Au fur et à mesure que l’industrie de l’automobile a tenté d’améliorer le comportement routier et la motricité des véhicules, les constructeurs (et leurs fournisseurs) ont développé une foule de nouvelles technologiques touchant les rouages d’entraînement. L’un des avancements qui a eu le plus d’impact, surtout pour les sportives et les véhicules hors route, c’est le différentiel à glissement limité. Mais de quoi s’agit-il ? Comment ça fonctionne ? Et quels sont les avantages et les inconvénients d’une telle technologie ? Voici quelques explications.
Un différentiel permet au couple d’un véhicule d’être correctement acheminé à chaque roue pour qu’il puisse mieux s’inscrire dans un virage, ou encore d’être plus stable en général. Par exemple, lorsqu’un véhicule tourne à une intersection vers la droite, le différentiel permettra de réduire la rotation de la roue intérieure et d’augmenter la rotation de la roue extérieure pour faciliter la rotation. Si l’auto n’avait pas de différentiel, celle-ci sautillerait ou ne pourrait pas effectuer son virage avec la même fluidité.
Le terme « à glissement limité » résume très bien l’utilité de ce différentiel : il a été conçu pour limiter le couple envoyé à une roue quand son degré de motricité est réduit, ou lorsqu’elle « glisse ». Ce différentiel distribue la puissance et le couple entre chaque roue de manière plus contrôlée qu’un différentiel ordinaire, assurant ainsi une encore meilleure motricité dans une situation de perte d’adhérence.
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Les premières applications de la technologie remontent à 1932 lorsque Ferdinand Porsche avait conçu une voiture de course pour l’entreprise Auto Union. Ce bolide, dont le moteur développait beaucoup plus de puissance et de couple qu’une voiture de production, éprouvait de la difficulté à bien transférer cette puissance à la route, car l’une des deux roues motrices se mettait à tourner plus rapidement que l’autre.
Porsche a donc demandé à l’équipementier allemand ZF de lui concevoir un différentiel qui limiterait la puissance distribuée vers cette roue affolée.
Le différentiel à glissement limité s’est surtout perfectionné au début des années 1960, à l’aube des « muscle cars » américain ultra puissants. General Motors avait mis sur le marché la technologie Positraction pour permettre à ses véhicules de mieux gérer leur puissance et leur couple à l’accélération. Il s’agissait en réalité d’un grossier différentiel à glissement limité.
Aujourd’hui, ces différentiels ont plusieurs usages, mais sont surtout empruntés pour les sportives de très haute performance et les véhicules hors route afin d’améliorer leurs compétences aventurières. Certains systèmes modernes sont même gérés électroniquement, ce qui permet au conducteur de modifier leur comportement en temps réel.
Fonctionnement et applications
Le différentiel « ouvert » traditionnel distribue la puissance librement aux deux roues. Le problème avec un tel système, est que si une roue a moins d’adhérence, elle recevra presque la totalité du couple disponible, faisant en sorte qu’elle tourne dans le vide et empêche le véhicule d’avancer.
Autrement dit, il y a un gaspillage du couple, car 100 % de celui-ci est envoyé à une roue qui ne sert à rien. Et si on pouvait récupérer cette perte et la renvoyer à la roue qui a le plus d’adhérence?
C’est ce que fait le différentiel à glissement limité. Il est capable de réduire le couple acheminé à une roue lorsqu’il détecte un glissement. Il le fait grâce à son mécanisme, qui contient un ensemble d’embrayages multidisque (le plus utilisé) capable de détecter une torsion causée par la roue ayant le plus d’adhérence. C’est ce transfert physique qui actionne l’embrayage multidisque à l’intérieur du différentiel, permettant ainsi de réduire la quantité de couple qui est envoyée à la roue libre.
Certains systèmes utiliseront les freins du véhicule pour créer cette illusion de transfert. Des capteurs se chargeront de faire freiner une roue selon l’adhérence.
Avantages et inconvénients
L’avantage premier du différentiel à glissement limité consiste à améliorer la motricité d’un véhicule dans des situations très précises, dans un virage, durant une manœuvre d’accélération, sur une surface glissante, pendant le remorquage d’une charge très lourde ou durant des situations hors route ardues, notamment. Ces systèmes verront leur plus grande utilité dans des véhicules qui ont ordinairement une surdose de puissance et de couple.
Le fait que ce type de différentiels soit capable de distribuer adéquatement le couple disponible d’une roue à l’autre permet au véhicule de mieux exploiter sa puissance et ainsi d’améliorer son comportement routier, ses accélérations et, même, son degré de stabilité.
Dans le cas d’une voiture à traction, par exemple, le différentiel à glissement limité permettra de réduire l’effet de sous-virage, c'est-à-dire la tendance du véhicule de glisser dans le sens inverse du braquage quand une surdose de puissance est envoyée aux roues avant. Le différentiel à glissement limité étant capable de mieux distribuer le couple disponible permettra au conducteur de sortir du virage plus rapidement.
Pour les véhicules à propulsion, ces systèmes éviteront qu’une roue se mette à tourner trop rapidement à l’accélération ou en sortie de virage, améliorant ainsi la motricité, mais aussi la sécurité globale du véhicule. Ces différentiels octroient habituellement un plus grand degré de contrôle au conducteur.
En revanche, le différentiel à glissement limité, en raison de sa complexité mécanique, peut faire grimper la facture d’un véhicule neuf. Cette complexité peut également engendrer des frais d’entretien plus élevés dans l’éventualité d’un bris. Cela étant dit, le différentiel à glissement limité a démontré une très grande fiabilité depuis sa première apparition il y a de cela plus 60 ans !