avère tout aussi indispensable lorsqu’il s’agit de transmettre une force de retenue importante. Dans une pente prononcée, en vitesse très lente, en raison de l’effet différentiel, la roue qui adhère peut obliger la roue qui glisse à tourner à l’envers. Le tracteur pourrait alors se mettre en travers et se retourner.

 La liaison entre les deux demi arbres de roues peut se faire de plusieurs manières.

La solution la plus répandue est celle qui consiste à rendre un planétaire solidaire du boîtier du différentiel, par l'intermédiaire d'un sys­tème de crabotage quelconque.

Dans le train épicycloïdal sphérique que constitue le différentiel, le blocage du différentiel consiste à utiliser la prise directe : lorsque deux éléments sont reliés entre eux le troisième est entraîné au même régime de rotation.

Le planétaire (ou la couronne) est généralement relié au porte satellites.

La liaison entre un planétaire et le boitier est réalisée au moyen de pions déplacés grâce à une fourchette. Le décrabotage s’effectue à l’aide d’un ressort dès que l’on cesse l’action sur la commande. Commande relâchée, les pions ne peuvent se dégager des planétaires qu’en l’absence de couple transmis.

Le crabotage du différentiel est au repos. La fourchette libère les pions de crabotage grâce à un puissant ressort.

Lorsque le crabotage est engagé, le planétaire devient solidaire du boîtier. Le satellite ne peut plus tourner sur lui-même, ce qui immobilise le planétaire droit. Les deux demi-arbres sont liés en rotation.

Quel que soit le système utilisé, le blocage du différentiel ne peut être que momentané. Il ne doit jamais rester en action lors d’un virage. Si par accident, le blocage restait efficace :

 - soit le véhicule continuerait sa course en ligne droite (à cause du synchronisme des roues arrière) ;

- soit il y aurait rupture immédiate d'un demi arbre.

 De ce fait, toutes les différentes commandes réalisées par les constructeurs ont été prévues pour une utilisation temporaire. La mise hors service du blocage du différentiel peut être auto­matique, ou signalée par un témoin lumineux lorsque celui-ci est enclenché.

Toute la puissance disponible à l'entrée du pont est dirigée par le blocage du différentiel vers les roues et répartie en fonction du coefficient d'adhérence rencontré, la roue qui se trouve dans les conditions les plus favorables peut être amenée à transmettre momentanément toute la puissance de traction nécessaire au déplacement de l’engin ou de l'outil, dans ce cas la répartition des couples à parts égales sur chaque demi arbre ne joue plus puisque le différentiel est court circuité.

Sur ce pont avant de tracteur à quatre roues motrices, la liaison entre le boitier du différentiel et un demi-arbre de roue est réalisée au moyen d’un embrayage multidisques humide. La liaison est plus progressive et sans à-coups. Le blocage du différentiel peut être engagé en marche mais sous faible charge afin d’éviter la rupture d’un demi-arbre de roue. Le différentiel redevient actif dès que l’embrayage est ouvert, même en cas de couple résiduel.

Détail de l’embrayage multidisques de blocage du différentiel. La différence de régime de rotation entre le boîtier et le planétaire est faible. Cependant, si l’engagement s’effectue en charge, le couple peut être très élevé, ce qui justifie un nombre de disques important.

Le couple correspondant à l'effort résistant ne transitant que par la roue qui adhère on comprend qu'un à coup (provoqué par un embrayage brusque, l'enclenchement du blocage du différentiel en charge, un changement de rapport semi automatique ...) puisse provoquer la rotation du pneu sur la jante ou la rupture d'un arbre de roue.

C'est pour cette raison que dans le cas de travaux nécessitant un effort de traction important (en ligne droite) le blocage du différentiel doit être utilisé en permanence, à titre préventif d'une part, mais également pour limiter le glissement et de ce fait la consommation.

Dans la mesure ou il est utilisé à bon escient le blocage du différentiel constitue un système extrêmement efficace permettant d'exploiter la totalité du coefficient d'adhérence disponible.

www.abadia-autoeditions.fr