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Comment fonctionne exactement un différentiel ?
Question
Je comprends que le différentiel (ou "diff") est la chose qui permet à l'arbre de transmission de transférer sa vitesse de rotation à l'essieu avant ou arrière afin de déplacer la voiture. Autant que je sache, le différentiel est la partie qui permet également à chaque roue de tourner indépendamment l'une de l'autre, afin de ne pas entraîner le pneu extérieur dans un virage, ce qui augmenterait l'usure du pneu et diminuerait la consommation de carburant.
Comment fonctionne exactement un différentiel ?
Comment le différentiel permet-il à chaque roue de tourner à des vitesses différentes ?
Comment certaines voitures peuvent-elles ajuster dynamiquement le quantité de puissance à chaque roue (dans les systèmes plus high-tech) ?
Réponse acceptée
Qu'est-ce qu'un différentiel ?
- Le travail d'un différentiel est de compenser les différences. Plus précisément les différences de vitesse des roues lors des virages. Par exemple, imaginez prendre un virage. Votre roue intérieure a une distance plus courte à parcourir que la roue extérieure lorsque vous tournez le coin. Cela signifie que votre roue extérieure doit tourner plus vite pour suivre le rythme de la roue intérieure .
- Le différentiel permet aux roues de tourner à différentes vitesses tout en fournissant de la puissance. Sans différentiel, les pneus frotteraient et sauteraient le long de la chaussée pendant les virages.
Principe de fonctionnement :
- J'ai trouvé une excellente source en ligne ici
- Le couple est fourni par le moteur , via la transmission, à un arbre d' entraînement , qui se dirige vers l'unité d'entraînement final qui contient le différentiel.
Un pignon conique en spirale prend son entraînement à partir de l'extrémité de l' arbre d'hélice, et est enfermé dans le boîtier de l' unité d' entraînement final . Cela engrène avec la grande couronne conique en spirale, connue sous le nom de couronne.
La couronne et le pignon peuvent engrener dans une orientation hypoïde, non illustrée. La couronne dentée est fixée au support différentiel ou à la cage, qui contient les roues ou engrenages « soleil » et « planète », qui sont un groupe de quatre engrenages coniques opposés dans un plan perpendiculaire, de sorte que chaque engrenage conique engrène avec deux voisins, et tourne à l'encontre du troisième, auquel il fait face et n'engrène pas.
- Les deux roues solaires sont alignées sur le même axe que la couronne dentée et entraînent les demi-arbres d'essieu reliés aux roues motrices du véhicule . Les deux autres engrenages planétaires sont alignés sur un axe perpendiculaire qui change d'orientation avec la rotation de la couronne .
Fondamentalement, peu importe quelle roue subit une charge, les engrenages planétaires qui leur correspondent compenseront cela.
La capacité d'un différentiel à envoyer diverses quantités de puissance à la demande à une roue individuelle est appelée vecteur de couple.
Ils ont généralement un actionneur électrique attaché à l'ensemble de différentiel pour aider à la distribution du couple
Pour des informations plus avancées sur la vectorisation du couple, Ceci la vidéo sera utile.
Des informations supplémentaires sur la vectorisation du couple peuvent être trouvées dans cette bonne question Comment fonctionne le différentiel de couple
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https://mechanics.stackexchange.com/a/25370/12697 Couvre la disposition physique des engrenages dans un différentiel de base. La clé pour comprendre un différentiel est de comprendre comment ces engrenages se comportent dans différents scénarios.
La disposition des engrenages signifie que par rapport à la couronne, les deux demi-arbres sont contraints de tourner par des montants égaux et opposés.
En regardant de l'extérieur du différentiel cela signifie que la vitesse moyenne des deux demi-arbres doit être égale à la vitesse de rotation de la couronne. Ainsi, lorsque le moteur fait tourner l'arbre de transmission, au moins une des roues doit tourner.
Nous voyons également que si le différentiel est sans frottement alors le couple délivré aux deux roues doit être le même puisque toute différence de couple serait faire changer la vitesse des engrenages à l'intérieur du différentiel.
Si les deux roues motrices ont une bonne adhérence, le différentiel de base fonctionne très bien pour transférer la puissance à la route tout en permettant aux roues motrices de tourner à différentes vitesses.
Le même principe peut être étendu à plusieurs roues, par exemple un véhicule à 4 roues motrices aura généralement trois différentiels, un au centre pour les différences entre l'avant et l'arrière, puis des différentiels avant et arrière pour les différences de vitesse entre la gauche et à droite de chaque extrémité.
Si une roue perd de l'adhérence, la roue qui perd de l'adhérence tournera librement puisque le couple fourni aux roues est le même, très peu de puissance sera fournie à la ou aux roues qui a toujours de l'adhérence.
Donc, dans les voitures de performance sy Les potences sont conçues pour détecter des niveaux de glissement indésirables et les limiter soit par les freins de la voiture, soit par des mécanismes supplémentaires dans le différentiel. Il existe également des types de différentiels plus complexes qui ont des caractéristiques de couple VS différentes.
La perte de traction sur votre véhicule à 4 roues motrices lorsqu'une roue patine va à l'encontre de l'objectif d'avoir 4 roues motrices. Les vieux tout-terrains à la mode utilisaient souvent des mécanismes grossiers pour verrouiller les différentiels lors de la conduite hors route. Les véhicules tout-terrain plus modernes ont souvent des systèmes plus sophistiqués similaires à ceux des voitures de performance.