Les différentiels

Les blocages de différentiel : un plus pour le terrain

Le différentiel est une pièce mécanique indispensable pour permettre aux autos dotées de ponts rigides comme les Land de tourner sans contrainte. Mais cet organe pénalise la conduite tout terrain. Alors, pour contourner cet effet négatif on a inventé les blocages de différentiel.

On doit le principe du différentiel à un Français, Onésiphore Pecqueur, en 1827. Pour la petite histoire, ce chef d’atelier au Conservatoire national des arts et métiers, à Paris, aurait eu l’idée de créer ce mécanisme en restaurant un chariot à vapeur dit “de Cugnot”, du nom de son inventeur. L’usage du différentiel s’est généralisé dans la seconde moitié du XIX siècle avec les premiers gros véhicules à vapeur, puis il est devenu indispensable avec l’essor de l’automobile.

Les Land Rover dotés de ponts rigides doivent évoluer en toute sécurité, aussi bien sur route qu’en tout terrain. Pour cela, les concepteurs ont placé un différentiel à l’intérieur de chaque essieu, dans ce que ‘on appelle familièrement la “boule de pont”. L’ensemble différentiel relie l’arbre de transmission avant ou arrière aux arbres de roues. Cet organe mécanique, lubrifié par barbotage, renvoie ainsi le mouvement circulaire de l’arbre de transmission aux demi arbres de roues, selon un angle de 90°. Il permet aux roues, et c’est sa fonction la plus importante, de tourner à des vitesses différentes. Cette particularité qui rend le différentiel indispensable sur un essieu rigide permet au véhicule de tourner sans contrainte mécanique sur route. En effet, dans un virage, la roue extérieure doit parcourir plus de distance que celle située à l’intérieur de la courbe. Les roues du même essieu ne tournent plus à la même vitesse et le rôle du différentiel de pont consiste à absorber celle disparité afin de préserver les éléments mécaniques. Sans cette pièce, la transmission subirait de trop fortes contraintes et risquerait de casser au premier virage. A haute vitesse, on ne pourrait plus contrôler la direction du véhicule, qui continuerait sur sa lancée, en ligne droite.

Un différentiel se compose d’un empilage de pignons. La puissance du moteur est transmise à un pignon dit “d’attaque” par l’intermédiaire de l’arbre de transmission. Ce pignon est en prise constante avec une couronne dentée, appelé couronne hypoïde. L’ensemble de ces deux pièces, connu sous le nom de “couple conique”, renvoie le mouvement selon un angle de 90° vers les arbres de roues. A l’intérieur, un empilage de pignons coniques perpendiculaires les uns par rapport aux autres, appelé train épicycloïdal sphérique, assure l’effet différentiel. Deux pignons coniques appelés planétaires, sont solidaires des arbres de roue et deux ou quatre satellites (selon les modèles) tournent librement pour “absorber” les différences de vitesse.

Le principe de fonctionnement du différentiel est très simple. En ligne droite, la grande couronne fait tourner tous les éléments à la même vitesse et en courbe, la roue interne et son planétaire tournent moins vite alors que son homologue accélère. A ce moment, les satellites entrent en action et tournent sur leur axe, ce qui régule la variation de vitesse de rotation des planétaires. On dit que le différentiel “glisse”. Cependant, ce système montre ses limites en tout terrain. Lorsqu’une roue patine ou quitte le sol, le différentiel renvoie “bêtement” toute la puissance du moteur sur cette roue et l’essieu n’assure plus la progression du véhicule. Ainsi, pour éliminer cet effet négatif, on a inventé les blocages de différentiel qui permettent de neutraliser temporairement un différentiel de pont. Ces pièces d’adaptation ne sont pas montées d’origine sur les Land Rover.

On remarque toutes sortes de blocages: mécaniques, pneumatiques ou autonomes; l’acheteur n’a que l’embarras du choix. Ces blocages de différentiel peuvent se monter à l’avant ou à l’arrière des Land. Le plus souvent, un seul blocage arrière suffit, mais les purs et durs du franchissement préfèrent le blocage avant, qu’ils considèrent plus efficace. Ce blocage avant doit être utilisé avec lucidité car il agit également sur la direction.

Depuis 1998, Land Rover équipe presque tous ses modèles d’un système d’anti-patinage électronique. Sur certains Discovery Series II, les ingénieurs ont même, purement et simplement, supprimé la commande de blocage de différentiel central, Ils estiment que l’aide à la conduite le remplace efficacement dans la plupart des situations. Ce système utilise les capteurs du circuit ABS du véhicule pour détecter tout patinage intempestif. Si une roue tourne dans le vide, le boîtier de gestion électronique actionne l’étrier de frein correspondant pour la bloquer. Le couple moteur est ainsi envoyé vers la roue ayant le maximum d’adhérence. A l’usage, ce système ne semble pas capable de remplacer totalement le blocage manuel.

Ne pas confondre

Sur les Land, Range, Disco et Defender à quatre roues motrices en permanence les ingénieurs de la firme anglaise ont installé un troisième différentiel appelé central car il s’interpose entre les arbres de transmission avant et arrière, entre lesquelles il répartit la puissance du moteur. Le différentiel central est placé dans la boite de transfert. En tout terrain, on se trouve confronté au même problème que celui des différentiels de pont. Il suffit qu’une roue se lève ou patine pour que le véhicule s’immobilise. Pour résoudre le problème, un blocage manuel, le fameux “Diff Lock”, a été monté d’origine, Il convient de bloquer ce différentiel central des que le Land quitte le bitume pour se mettre dans une configuration identique a celle des véhicules tout terrain 4x2 crabotables en 4x4. Certains Range sont pourvus d’un viscocoupleur qui joue le rôle d un différentiel central à blocage automatique et certains Discovery Td5 n’ont pas été équipés du blocage manuel de différentiel central, ce blocage étant remplacé par un système électronique appelé ETC.