Comment fonctionne un différentiel sur une voiture ?
Vous n’en avez pas conscience en circulant au volant de votre voiture et pourtant, lorsque vous roulez, celle-ci dispose d’un système ingénieux : le différentiel. Très utile à l’occasion d’un virage notamment, ce dispositif s’enclenche et a pour effet de moduler la vitesse de rotation de vos roues pour vous offrir une meilleure motricité et un plus grand confort de conduite. Mais qu’est-ce qu’un différentiel automobile ? Et comment fonctionne-t-il ? On vous éclaire sur le sujet dans cet article dédié.
Qu’est-ce qu’un différentiel ?
Un différentiel est un système mécanique présent sur tous les véhicules. Il permet notamment aux roues motrices de tourner à des vitesses différentes pour faciliter un virage par exemple. Intégré à la boîte de vitesses, le différentiel est composé de trois pignons de forme conique et d’une couronne dentée qui entraîne l’ensemble du dispositif. Le différentiel assure trois rôles principaux :
- Il maintient la motricité de votre véhicule en autorisant des vitesses différentes entre les roues ;
- Il offre une meilleure tenue de route, car sans différentiel, le véhicule aurait tendance à aller tout droit ;
- Il limite l’usure de vos pneumatiques.
Le saviez-vous ?
L’utilisation d’un différentiel est plus répandue dans le secteur automobile mais on le retrouve également dans le domaine de l’horlogerie. Le système peut alors avoir plusieurs fonctions comme par exemple celle de compenser les différences entre deux balanciers équipant certaines montres.
Comment fonctionne un différentiel automobile ?
Le différentiel est principalement utilisé à l’occasion d’un virage. Lorsque vous tournez votre volant, les roues motrices de votre véhicule vont tourner elles-aussi. Or, la distance que va parcourir chacune des deux roues n’est pas la même. Par exemple, si vous prenez un virage à droite, la roue avant droite (située à l’intérieur du virage) a besoin d’une vitesse de rotation inférieure à celle de la roue gauche puisqu’elle parcourt une distance plus courte. Concrètement, la roue droite étant ralentie, seule la roue gauche est entraînée par le pignon central et se met alors à accélérer.
Bon à savoir :
Le différentiel ne sert pas uniquement dans les virages, il permet également d’avoir des vitesses de rotation différentes dans d’autres situations : entre le train avant et arrière par exemple, plus particulièrement sur les voitures tout-terrain à 4 roues motrices à transmission intégrale où la puissance doit être réparties sur quatre roues au lieu de deux comme sur les véhicules à tractions.
Quelles sont les limites du différentiel sur une voiture ?
Le mécanisme du différentiel fonctionne parfaitement dans des conditions « classiques » mais il présente un inconvénient majeur : il transfère le même effort de rotation (aussi appelé couple) dans le même sens sur les deux côtés. Ce qui signifie que c’est au final la roue qui a le moins d’adhérence qui bénéficie de plus de puissance. Or, dans certains cas il serait préférable de pouvoir apporter un couple plus grand à la roue qui dispose de la meilleure adhérence.
Imaginez plutôt : si l’une de vos roues perd en adhérence (en glissant sur une plaque de verglas par exemple), toute la puissance est transmise sur cette roue, alors que l’autre qui dispose d’un meilleur grip n’a aucune puissance. La roue sur le verglas patine et vous perdez en motricité, ce qui augmente le risque d’accident.
Quel est l’intérêt d’un différentiel à glissement limité ?
Le différentiel à glissement limité, aussi appelé autobloquant, a pour mission de limiter la différence entre les vitesses de rotation des roues de droite et de gauche (ou entre l’essieu avant et arrière sur une transmission intégrale). À la différence du blocage de différentiel qui consiste à verrouiller le système afin que le couple soit toujours identique entre les roues de gauche et de droite, le différentiel autobloquant n’entraîne pas la solidarisation des roues les unes aux autres.
Il existe deux types de différentiels autobloquants : mécanique et électronique. Le système mécanique existe sous différentes formes. Voici les principaux différentiels à glissement limité que vous pouvez retrouver sur le marché :
- L’électronique : Le système ESP (Electronic Stability Program) se charge de freiner une roue lorsqu’une survitesse est détectée grâce à des capteurs spécifiques situés sur la roue ;
- Torsen : Il s’agit d’un dispositif 100 % mécanique. C’est le plus connu et le plus apprécié des amateurs de mécanique. Un lien permanent et physique est créé entre deux pignons ce qui rend impossible un écart important de vitesse entre deux roues ;
- Crown-Gear : Là aussi, il s’agit d’un système 100 % mécanique. L’idée est la même qu’avec le Torsen seulement le couple maximum qui est envoyé vers l’arrière est différent de celui envoyé vers l’avant ;
- Le visco-coupleur : Le système baigne dans une huile spécifique mélangée à du silicone, lorsqu’il y a une différence de rotation importante, le frottement des embrayages échauffe l’huile qui se dilate et augmente le lien entre les disques de l’embrayage, ce qui réduit le glissement ;
- Les embrayages à multidisques pilotés : Le dispositif est mécanique mais il est piloté électroniquement par un système hydraulique. À la différence du visco-coupleur, ce n’est pas l’échauffement de l’huile qui provoque le verrouillage du différentiel.
Le saviez-vous ?
Même s’il est peu apprécié des amateurs de mécanique, le différentiel électronique se démocratise de plus en plus. Il s’agit d’un système totalement dématérialisé. Il permet ainsi aux constructeurs automobiles de réaliser des économies en coûts de fabrication.
