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  • Date du projet 21 aout 2015
  • Client Les différentiels auto-bloquants

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Les différentiels auto-bloquants

Il s’agit d’un organe mécanique conçu pour la performance.
Au moins aussi important que la préparation du moteur ou la suspension. Dans certaines disciplines comme le slalom, les temps finaux au chrono « avec » ou « sans » autobloquant sont différents .

Le différentiel à glissement limité est ce dispositif monté dans le pont qui va empêcher la roue coté intérieur du virage de patiner bêtement , recevant tout le couple moteur , alors que pendant ce temps la roue coté extérieur, en appui bien ferme ne reçoit pas du tout le couple et donc…. la voiture n’avance plus . Il faut attendre que l’auto soit « retombée » sur ses suspensions pour que la motricité reprenne .

Il existe, plusieurs type de différentiel qui vont empêcher ce néfaste phénomène. Torsen, viscocoupleur (fonctionne hydrauliquement), à disques …. Le différentiel à glissement limité à friction (disques en métal frité) reste très apprécié en course par les pilotes amateurs ( et parfois à plus haut niveau ..). Les pistards se tournent en général bers un model torsen (ex. la marque Quaife) pour le prix et  coté sans révision.

Le différentiel simple :

differentiel simple

Sur un pont d’origine, la différence de vitesse entres roues du même train existant lors d’un virage est permise par le différentiel. Ce différentiel est en fait un jeux de 2 gros engrenages, les planétaires, sur lesquels sont accrochés les cardans, et de 2 ou 4 plus petits, les satellites, fonctionnant à 90 ° par rapport aux planétaires. Rien n’empêche donc un planétaire de tourner librement par rapport à l’autre. C’est ce qui arrive lors d’un virage serré pris un peu vite…. la roue intérieure patiner.


 

Le differentiel à glissement limité:

Pour résoudre ce problème, certains différentiels sont conçus pour pouvoir limiter, à partir d’un certain seuil, la différence de vitesse (glissement) entre les deux roues motrices. Ce sont les différentiels à glissement limité (DGL en français ou LSD en anglais).

Vers la fin des années vingt, la nécessité d’utiliser un dispositif susceptible de limiter d’une façon automatique le patinage d’une roue motrice à la suite d’une perte d’adhérence s’était déjà faite sentir sur les véhicules militaires et sur les voitures de sport. Cette exigence a été satisfaite par l’apparition du différentiel auto-bloquant.

Auto-bloquant à disques:

Les marques ZF, Puppo…
differentiel a disques

Principe de fonctionnement :

 

Ce différentiel limite le glissement par le couple et par l’intermédiaire de disques de frottement.

Le couple entre dans le différentiel par le boîtier de différentiel (Fig 4). Les noix, en prenant appui sur l’axe des satellites, donnent un effort axial sur les disques, effort proportionnel au couple mais aussi à l’angle α des rampes (Fig 5).

angles des rampes

 

Figure 5 – Angle des rampes – La force avec laquelle les bagues de pression appuis sur les disques dépend directement de l’angle α

Le réglage – à la conception – peut se faire par le nombre de surfaces de frottement, par la qualité du matériau de frottement, par le lubrifiant, par l’angle des rampes. La Fig 6 montre le flux de couple et le transfert de report de couple de la roue droite vers la roue gauche.

Quand une des deux roues perd son adhérence, comme elle est soumise à un couple, elle va vouloir tourner plus vite que le boîtier de différentiel. Les disques de frottement s’y opposent alors et réintroduisent l’excès de couple dans le boîtier pour aller recharger la roue opposée jusqu’à ce que l’on atteigne sa propre limite d’adhérence.

L’écart de vitesse de rotation entre les deux roues est donc régulé par la force de frottement entre les disques qui tend à s’opposer à ce qu’un des deux arbres de roues tourne plus vite que l’autre. Plus il y a de frottement entre les disques plus le différentiel sera “bloquant” et moins il permettra aux deux roues de tourner à des vitesse très différentes.

reports de couples

Figure 6 – Reports des couples entres les roues Le taux d’autoblocage est donné par la formule :

σ = T1 − T2 T1 + T2

T1 et T2 étant les couples appliqués sur les deux roues.

On notera que l’on peut obtenir un résultat voisin en agissant sur les freins par une fonction appelée antipatinage, qui permet à l’automobiliste de se sortir de difficultés dues à la boue, à la neige, au verglas… Pour être complète, cette fonction doit comporter un fermeur de papillon parce que les freins ne pourraient absorber toute l’énergie générée. Dans la réalité, un différentiel conique automobile, du fait de sa construction rustique comporte des frottements internes importants, ce qui fait qu’il est naturellement à glissement limité pour une valeur d’environ 5 à 10 %.


 

Le choix LR Compétition pour la  Citroën Saxo VTS Gr. A

Un differentiel auto-bloquant à 8 disques ZF en métal frité couplé à un couple court (couronne boulonnée et arbre secondaire boulonné Daluz Développement). Ce différentiel doit être révisé suite à l’usure d’utilisation des disques employés par ce sytème. Il est beaucoup plus performant que le type Torsen utilisé notamment par Quaife (qui à l’avantage d’être sans révision).

Autobloquant Daluz

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