Les différents différentiels à glissement limité
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Les différentiels à glissement limité permettent d'éviter une trop grande différence de rotation entre deux axes. Cela peut concerner les roues gauche et droite d'un même essieu, ou le lien entre deux essieux (avant et arrière via un différentiel central). Le but est de corriger l'effet pervers d'un différentiel standard : si une roue est délestée, c'est elle qui reçoit la majorité du couple. Le couple suit le chemin à la plus faible résistance, ce qui fait patiner la roue légère pendant que l'autre ne reçoit presque rien.
Pour éviter cela, plusieurs systèmes créent un lien partiel entre les deux sorties d'axe dès que l'écart de vitesse devient trop élevé. Certains sont plutôt adaptés aux différentiels centraux (avant/arrière), d'autres à un essieu (gauche/droite). Voyons les principaux.
Différentiel à glissement limité Torsen
Système 100 % mécanique.
Le Torsen (TORque SENsing) relie les deux arbres de sortie par une pignonnerie à vis et planétaires. La répartition de couple se fait naturellement par la géométrie des pignons, sans pilotage. Le glissement est limité par un couple bias intrinsèque (rapport de couple transmissible entre les deux côtés), typiquement compris entre 2,5:1 et 4:1 selon versions. Plus le différentiel de résistance augmente, plus le Torsen transfère du couple à la roue la mieux adhérente.
Il peut servir de différentiel central (ex. anciens systèmes Quattro) comme de différentiel d'essieu sur traction sportive.
J'aurais pu aussi placer le Torsen au milieu d'un essieu entre les roues gauche et droite
Crown-Gear / pignons en couronne
Système 100 % mécanique.
Remplaçant du Torsen sur certains Quattro récents, ce différentiel est passif et asymétrique. Il peut envoyer jusqu'à 85 % du couple à l'arrière ou 70 % à l'avant. La modulation s'effectue via des trains de pignons en couronne et un couplage interne qui réagit aux différences de charge et de vitesse. Pas de pilotage électronique direct sur la répartition, mais l'ESP peut intervenir en complément par le freinage sélectif.
Ici la modulation avant/arrière se fait par les embrayages verts et rouges (visco-coupleur interne qui s'embraye quand la cloche chauffe). L'axe moteur (violet) entraîne une couronne liée aux couronnes des essieux par de petits pignons.
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Quand un arbre s'emballe (perte de motricité), le multidisque se serre naturellement et crée une liaison plus directe vers l'essieu arrière..jpg)
Embrayages multidisques pilotés
Système mécanique piloté électroniquement.
Chaque demi-train est relié au différentiel ouvert classique. Un ou plusieurs embrayages multidisques viennent relier la roue à la couronne différentielle en fonction des ordres électro-hydrauliques (type Haldex d'essieu). Le calculateur module la pression d'huile pour limiter le glissement et transférer le couple là où l'adhérence est la meilleure.
Visco-coupleur
Système 100 % mécanique.
Deux paquets de disques tournent dans un bain de fluide silicone. À différence de vitesse importante, le cisaillement échauffe le fluide, qui s'épaissit et transmet davantage de couple. Le pontage augmente avec la température : c'est progressif, simple et autonome, mais moins précis. Idéal pour un couplage central à la demande, avec une réaction moins vive qu'un multidisque piloté.
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En chauffant, l'huile se dilate et accentue le lien entre les disques : on réduit le glissement entre les arbres.
Multidisque mécanique
Système 100 % mécanique.
Sans fluide à comportement spécial ni pilotage. La pignonnerie interne crée un effort axial lorsqu'une différence de vitesse/friction apparaît. Cet effort serre un multidisque qui relie plus fermement les deux sorties, limitant le glissement. Le verrouillage est proportionnel à l'écart de vitesse et à l'énergie dissipée.
Le système écarte les paquets de disques vers l'extérieur pour les accoupler : on crée un pontage par la cloche du différentiel.
Haldex
Système électro-hydraulique piloté.
Utilisé comme différentiel central à la demande. Une pompe et un bloc de valves pilotés électriquement serrent un multidisque lorsque le train avant patine. Ce n'est pas un 4x4 permanent : le couplage arrière n'est activé que quand c'est utile, puis modulé en continu. Avantage : efficience et réactivité. Limite : la motricité initiale dépend du train avant avant que l'arrière ne s'implique franchement.
Différentiel électronique
Système totalement électronique (pas de mécanique ajoutée).
Le calculateur de freinage utilise les étriers pour freiner la roue qui patine, ce qui force le différentiel ouvert à envoyer plus de couple de l'autre côté. En virage, la logique peut aussi créer un Torque vectoring en freinant très légèrement la roue intérieure afin d'augmenter la vitesse de la roue extérieure, ce qui aide à faire pivoter l'auto. Avantage : coût et efficacité basique. Limites : échauffement des freins, usure des plaquettes et rendement moins bon qu'un vrai LSD.
Un différentiel standard envoie la majorité du couple sur la roue la plus délestée. En freinant cette roue, on transfère le couple à l'autre côté et on peut même générer un effet de vecteur. Exemple : pour augmenter le couple à droite, on freine à gauche, le couple partira vers la roue non freinée.
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