Différentiel "Thorsen": le principe de fonctionnement

2024 Auteur: Erin Ralphs | [email protected]. Dernière modifié: 2024-02-19 15:43

"Thorsen" est l'une des variétés de différentiels autobloquants. Un tel mécanisme est disponible à la fois sur les voitures nationales et sur les voitures étrangères. Le principe de fonctionnement du différentiel Torsen est basé sur le frottement changeant des pièces mécaniques, ce qui entraîne la répartition du couple entre les essieux.

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Alors, à quoi sert ce mécanisme ? Le différentiel le plus simple est capable de répartir la puissance ou le couple entre deux roues de manière égale, uniforme. Si une roue patine et ne peut pas s'accrocher à la chaussée, le couple de la deuxième roue sera nul. Les modèles améliorés, et la grande majorité d'entre eux sont des différentiels avec un mécanisme autobloquant, sont équipés d'un système qui bloque l'arbre d'essieu posté. Le couple est alors réparti de manière à ce que la puissance maximale soit transmise à la roue qui conserve une bonne traction.

Le différentiel Thorsen est la meilleure solution pour un véhicule à traction intégrale,fonctionnaient principalement dans des conditions difficiles. "Thorsen" n'est pas le nom du développeur, mais une abréviation. Cela signifie Torque Sensing ou Torque Sensing.

À propos de l'histoire de la création

Le différentiel Thorsen a été introduit pour la première fois en 1958. L'ingénieur américain V. Glizman a développé la conception et le principe de fonctionnement. Le brevet pour la production en série de ce mécanisme autobloquant a été reçu par la société Torsen, dont le nom est devenu le nom de l'appareil.

Appareil

Ce mécanisme est composé d'éléments familiers - l'appareil est similaire à n'importe quel nœud planétaire. Vous pouvez mettre en évidence les pièces principales - c'est le cas, les engrenages à vis sans fin, les satellites.

En ce qui concerne le concept général, il n'y a pas beaucoup de différences par rapport aux mécanismes ordinaires. Le boîtier est fixé rigidement à l'unité d'entraînement de la transmission. Les satellites sont installés à l'intérieur du boîtier. Ils sont fixés sur des essieux spéciaux. Les satellites sont en prise rigide avec les engrenages des arbres d'essieux. Les engrenages des demi-axes sont fixés aux arbres, auxquels le couple est transmis.

Et maintenant, pour le mécanisme Torsen lui-même. Dans ce nœud, l'engrenage des demi-axes a des dents hélicoïdales. Ce n'est rien d'autre qu'un arbre à vis sans fin traditionnel.

Les satellites sont une paire d'engrenages hélicoïdaux. Un élément de cette paire forme une paire de vis sans fin avec l'engrenage d'essieu. Une paire d'engrenages satellites peut également interagir l'un avec l'autre en raison de l'engrenage droit. La conception a jusqu'à trois satellites, dont chacunreprésente une paire d'engrenages.

Principe de fonctionnement

Voyons comment fonctionne le différentiel de Thorsen. Considérons cela sur l'exemple d'un montage inter-roues. Lorsqu'une paire de roues motrices se déplace en ligne droite, elles rencontrent toutes deux la même résistance. Par conséquent, le mécanisme répartit le couple uniformément entre les deux roues. Lorsque vous conduisez en ligne droite, les planètes ne sont pas impliquées et la force est transmise directement de la coupelle aux engrenages latéraux.

Lorsque la voiture entre dans le virage, la roue intérieure éprouve plus de résistance et sa vitesse diminue. La paire de vis sans fin de la roue intérieure commence à fonctionner. L'engrenage latéral fait tourner l'engrenage satellite. Ce dernier transmet le couple au deuxième pignon de l'arbre de roue. Cela augmente la force sur la roue extérieure. Étant donné que la différence de couple des deux côtés est faible, le frottement dans la deuxième paire de vis sans fin est également faible. Dans ce cas, l'autoblocage ne se produira pas. C'est sur cela que repose le principe différentiel de Thorsen.

Lorsque l'une des roues motrices de la voiture se trouve sur une surface glissante, sa résistance diminue. Le couple tend vers cette roue. Le demi-arbre fait tourner l'engrenage satellite et transmet le couple au deuxième satellite. Dans ce cas, il y aura auto-freinage. L'engrenage satellite n'est pas en mesure d'agir comme un élément d'entraînement et ne peut pas faire tourner l'engrenage latéral en raison de certaines caractéristiques des engrenages à vis sans fin. Par conséquent, la paire de vers se coince. Et quandcoincer, cela ralentira la rotation de la deuxième paire, et le couple sur chacun des demi-axes s'égalisera.

Trois modes de fonctionnement

Si nous considérons le principe de fonctionnement complet du différentiel Torsen, il faut dire que le système peut fonctionner selon trois modes différents. Le mode spécifique dépend du niveau de résistance sur la roue. Lorsqu'il est identique, le couple est uniformément réparti.

Si la résistance sur l'une des roues augmente, alors la paire de vis sans fin est allumée, et donc la deuxième paire est activée, malgré la petite résistance qu'elle présente. Cela conduit à la redistribution du moment selon les besoins. Dans ce cas, une roue ralentira. Le second tournera plus vite.

Si la résistance est complètement perdue sur l'un des pneus, cela s'accompagnera d'un blocage ou d'un blocage de la paire de vis sans fin en raison d'un frottement élevé. Ensuite, la deuxième paire ralentit immédiatement. le couple s'égalise. Le fonctionnement du différentiel Torsen dans ce mode est similaire à un mouvement rectiligne.

Trois types de "Thorsen"

Dans la première version, les engrenages des demi-axes principaux, ainsi que les satellites, sont utilisés comme paires de vis sans fin. Chaque essieu a ses propres satellites, reliés par paires avec ceux de l'essieu opposé. Cette connexion est réalisée à l'aide d'un engrenage droit. Les axes des satellites sont perpendiculaires aux demi-axes. Cette version du différentiel Torsen est reconnue comme la plus puissante parmi toutes les conceptions similaires. Il est capable de fonctionner dans une très large plage de couple.

La deuxième option diffère en ce que les axes des satellites sont parallèles aux arbres d'essieu. Les satellites dans ce cas sont installés différemment. Ils sont situés dans des sièges de tasse spéciaux. Les satellites paires sont reliés par des engrenages hélicoïdaux qui, lors du calage, participent au blocage.

La troisième option est la seule parmi toute la série où la conception est planétaire. Il est utilisé comme différentiel central dans les véhicules à traction intégrale. Les axes des satellites et les pignons d'entraînement sont également parallèles entre eux. Pour cette raison, l'unité est très compacte. Grâce à la conception, il est initialement possible de répartir la charge entre les deux ponts dans un rapport de 40:60. Si un blocage partiel est déclenché, la proportion peut dévier de 20 %.

Avantages des différentiels de cette conception

Cette conception présente de nombreux avantages. Ce mécanisme est installé car la précision de son travail est extrêmement élevée, tandis que l'appareil fonctionne de manière très fluide et silencieuse. La puissance est répartie automatiquement entre les roues et les essieux - aucune intervention du conducteur n'est nécessaire. La redistribution du couple n'affecte en rien le freinage. Si le différentiel fonctionne correctement, il n'a pas besoin d'être entretenu - le conducteur n'a qu'à vérifier et changer périodiquement l'huile.

C'est pourquoi de nombreux pilotes ont installé le différentiel Torsen sur la Niva. Il utilise également un système de traction intégrale permanente et aucune électronique, de sorte que les amateurs de sports extrêmes changent souvent le différentiel standard pour cet appareil.

Défauts

Il y a aussi des inconvénients. C'est un prix élevé, car l'intérieur de la structure est assez compliqué. Comme le différentiel fonctionne sur le principe des épines, cela augmente la consommation de carburant. Avec tous les avantages, l'efficacité est plutôt faible par rapport à des systèmes similaires d'un type différent. Le mécanisme a une forte prédisposition au blocage et l'usure des éléments internes est assez intense. Des produits spéciaux sont nécessaires pour la lubrification, car une grande quantité de chaleur est générée lors du fonctionnement de l'ensemble. Si différentes roues sont installées sur le même essieu, les pièces s'usent encore plus intensément.

Demande

Le nœud est utilisé comme mécanisme interroues et interponts pour la redistribution du couple. Une unité de ce type est installée sur de nombreuses voitures étrangères, mais elle a reçu la plus grande popularité sur l'Audi Quatro. Les constructeurs de voitures à traction intégrale préfèrent très souvent cette conception particulière. Le différentiel Torsen est installé sur le VAZ pour sa simplicité relative et son fonctionnement instantané.