Fonctionnement d'une auto > Le différentiel : principe 16/11/2018

Différentiel : principe et fonctionnement


Parfois on pourrait se dire qu'une auto ce n'est qu'un châssis sur lequel on greffe quatre roues dont deux mobiles pour pouvoir tourner. Et bien non, ce n'est hélas pas si simple car beaucoup d'éléments entrent en compte contrairement à ce qu'on pourrait croire au premier abord, et le différentiel en est un ...


Voici une belle illustration 3D d'un différentiel. Si votre cerveau a l'âme d'un ingénieur vous pourrez peut-être essayer de comprendre le fonctionnement précis de ces engrenages.

C'est quoi ?

On y pense pas mais lorsque l'on entame un banal virage, un mécanisme ingénieux agit sur la vitesse de rotation des roues. Car comme vous pouvez le voir par vos propres yeux sur le schéma ci-dessous, les roues de droite et de gauche ne vont pas parcourir la même distance. Ça parait bête mais ça change tout ! Et ce n'est pas qu'une question de confort... Le système a donc pour rôle de gérer cette problématique.

 


Notez que le différentiel ne sert pas seulement pour les virages, il permet aussi d'avoir des vitesses de rotation différentes entre le train avant et arrière (sur les 4X4 donc). Car si il faut bien répartir la puissance sur les deux roues avant sur les tractions, il faut faire la même chose sur quatre roues quand il s'agit de tout terrain


Voici le différentiel d'une voiture à moteur transversal, il est limite intégré à la boîte. Le couple est fourni aux roues par deux cardans : un qui part vers la gauche et l'autre vers la droite (sur l'image on voit le trou qui permet d'envoyer le couple à gauche)


De cet angle là on voir mieux le mécanisme interne du différentiel


On a affaire ici à quelque chose de bien plus sérieux : un différentiel arrière de BMW M4. La position n'a donc rien à voir avec ce qui est plus haut (moteur "transversal / traction" contre moteur "longitudinal / propulsion"). Ici le différentiel est donc à l'arrière entre les roues (au lieu de l'avant) et il est autrement plus gros en terme de calibrage ... Notez en bleu et jaune qu'il s'agit de disques le fameux Torque Vectoring. En revanche, le différentiel au milieu est de conception très classique.

Fonctionnement

Ce système peut à la fois être utilisé pour corriger le problème de différence de rotation entre les deux roues avant, mais aussi pour gérer la vitesse de rotation entre les essieux avant et arrière.


Le principe consiste en un système de pignons astucieux qui va mécaniquement faire en sorte que les roues puissent tourner à une vitesse différente, avec plus de puissance délivrée à la roue qui subit le moins de résistance. Car la roue extérieure au virage a besoin de prendre plus de vitesse puisqu'elle doit parcourir plus de distance pour une même durée.

Pour se familiariser avec cette pièce, rien de mieux que de voir un bricoleur en action. La chaîne Youtube Garage Bagnoles et Rock'n Roll s'en est chargée lors de l'entretien / réfection d'un différentiel de Rodius :

Les effets pervers

Si ce mécanisme fonctionne parfaitement dans des conditions normales, on peut vite s'amuser à le piéger ! Donc la roue qui a le moins de grip avec la route bénéficie de plus de puissance ? Placez alors votre auto avec une des roues du train avant dans le vide (ex : nid de poule) ou sur une surface très glissante (verglas), elle devrait alors tourner dans le vide si vous accélérez, tandis que l'autre ne bougera pas (comme si elle n'était plus entraînée par le moteur). Toute la puissance est déportée sur cette roue qui au final ne nous sert à rien puisqu'elle n'a pas du tout de motricité.

Pas de différentiel = insécurité

Les première autos n'avaient pas de différentiel, comme beaucoup d'autres éléments d'ailleurs. La conséquence ? Une tenue de route hasardeuse couplée à une sérieuse tendance à sous virer (tirer tout droit en virage malgré le braquage des roues). Enfin, l'usure des pneus devient assez chaotique sans parler de la mécanique ...

Blocage de différentiel / glissement limité


J'imagine donc qu'après avoir lu les lignes du haut vous devinez d'avance à quoi sert le blocage du différentiel. En effet, ça sert à bloquer / limiter la différence de rotation entre les roues.
Le but étant d'éviter l'effet indésirable décrit plus haut en forçant les roues à toutes tourner de la même manière. De ce fait, un 4X4 équipé d'un blocage de différentiel peut se sortir d'un mauvais pas avec seulement une seule roue située sur un sol ayant du grip.
Notez donc qu'il existe un blocage du différentiel à 100% (50% de couple sur chaque roue d'un essieu ou entre deux essieux) mais aussi et surtout (bien plus répandu) un différentiel à glissement limité qui laisse cette fois une certaine marge entre la vitesse de rotation de chacun des axes.
Plus d'infos sur ces deux techniques ici.

Blocage de différentiel électronique ?

Les constructeurs ont vite compris qu'ils pourraient économiser en programmant l'ESP d'une autre manière ... En effet, au lieu de s'appuyer sur un différentiel à glissement limité mécanique et couteux, ils se sont dit que les plaquettes pourraient faire le job elles-mêmes par le pilotage d'un calculateur. En effet, les autos modernes ont la capacité de freiner les roues de manière indépendante. De ce fait, si une roue commence à patiner trop l'étrier reçoit comme ordre de calmer ses ardeurs en freinant. SI cela permet de faire des économies de fabrication, en réalité c'est moins efficace qu'un différentiel "en dur" sans oublier que vos plaquettes s'useront plus vite ...

Torque Vectoring et différentiel ?

Il s'agit ici de faire rouler les roues latérales à des vitesses différentes pour améliorer la rotation de l'auto en courbe (comme avec un tank qui n'a pas de direction ou même une luge pour tourner). Plus d'infos sur le couple vectoriel ici.

Vos témoignages sur les soucis de différentiel

20 témoignages.

Les témoignages affichés ci dessous reprennent les avis postés par les internautes dans la section tests - essais contenant le mot clé "pneu". Vous pouvez vous aussi partager votre expérience en vous rendant sur la fiche test de votre véhicule (rendez-vous en bas de page pour témoigner).
Un grand merci à tous les internautes qui contribuent à enrichir cette base de témoignages.

Pneus Volkswagen Polo IV (2001-2009)



1.4 75 ch : Bcp de problème de boite de vitesse avec casse, a éviter. Problème roulement et arbre primaire de boite, différentiel...Triangle fragile env 50000km, support moteur un peu faible. Voiture bruyante également.


Pneus Renault Scenic 4 (2016)



1.6 dCi 130 ch bvm 41000km , du 30/05/2017 : quelques petits soucis du r-link mais réglés avec une mise à jours, voyant de frein elec lorsque mon porte vélos est branché sur la prise attelage .UN SOUCIS DE PÉDALE D EMBRAYAGE MOLLE L’ANNÉE DERNIÈRE, MAIS LE PLUS GROS PB C EST QUE VISIBLEMENT LES ROULEMENTS OU LE DIFFÉRENTIEL A UN SOUCIS CAR GROS BRUIT DE FERRAILLE EN TOURNANT LES ROUES AVANT A LA MAINS ET PIRE EN ROULANT. PAS DE SOUCIS DE PASSAGE DE VITESSE. JE VAIS VOIR CHEZ RENAULT MAIS J’AI PEUR DE LEUR RÉPONSE!!! genre on ne prend pas en charge!!


Pneus Land Rover Range Rover Evoque (2011-2018)



2.2 SD4 190 ch : Boîte vitesse 9 ,les portes ,le coffre n’ouvre plus que avec la clé le différentiel arrière


Pneus Audi A3 (2012-2020)



1.4 TFSI 122 ch boite manuelle, 118000, année 2012, modele ambition, : - jeu important en sortie différentiel - fuite d'huile boite de vitesse changer pour 6000 euros- probleme de tenue de route constaté


Pneus Opel Agila (2008-2015)



1.0 68 ch 2011 : différentiel hs


Pneus Volkswagen Golf IV (1998-2003)



1.8 T 150 ch 140.000km boîte manuelle 5 : différentiel fissuré, roulement arriere, étrier arrière grippé (elle a 20 ans et peu roulé aussi)


Pneus Nissan Micra III (2003-2010)



1.4 88 ch manuelle , 70.000km,2007,acier. : problème côté boite bruit a froid (différentiel )


Pneus Nissan X-trail (2001-2013)



2.2 dCi 136 ch 55000km : blocage différentiel ne fonctionne jamais!dès lors le Xtrail n'a plus cet avantage par rapport à la concurrence.


Pneus Alfa Romeo Mito (2008-2019)



1.4 MultiAir 170 ch Manuelle, 110 000 km, fin 2011, 17 : différentiel(Jeu 110 000 km) Cardan(110 000km)


Pneus Mercedes GLA (2013-2019)



220d 170 ch : problème de différentiel à 58000 kms


Pneus Mercedes ML (1998 - 2005)



500 290 ch Boite auto 150000 km 2003 jantes 17 finition luxury : moteur électriques des commandes d ouverture et fermeture du chauffage habitacle .low-range ( moteur électrique de blocage du différentiel HS )


Pneus BMW Serie 3 (2005-2011)



320i 170 ch Manuelle, 110000km, 2010 : différentiels HS


Pneus Mercedes Classe E (2002-2008)



270 CDI 177 ch auto 5 rapport;230000 km,2005,advangarde : probleme 1 défaut d étancheité differentiel a 160 000 km2 changement d'un airmatic (coussin d'air) a 180 000km ( 800¤)3 bloc sbc qui fait des siennes ( je suis rester sans frein plusieurs jour sns trouver de solution à 170 000km4 verins du hayon a 200 0005 esp/abs et autre regulateur regulateur qui defaille puis refonctionne6 phare xénon qui fonctionne pas parfois7 .....ya toujours un voyant allumé


Pneus BMW Serie 3 (2012-2018)



320d 184 ch Boîte manuelle, 50000 km,2012, sport : fuite importante pont différentiel


Pneus Land Rover Range Rover (2002-2012)



4.2 V8 395 ch Vogue 2003 - 190 000km : arbre de transmission avant usé facilement changé pour 200¤ (perte totale de motricité, véhicule immobilisé sur le bas côté), roulement de différentiel avant changé pour 100¤. Pas mal de petites bricoles (réglage direction, porte gobelet, lcd compteur, radiateur fissuré, durite de liquide de refroidissement, ...). Bref des petits soucis et facilement réparables pour un véhicule de presque 15 ans.


Pneus Renault Laguna 1 (1994 - 2001)



1.9 DTI 100 ch 166000 km AM 99 alizé : Boîtier de différentiel à 166000 km (boîte HS), roulements de roue (tous), démarre mal par temps froid.


Pneus Peugeot 208 (2012-2019)



1.6 HDI 92 ch 70000 Km fuite joint spy differentiel roulement HS : fuite joint spy différentiel roulement HS


Pneus Volkswagen Tiguan (2007-2015)



2.0 TSI 210 ch Automatique, 84 000, 2009 : 0 fiabilité = 4 fuites d'huile de moteur + Fuite de pompe différentiel 4motion (Haldex) + différentiel Haldex qui reste toujours en mode 4x4 (=bruit lorsque plus de 80Km/h) + moteur de ventilation à changer car demande trop d'ampérage (a brûlé 2 résistances). Un vrai citron dans mon cas...


Pneus Audi A3 (2003-2012)



1.9 TDI 105 ch Boite de vitesse HS à 136000km / modele dec 2006 : 1) boite de vitesse cassée (au niveau du différentiel) à 136000km. ce n'est absolument pas normal2) plusieurs grignotages de câbles par des martres (à chaque fois, 250 euros de réparation).J'ai fait installer un système anti-martre électrique et aucun souci depuis.


Pneus Renault Zoe (2012-2019)



Q210 electrique 88 ch : Gros pb de charge faisant sauter le différentiel de la prise green up à 13000km. 3 mois pour trouver et réparer (changement de la prise et du module de charge de la voiture) Logo bleuté avant qui s'écaille. 2 remplacements en 18 mois (sous garantie). Gomme pneus avant arrachée des 2 côtés ,malgré une conduite plutôt souple et en mode "eco" à 20 000km







Tous les commentaires et réactions


Dernier commentaire posté :


Par AuDI TT (Date : 2020-08-19 19:52:44)

Bonjour
encore un bravo pour ce sujet
mais tout ça se ne se fait pas par magie il y a forcement qqc comme le boitier électronique qui récupère ces donnée et qui va ordonner a un petit moteur de s'enclencher ?
MERCI pour vos futurs explications

Il y a 3 réaction(s) sur ce commentaire :

  • Par taurus TOP CONTRIBUTEUR (2020-08-20 09:20:24) : Les différentiels normal rien ne les commende. Apres il y a les différentiels auto bloquants cela n'on plus ne son pas commende. Puis ceux a commende électriques qui son commende par le calculateur, suivant l'équipent du véhicule. Mais il existe beaucoup d'autre principes. A crabotage enclanchement a l'arrêt obligatoire, a disques peu être mis sans s'arrêter, et a disque automatique sans action d'aucune sorte.
  • Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2020-08-20 10:58:00) : Merci à vous.

    Un ensemble de pignons n'a rien de magique ;-)

    Il existe plusieurs types de différentiels et ils sont quasiment toujours mécaniques (ah la magie de l'ingénierie ...).
    Les différentiels à glissement limité électroniques sont un bricolage qui consiste à utiliser les freins, on le voit sur la TT par exemple.

    Les différentiels pilotés électriquement et électroniquement sont généralement des boîtes de transfert (au centre des 4X4 pour répartir av/arr).

    il faut donc aussi penser à distinguer les différentiels gauche / droite des différentiels avant / arrière (ils sont souvent bien différents).
  • Par taurus TOP CONTRIBUTEUR (2020-08-20 15:53:28) : Je connais parfaitement les différentiels. Un différentiel ne se sert jamais des freins. On parle de différentiels a commende électrique, en réalité, un différentiel et toujours mécanique a pignons, satellites et planétaires, a cela on ajoute des disques pour le bloqué, ou un crabotage. puis il y a l'anti patinage qui peu être avec des capteurs sur les roues pour bloqué les freins du cote du patinage. au centre des 4x4 on retrouve la boite de transfert avec un différentiel inter pont. avec possibilité de blocage.

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Suite des 8 commentaires :

Par Hkn (Date : 2019-12-07 08:50:12)


Bonjour J’ai une golf 4 gti et mon souci es que j’ai pas de bruit dans la boîte mais les 2 roue lever au point mort une seul tourne même en bloquant une roue .


Il y a 3 réaction(s) sur ce commentaire :

  • Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2019-12-09 10:04:36) : Roulement HS ?
    Tout n'est pas des plus limpides dans l'exposé des faits ...
  • Par Hkn (2019-12-10 11:02:48) : Effectivement excuser moi . Je voudrais juste savoir au final si un différentiel peut fatiguer sans faire de bruit ou si la pièce quand elle es défectueuse casse ou fait du bruit .car un garagiste a fait un test les 2 roues lever au point mort une seul tourne . Et quand on mais en tention une roue à la main et que l’on fait tourner l’autre on ne sent pas de point dure .
  • Par taurus TOP CONTRIBUTEUR (2019-12-27 08:02:27) : Si la boite et au point mort les deux roue peuvent tourner sans problème. Un différentiel entraine obligatoirement les deux roues.

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Par pemmore (Date : 2019-09-07 20:36:39)


J'ai un sportage kia de 1995 gpl, un vrai 4x4 qui s'assume, pare buffle, roue de secours extérieure, manque seulement le treuil, par neige, verglas, dans la boue, suffit de mettre les vitesses basses, les crabots(blocage mecanique des 4 differentiels) c'est que du bonheur, passer ou personne ne peut passer,inventer des places de stationnement, c'est pas fait pour rouler vite, mais le 2l permet de doubler sans peine la conso reste raisonnable 10l de gpl aux 100, carte grise à 3¤, et la décote à l'occasion est très faible, je l'ai payé 2250¤ il y a 4 ans, et j'ai une proposition d'achat pour le même prix.En 2éme voiture c'est que du bonheur.


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  • Par taurus TOP CONTRIBUTEUR (2019-10-27 09:10:36) : Je pense qu'il y a seulement 3 dif. 2 sur les ponts + 1 dif. inter pont.

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Par marc (Date : 2018-06-20 02:44:19)


Comment changer un seal de diferentiel sur un madzda tribute 2010 arriere


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  • Par taurus TOP CONTRIBUTEUR (2018-07-13 09:49:09) : premièrement contrôle du jeu de l'entrée du pont si pas de jeu après avoir déposer la transmission cote pont dévisser l'écrou central remplacer le joint, au remontage ATTENTION si le jeu des roulements et fait par des cales de réglage pas de problème pour le serrage, sinon si le réglage et fait par une bague déformable (ne se vois pas sans démonter le pont) au serrage de l'écrous attention de pas serre les roulements le jeu doit être nul mais pas serre puisque les roulements ne sont pas neuf

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Par Eric (Date : 2017-06-13 17:30:50)


Bsr à tous.. svp j'ai un bruit au niveau du pont arrière mazda bt50, un genre de claquement.. nous avons mis l'essieu arrière sur chandelles pour contrôler.. l'arbre tourne tranquillement et dès qu'on met un peu de régime, le bruit disparaît, au renlenti ça revient.. je me demande si ce n'est pa les roulements du diff.. par ailleurs je sais que le proprio n'a pas été sérieux avec l'entretien du pont d'après la vidange.. cdt


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  • Par Wanu1966 TOP CONTRIBUTEUR / MECANO (2017-06-13 21:21:10) : Un pont, cela s'entretient, un roulement est tout à fait possible suite à un manque d'huile par exemple !

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Par mdp4 (Date : 2016-04-25 09:06:41)


Merci on a fait notre si avec sa



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Par mimide (Date : 2015-10-06 10:58:58)


Un cardant trop serré peut il provoquer une resitance sur le differentielle ?


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  • Par Wanu1966 TOP CONTRIBUTEUR / MECANO (2015-10-06 17:47:27) : Non, absolument pas !

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Par Le Ronin (Date : 2015-04-27 00:49:16)


Je veux diminuer ma consommation d'essence. J'ai une ford Econoline 1974 avec un moteur de 302 chvaux une transmission 3 vitesses sur la colonne et un différentiel 4:10. Je planifie de changer ma transmission pour une AOD 4 vitesses automatique et de poser un différentiel de 3:55. Comment faire pour évaluer l'économie potentielle ???


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  • Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2015-04-27 10:26:02) : Alors là ! Pas évident ... Même Wanu n'a pas cherché à répondre, c'est pour dire.

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