TechniqueLe différentiel : fonctionnement

Nous allons étudier dans cet article le fonctionnement d'un différentiel dans différentes situations

En ligne droite

Etude cinématique (vitesse) :

La couronne entraînée en rotation par le pi­gnon d'attaque, transmet son mouvement à l'axe des satellites. Ceux-ci, presque immobiles sur leur axe, vont entraîner les deux planétaires dans leur ré­volution. Le véhicule étant en ligne droite, les deux roues tournent sensiblement au même régime, égal à celui du boîtier.

 

 

Etude dynamique (couple):

Les satellites qui reçoivent le couple moteur au niveau de leur axe, ont la particularité de le répartir en deux couples rigoureusement égaux sur chaque planétaire.

Quelles que soient les conditions de fonc­tionnement : Cm = C1 + C2

 

En virage :

Étude cinématique : 

La roue extérieure au virage tourne plus vite que la roue intérieure. Pour arriver au même point le planétaire P2 doit effectuer un nombre de tours plus important que le planétaire P1. Ceci oblige le satellite à tourner sur lui-même.

On constate que grâce à ce satellite, si P1 ralen­tit de la valeur de l'angle α, P2 accélère de la même valeur angulaire α'.

Donc si P1 effectue 1 tour de moins, P2 effectuera 1 tour de plus.

Le régime de rotation perdu par une roue est automatique­ment et rigoureusement restituée à l'autre.

Dans ce cas on peut écrire que :

Étude dynamique : 

La force F donnée aux axes des satellites provient du couple moteur.

Cette force est transmise par la cou­ronne du couple conique au boîtier du différen­tiel.

Cette force se répartit sur chaque planétaire par l'intermédiaire des satellites.

Les bras de levier L1 et L2 étant rigoureuse­ment égaux (Ø primitif du satellite) les couples F x L1 et F x L2 transmis sur chaque plané­taire sont absolument identiques.

En ce qui concerne le couple transmis, le fait que le satellite se mette à tourner sur lui­ même ne change pas la valeur des bras de le­vier L1 et L2.

Le couple moteur se répartira toujours en deux couples identiques :    Cm = C1 + C2

Les roues, quelle que soit leur régime de ro­tation, ou leurs conditions d'utilisation exercent sur le sol un couple à la jante identique.

Puissances transmises :

 Pw = C m. daN x ω rad.s-1

On a conclu de l'étude dynamique que : C1 est toujours égal à C2

Pour la roue droite :    P2 = C2 x ω2

Pour la roue gauche : P1 = C1 x ω1

On a conclu de l'étude cinématique que : ω1 est toujours différent d' ω2 ; résultat chaque roue transmet une puissance différente.

Conclusions :

  • Le couple moteur est réparti en deux couples égaux sur chaque roue.
  • Le régime de rotation du boîtier du différentiel est la moyenne de régime de rotation des roues (les roues ne tournent jamais au même régime).
  • La puissance transmise sur chaque roue n'est jamais identique (régimes de rotation inégaux).

 

Nota : 

Si l'on place le véhicule sur cales en immobilisant la couronne, on constate que si l'on tourne une des roues à la main, la roue opposée tourne du même nombre de tours mais en sens inverse.(Si ωboitier = 0 → ω1 =- ω2). 

La conséquence en est la suivante : Lorsqu'on remorque un engin pour le faire démarrer, si la vitesse engagée est dans un rap­port de démultiplication trop élevé (1 ère par exemple), le couple résistant au niveau de la transmission est tel que le boîtier du différentiel ne tourne pas, ou très lentement.

Les deux roues n'ayant pas la même « adhé­rence », celle qui adhère le plus sera entraînée en rotation dans le sens de la marche, tandis que son homologue tournera en sens contraire.

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