Différentiel limité : comment ça marche ?

2024 Auteur: Erin Ralphs | [email protected]. Dernière modifié: 2024-02-19 15:44

Le terme "blocage de différentiel", ou "différentiel limité" (autobloquant), a été entendu par de nombreux automobilistes, mais seuls quelques-uns savent à quoi ressemble ce processus dans la pratique. Et si les constructeurs automobiles précédents équipaient une telle «option» principalement avec des SUV, on peut désormais la trouver également sur toute une citadine. De plus, souvent les propriétaires de voitures non équipées d'autobloquants, ayant compris les avantages qu'ils apportent, les installent eux-mêmes.

Mais avant de comprendre le fonctionnement d'un différentiel autobloquant, il faut comprendre comment il fonctionne sans blocage.

Qu'est-ce qu'un différentiel

Le différentiel (diff) peut à juste titre être considéré comme l'un des principaux éléments de la conception de la transmission automobile. Avec son aide, la transmission, le changement et la répartition du couple produit par le moteur entre une paire de consommateurs ont lieu: roues situées sur le même axe de la machine ou entre ses essieux. De plus, la force du flux d'énergie distribuée, si nécessaire, peut être différente, ce qui signifie que la vitesse de rotation des roues est différente.

BLe différentiel de transmission de voiture peut être installé: dans le carter d'essieu arrière, la boîte de vitesses et la boîte de transfert, en fonction du ou des dispositifs d'entraînement.

Ces différentiels qui sont installés dans le pont ou la boîte de vitesses sont appelés interwheel, et qui sont situés entre les essieux de la voiture, respectivement - interaxle.

Affectation différentielle

Comme vous le savez, une voiture effectue diverses manœuvres pendant la conduite: virages, changements de voie, dépassements, etc. De plus, la surface de la route peut contenir des bosses, ce qui signifie que les roues de la voiture, selon la situation, en un seul et même temps peuvent parcourir des distances différentes. Par conséquent, par exemple, lors d'un virage, si la vitesse de rotation des roues sur l'essieu est la même, l'une d'entre elles commencera inévitablement à patiner, ce qui entraînera une usure accélérée des pneus. Mais ce n'est pas le pire. Bien pire, la tenue de route du véhicule est fortement réduite.

Pour résoudre ces problèmes, ils ont imaginé un différentiel - un mécanisme qui redistribue l'énergie provenant du moteur entre les essieux de la voiture en fonction de la valeur de la résistance au roulement: plus elle est faible, plus la vitesse de la roue sera, et vice versa.

Mécanisme différentiel

Aujourd'hui, il existe de nombreuses variétés de diffs, et leur dispositif est assez complexe. Cependant, le principe de fonctionnement est généralement le même, il sera donc plus facile de comprendre le type le plus simple - un différentiel ouvert, composé des éléments suivants:

1. Pignons montés sur les arbres d'essieux.
2. Pignon entraîné (couronne), réalisé sous la forme d'un cône tronqué.
3. Un engrenage d'entraînement monté à l'extrémité de l'arbre d'entraînement, qui, avec la couronne, forme l'engrenage principal. Le pignon mené étant plus grand que le pignon menant, ce dernier devra faire plusieurs tours autour de son axe avant que la couronne dentée n'en fasse un seul. Par conséquent, ce sont ces deux éléments du différentiel qui réduisent la quantité d'énergie (vitesse) qui finit par atteindre les roues.
4. Les satellites qui forment l'engrenage planétaire, qui joue un rôle clé en fournissant la différence nécessaire dans la vitesse de rotation des roues.
5. Cas.

Comment fonctionne le différentiel

Pendant le mouvement rectiligne de la voiture, ses arbres d'essieu, et donc les roues, tournent à la même vitesse que l'arbre de transmission avec son engrenage hélicoïdal. Mais pendant le virage, la charge sur les roues devient différente (l'une d'elles essaie de tourner plus vite), et en raison de cette différence, les satellites sont libérés. Maintenant, l'énergie du moteur les traverse et, comme une paire de satellites est constituée de deux engrenages distincts et indépendants, une vitesse de rotation différente est transmise aux arbres d'essieu. Ainsi, la puissance générée par le moteur est répartie entre les roues, mais de manière inégale, et en fonction de la charge qui agit sur elles: ce qui se déplace le long du rayon extérieur subit moins de résistance au roulement, de sorte que le différentiel lui transfère plus d'énergie, en tournantplus vite.

Il n'y a aucune différence dans le fonctionnement du différentiel central et du différentiel de roue: le principe de fonctionnement est similaire, seulement dans le premier cas, le couple distribué est dirigé vers les essieux du véhicule et dans le second - vers ses roues situé sur le même essieu.

Le besoin d'un différentiel central devient particulièrement visible lors de la conduite d'une voiture sur un terrain accidenté, lorsque son poids appuie sur l'essieu qui est plus bas que l'autre, par exemple, en montée ou en descente.

Problème différentiel

Malgré le fait que le différentiel joue certainement un grand rôle dans la conception de la voiture, son fonctionnement crée parfois des problèmes pour le conducteur. A savoir: lorsque l'une des roues se trouve sur une partie glissante de la route (boue, verglas ou neige), alors l'autre, située sur un sol plus dur, commence à subir une charge accrue, le diff tente d'y remédier, redirige l'énergie du moteur à la roue coulissante. Ainsi, il s'avère qu'il reçoit une rotation maximale, tandis que l'autre, qui a une prise ferme sur le sol, reste simplement immobile.

C'est précisément pour résoudre de tels problèmes qu'a été inventé le blocage (désactivation) du différentiel.

Le principe du blocage et ses types

Ayant compris le principe du différentiel, on peut conclure que si vous le bloquez, alors le couple va augmenter sur la roue ou l'essieu qui a la meilleure adhérence. Cela peut être fait en connectant son corps à l'un des deux arbres d'essieu ou en arrêtant la rotation des satellites.

Bloquerpeut être complet - lorsque les parties du différentiel sont connectées de manière rigide. Il est généralement effectué à l'aide d'un embrayage à came et est contrôlé par le conducteur via un entraînement spécial depuis la cabine de la voiture. Ou il peut être partiel, auquel cas seule une force limitée est transmise aux roues - c'est ainsi que fonctionne un différentiel autobloquant, qui ne nécessite aucune intervention humaine.

Comment fonctionne un différentiel autobloquant

Le différentiel autobloquant est essentiellement un compromis entre un bloc complet et un différentiel libre, et permet de réduire le patinage des roues de la voiture en cas de différence de coefficient de traction entre elles. Ainsi, la capacité de cross-country, la tenue de route hors route, ainsi que la dynamique d'accélération du véhicule sont considérablement augmentées, quelle que soit la qualité de la route.

L'autoblocage élimine le blocage complet des roues, ce qui protège les arbres d'essieu des charges critiques pouvant survenir sur les différentiels forcés.

Les blocages d'essieux sont libérés automatiquement si la vitesse des roues s'égalise pendant la conduite en ligne droite.

Les types d'autoblocages les plus courants

Disk self-block est un ensemble de disques de friction (frottement) installés entre le corps du différentiel et l'engrenage de l'essieu.

Il n'est pas difficile de comprendre le fonctionnement d'un différentiel avec un tel bloc: pendant que la voiture roule en ligne droite, le corps du différentiel et les deux arbres d'essieu tournent ensemble, dès qu'il y a une différence de vitesse de rotation (la roue a heurté une zone glissante), des frottements se produisent entre les disques, ce qui les réduit. c'est-à-dire la rouerestant sur un sol dur continuera à tourner, plutôt que de s'arrêter, comme dans le cas d'un différentiel libre.

Couplage visqueux, ou autrement couplage visqueux, ainsi que le diff précédent, contient deux paquets de disques, seulement cette fois perforés, installés entre eux avec un petit espace. Une partie des disques a un embrayage avec le corps, l'autre avec l'arbre d'entraînement.

Les disques sont placés dans un récipient rempli d'un liquide organosilicié qui, lorsqu'il est tourné uniformément, reste inchangé. Dès qu'il y a une différence de vitesse entre les emballages, le liquide commence à s'épaissir rapidement et fortement. Il y a une résistance entre les surfaces perforées. Un emballage trop détordu est ainsi ralenti et la vitesse de rotation est nivelée.

Autoblocage denté (vis, vis sans fin). Son travail est basé sur la capacité de la paire de vis sans fin à coincer et ainsi bloquer les arbres d'essieu lorsqu'une différence de couple se produit sur eux.

Came autobloquante. Pour comprendre le fonctionnement de ce type de différentiel, il suffit d'imaginer un différentiel ouvert, dans lequel des paires d'engrenages (came) sont installées à la place d'un mécanisme d'engrenage planétaire. Les cames tournent (sautent) lorsque les vitesses des roues sont presque les mêmes, et sont bloquées (bloquées) dès que l'une d'entre elles commence à patiner.

Il n'y a aucune différence dans le fonctionnement du verrouillage du différentiel central et du différentiel inter-roues - le principe de fonctionnement est le même, les différencesuniquement aux extrémités: dans le premier cas - deux essieux, dans le second - deux roues montées sur le même essieu.

Domestic "Niva" et ses différentiels

Niva occupe une place particulière dans la gamme des VAZ domestiques: contrairement à ses "parents" sur la chaîne de montage, cette voiture est équipée d'une transmission intégrale non commutable.

Trois différentiels sont installés dans la transmission du SUV VAZ: différentiels interroues dans chaque essieu et différentiels interaxiaux dans la boîte de transfert. Malgré un tel nombre, vous n'aurez pas à comprendre comment fonctionnent à nouveau les différentiels de la Niva. Tout est exactement comme décrit ci-dessus. C'est-à-dire que lors du mouvement rectiligne de la machine, à condition qu'il n'y ait pas de patinage sur les roues, la force de traction entre elles est répartie uniformément et a la même valeur. Lorsque l'une des roues commence à patiner, toute l'énergie du moteur, passant par les différentiels, est dirigée vers cette roue.

Blocage de différentiel Niva

Avant de parler du fonctionnement du blocage de différentiel sur la Niva, il convient de noter un point, à savoir clarifier le but de la (petite) poignée avant de la boîte de transfert.

Certains conducteurs pensent qu'avec son aide, la traction avant est activée dans la voiture - ce n'est pas le cas: les tractions avant et arrière de la Niva sont toujours engagées, et cette poignée contrôle le transfert différentiel de cas. C'est-à-dire que tant qu'il est réglé sur la position "avant", le diff fonctionne normalement, et quand"retour" - désactivé.

Et maintenant directement à propos de la serrure: lorsque le différentiel est désactivé, les arbres de la boîte de transfert sont fermés par un embrayage, égalisant ainsi de force leurs vitesses de rotation, c'est-à-dire que la vitesse totale des roues de l'essieu avant est égale à la vitesse totale de l'essieu arrière. La répartition de la poussée se produit dans le sens d'une plus grande résistance. Disons que la roue arrière patine, si vous activez le verrou, la force de traction ira à l'essieu avant, dont les roues étireront la voiture, mais si la roue avant glisse également avec la roue arrière, alors le Niva ne s'en sortira pas tout seul.

Pour éviter que cela ne se produise, les automobilistes installent des autobloquants dans les ponts pour aider à sortir une voiture coincée. À ce jour, le plus populaire parmi les propriétaires de Niva est le différentiel Nesterov.

L'autoblocage de Nesterov

Le secret de sa popularité réside dans le fonctionnement du différentiel Nesterov.

La conception du différentiel permet non seulement d'ajuster de manière optimale la vitesse angulaire des roues de la voiture lors des manœuvres, mais aussi en cas de glissement ou d'accrochage de la roue, l'appareil lui donne un minimum d'énergie du moteur. De plus, la réaction de l'autoblocage à une modification de la situation du trafic est quasi instantanée. De plus, le différentiel Nesterov améliore considérablement la maniabilité de la voiture même dans les virages glissants, augmente la stabilité directionnelle, augmente la dynamique d'accélération (surtout en hiver) et réduit la consommation de carburant. Et l'installation de l'appareil ne nécessite aucunechange dans la conception de la transmission et est installé de la même manière que le différentiel classique.

Le différentiel a trouvé une application non seulement dans la technologie automobile, il s'est avéré très utile sur les motoblocs, facilitant grandement la vie de ses propriétaires.

Différentiel pour motoblock

Motoblock - l'unité est assez lourde, et il faut beaucoup d'efforts pour la tourner simplement, et avec une vitesse angulaire de rotation non régulée des roues, cela devient encore plus difficile. Par conséquent, les propriétaires de ces machines, si les diffs n'étaient pas prévus à l'origine par la conception, les achètent et les installent eux-mêmes.

Comment fonctionne un différentiel de tracteur à conducteur marchant ? En fait, il ne fournit qu'un virage facile de la voiture, en arrêtant l'une des roues.

Son autre fonction, non liée à la redistribution de la puissance, est d'augmenter l'empattement. La conception du différentiel prévoit son utilisation comme extension d'essieu, ce qui rend le tracteur à conducteur marchant plus maniable et résistant au basculement, en particulier dans les virages.

En un mot, le différentiel est une chose très utile et irremplaçable, et son blocage augmente considérablement la capacité de la voiture en tout-terrain.