Les différents types de transmissions 4x4 : explications.

Du bon et du moins bon, tout est accepté tant que l'on parle de la pratique du 4x4.
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CG
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Les différents types de transmissions 4x4 : explications.

Message par CG »

Comme je ne suis pas mécanicien, j’ai glané à gauche et à droite sur le Net des infos pour éclairer ma gouverne.
Je vous soumets le résultat de mes recherches sur les différents types de transmissions.
NB : Je n’en suis pas l’auteur

Ces explications peuvent êtres élémentaires pour certain, un rappel pour la majorité, ou une première approche pour d’autres.
:wink:

CG
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Message par CG »

1) Le différentiel :

Vous avez pu voir dans "la vidéo du jour" d’hier une explication (en anglais) assez didactique sur le fonctionnement d’un différentiel

CG
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Message par CG »

2) Les différentes transmissions : (source : http://web4x4.free.fr/ )

4x4 enclenchable ou permanent

Sur un 4x4 non permanent, on roule en deux roues motrices seulement (roues arrières) sur le goudron ou sur la piste roulante. Les véhicules sont équipés de moyeux débrayables, qui permettent de désolidariser les roues avant des demi-arbres de transmission avant qui sont eux-mêmes libres en position 4x2 (non accouplé à la boîte par l'intermédiaire de l'arbre de transmission avant). Cela économise la transmission et, dans une moindre mesure, abaisse la consommation de carburant.

Les moyeux débrayables sont soit manuels (il faut descendre et tourner une manette située sur l'axe de roue pour accoupler ou désaccoupler la roue avant avec le demi-arbre), soit automatique. Les deux systèmes s'enclenchent à l'arrêt alors qu'une petite marche arrière est nécessaire pour les enlever. Donc pour un 4x4 non permanent, pour passer en quatre roues motrices, il faut enclencher les moyeux débrayables (manuels) et passer en 4x4 en manoeuvrant soit un levier (situé à côté du levier de vitesse) soit un bouton sur le tableau de bord; le train avant est alors enclenché. Cette manoeuvre s'effectue avec les roues avants droites (dans le sens de la marche).
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Avec un enclenchable, pas de problème si vous roulez tout droit en position 4x4, mais au premier virage serré, le 4x4 aura tendance à aller se diriger vers l'extérieur du virage. En effet en position 4x4, la boîte de transfert fait tourner les deux ponts à la même vitesse ; un virage (des inégalités du terrain) provoque des différences de rotation entre les roues avants et arrières et comme les arbres de transmission tournent à la même vitesse (pas de différentiel inter-pont ou comme si le différentiel central était bloqué s'il en avait un), cela créé un glissement d'un essieu par rapport à l'autre, qui entraîne une perte d'adhérence, qui réduit le pouvoir directeur du train avant. La solution est la suivante : quelques mètres avant le virage, vous repassez en 4x2; vous entrez dans la courbe, donnez un peu de gaz pour faire patiner et glisser le train arrière, relâchez l'accélérateur, repassez en 4x4 et voilà.
Avec un enclenchable en position 4x4, les deux ponts tournent à la même vitesse mais le couple peut être différent sur chacune des roues (sur chacun des ponts); cela dépend de l'adhérence au sol (couple pont 1 + couple pont 2 = couple max transmissible). Si l'adhérence au sol est nulle, la roue tourne sans contrainte, sans fournir d'effort, donc le couple transmis est nul. Mais elle consommera de la puissance (W) pour tourner. Si l'adhérence n'est pas nulle, il faut fournir un effort pour annuler les contraintes exercées par le sol (frottement). Dans ce cas la roue utilisera du couple (même raisonnement pour les ponts).

En 1970, le Range Rover a été le premier 4x4 de grande série à disposer du système des quatre roues motrices en permanence. Ils sont plus sécurisants sur la route et ils ont l'avantage d'être constamment en configuration tout terrain. Ils sont équipés d'un différentiel inter-pont.

Il existe trois familles de 4x4 permanents :
- les vrais permanents = les quatres roues sont motrices tout le temps (Range, Lada,...). Ils sont équipés d'un différentiel inter-pont.
- les supers permanents = ils peuvent rouler avec deux roues arrières motrices, avec quatre roues motrices avec différentiel inter-pont libre ou bloqué (comme pour les vrais permanents); ils font partie à la fois de la famille des enclenchables et des permanents (Pajero génération 2 et 3, Pinin, Cherokee 4.0L limited,...)
- les semi-permanents = les roues avants sont motrices, et les roues arrières sont également motrices mais que si l'adhérence est mauvaise (aux USA ce sont les roues arrières qui sont motrices si l'adhérence est bonne). En clair, en conditions normales de roulage, ce sont de simples deux roues motrices (pas de couple sur l'autre essieu ou très peu). Lorsque l'une des deux roues de cet essieu moteur perd de l'adhérence, le véhicule passe progressivement en quatre roues motrices. Ils ne sont pas équipés d'un différentiel inter-pont mais d'un dispositif d'accouplement (coupleur multidisque hydraulique ou électromagnétique ou électromécanique, embrayage multidisque). Par exemple, un viscocoupleur est un coupleur multidisque dont la répartition d'origine de couple est de l'ordre de 10% / 90% (et peut devenir 90% / 10% suite à un problème d'adhérence). Le viscocoupleur permet de légères différences de rotation des deux axes de sorties mais en privilégiant toujours un essieu par rapport à l'autre, et il joue le rôle d'autobloquant lorsque la différence de rotation entre les deux axes de sorties est trop grande (il se durcit pour devenir presque un axe rigide). Par exemple pour un semi-permanent privilégiant la traction, donc une répartition de couple 90% / 10%, si le train avant manque d'adhérence, le viscocoupleur bloque en durcissant les deux arbres de sorties, et les fait tourner à la même vitesse. Donc le couple n'est plus obligatoirement fixe entre les deux essieux et peut varier progressivement de 90/10 à 10/90 (pour continuer la progression, il faut du couple à l'arrière, là ou il y a de l'adhérence).
Ils ont un inconvénient lors des descentes avec mauvaise adhérence, en effet dans ce cas le pont arrière n'est pas moteur puisque le système ne se rend pas compte que l'adhérence n'est pas bonne (le pont arrière n'est pas moteur comme le véhicule roule sans effort), vous vous retrouvez donc au volant d'une simple berline (Honda CRV et HRV, Scénic RX4).


Boîte de transfert

Accolée à la boîte de vitesse, cet élément mécanique appelé aussi réducteur, délivre la puissance moteur aux arbres de transmission avant et arrière, et permet au conducteur de choisir entre les rapports courts ou longs. En position longue, l'effet est nul, et en position courte, la transmission tourne deux fois (dépend du rapport du réducteur) moins vite que la boîte. Le moteur donne alors toute sa puissance (maximum de couple) mais les roues ne peuvent pas tourner vite. Les vitesses courtes offrent un frein moteur important. Le changement long/court se fait à l'aide d'un levier ou un bouton. Sur certains 4x4, il faut effectuer cette manoeuvre à l'arrêt (pour les autres, le changement doit être effectué à une vitesse inférieure à 100 km/h).
La réduction s'exprime sous la forme d'un rapport par exemple 2,56:1. Ce chiffre signifie que pour 2,56 tours d'arbre d'entrée de la boîte de transfert, l'arbre de sortie de la boîte de transfert effectue 1 tour (plus le rapport s'éloigne de 1, plus la réduction est importante).


Différentiel

Un différentiel (non bloqué) est un dispositif mécanique qui permet de transmettre de la puissance en répartissant le couple de façon uniforme et constante tout en permettant une différence de rotation entre les deux axes de sorties.

Différentiels avant et arrière
Dans chaque essieu, le différentiel permet de transmettre le mouvement aux roues tout en laissant la possibilité à celles-ci d'avoir des vitesses de rotation différentes, ce qui est le cas en virage où la roue intérieure parcourt une distance moindre que la roue extérieure.
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Ce système a un inconvénient en TT, dans le cas où une roue d'un essieu s'emballe (perte d'adhérence), celle-ci va absorber toute la puissance (W) moteur fournit à cet essieu (le différentiel envoie à la roue toute la puissance), ainsi l'autre roue sera immobile (même si elle reposait sur un sol dur); cet essieu n'entraînera plus le 4x4. La puissance (W) va toujours par le chemin du moindre travail, donc par les roues qui n'ont pas d'adhérence. Mais il n'y a pas d'absorption de couple puisqu'il n'y a pas d'effort à fournir à cause du manque d'adhérence (le couple est issu du travail de la puissance, et sans travail pas de couple). Le couple de la roue sans adhérence au sol est nul (pas d'effort à fournir puisque pas d'adhérence)
, or le différentiel (non bloqué) répartit le couple entre les deux axes de sortie de façon uniforme (répartition du couple 50/50 pour un différentiel AV et AR non bloqué). Donc le couple de la roue ayant de l'adhérence est nul et donc ne bouge pas. Plusieurs dispositifs existent pour lutter contre ce phénomène; le blocage de différentiel (mécanique ou pneumatique) rend les deux roues solidaires, ce qui permet de franchir un obstacle, les roues tournant de façon identique pour passer, même si une perd de l'adhérence. En clair, les deux roues tournant à la même vitesse, le couple peut être différent sur chacune des roues, le couple étant dépendant de l'adhérence au sol. Si l'adhérence est nulle, la roue tourne sans contrainte, sans effort, le couple transmis est nul. Avec le blocage de différentiel, l'autre roue (bonne adhérence au sol) peut avoir un couple différent du couple de la roue sans adhérence et donc un couple différent de 0. Le couple transmis à la roue avec bonne adhérence ira jusqu'à 100 % (100, si la roue non adhérente à 0%). le couple varie donc de 0/100 à 100/0 si une roue n'a pas d'adhérence et que le différentiel est bloqué.
Le blocage est actionné par un bouton; ne pas enclencher le blocage de différentiel en virage; si le différentiel est bloqué, accélérer en douceur, la direction est lourde. avec les différentiels auto-bloquants ou à glissement limité, le blocage se fait alors tout seul, de manière moins radicale, plus progressive.


Différentiel inter-pont

Dans le cas d'un 4x4 enclenchable en quatre roues motrices, ses deux essieux tournent à la même vitesse (pas de différentiel inter-pont). Il ne peut donc pas rouler en 4x4 sur le goudron (ou exclusivement en ligne droite ou pour certains 4x4 à une vitesse inférieure à 60 km/h et par temps de pluie), en effet en virage les roues avants et arrières ne parcourent pas une distance équivalente (distance roues avants inférieure roues arrières). Tout cela fait que les arbres de transmission avant et arrière ne peuvent tourner exactement à la même vitesse. C'est pourtant ce qu'ils sont obligés de faire, puisqu'ils sont tous deux solidaires de la même boîte de vitesse. Cela est sans conséquence sur un sol dont l'adhérence est précaire (léger patinage possible), mais sur sol sec, il en résulte une accumulation de force qui à la longue peut détruire un arbre de transmission. Il est donc nécessaire, lorsque l'on quitte une zone glissante, de repasser en 4x2 (sur goudron).
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C'est pour cette raison qu'en 4x4, même sur sol glissant, qu'il est plus difficile de tourner (rayon de braquage supérieur). Un 4x4 permanent est équipé d'un différentiel inter-pont situé dans la boîte de transfert, qui permet aux roues avants et arrières de tourner à des vitesses différentes (le couple est réparti de façon uniforme) (sur un différentiel inter-pont non bloqué la répartition de couple n'est pas obligatoirement de 50/50 mais peut être par exemple de 40/60 ou de 60/40). Il peut donc rouler indifféremment sur goudron ou sur sol moins adhérent. Ce différentiel inter-pont est équipé la plupart du temps d'un blocage (les deux essieux tourneront alors à la même vitesse et le couple pourra être différent entre les deux essieus). Ceci est utile si par exemple une roue d'un essieu arrière patine (toute la puissance du différentiel arrière est envoyée vers cette roue), l'essieu arrière est immobilisé, et le différentiel inter-pont envoie toute la puissance moteur vers l'essieu arrière (et vers la roue arrière qui patine); le 4x4 est immobilisé (même principe que le différentiel avant et arrière). Si le blocage inter-pont est enclenché, le couple des deux ponts pourra être différent. Comme l'essieu arrière n'a pas d'adhérence, son couple transmis est nul, donc le couple dispo pour l'essieu avant est de 100%. Si le blocage inter-pont est enclenché, le couple disponible est donc répartit 100% / 0% si l'essieu arrière n'a pas d'adhérence au sol, et 0% / 100% si c'est l'essieu avant qui n'a pas d'adhérence. Attention, les blocages ne doivent être actionnés que si aucune roue tourne (sinon reprise d'adhérence soudaine, et rupture de transmission).


Différentiels à glissement limité et les blocages

- Le différentiel à glissement limité de type Torsen : c'est un différentiel à glissement limité avec une répartition de couple symétrique (idéal pour la piste)(blocage de l'ordre de 75 à 80%).
- Air locker d'ARB : blocage de différentiel à commande pneumatique.
- Le différentiel à glissement limité de type visco-coupleur (différentiel + viscocoupleur pour le glissement limité) : c'est un différentiel inter-pont mais sans blocage (différentiel à glissement limité). Le viscocoupleur joue le rôle de dispositif autobloquant au différentiel. Lorsque l'adhérence est correcte, le visco-coupleur (associé au différentiel inter-pont) n'entre pas en action. Dès qu'une différence de rotation entre les deux ponts est relevée (perte d'adhérence d'un des deux essieux), le glissement des disques d'embrayage empilés à l'intérieur du visco-coupleur, provoque une élévation de température du liquide hydraulique, entraînant une augmentation de la résistance au frottement des disques, jusqu'au blocage du différentiel (blocage de l'ordre de plus de 90%).
Le blocage de différentiel arrière peut être actionné sur un chemin très gras en montée ou en croisement de ponts. Si le blocage arrière ne suffit pas, enclenchez le blocage de différentiel avant, seulement en croisement de ponts ou en montée très raide.
Surtout n'enclenchez pas de blocage (arrière et/ou avant) en dévers. Sans blocage, en dévers, vous sentirez la limite à ne pas dépasser lorsque vos roues amonts vont amorcer un début de patinage. Avec un blocage (arrière et/ou avant), cette limite ne sera plus perceptible.

(source : http://web4x4.free.fr/ )

CG
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Message par CG »

3) Blocage de différentiel : fonctionnement ( source : http://nivaventure.free.fr/ )

Il y a plusieurs systèmes de voitures à quatre roues motrices :

1) Les deux roues motrices arrières avec la possibilité d'enclencher les deux autres roues avants.
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2) Les quatre roues motrices permanentes.
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La Niva est une quatre roues motrices permanente, c'est à dire qu'il y a trois différentiels.
Un central appelé inter-ponts, un dans le pont avant et un dans le pont arrière.
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Fonctionnement du différentiel :
Dans un virage à droite la roue droite tourne moins vite et parcourt moins de distance que la roue gauche.
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Le différentiel central a la même fonction que ceux des ponts avant et arrière, mais cette fois-ci non plus entre les roues droites et gauches mais entre le pont avant et arrière. La longueur de parcours dans un virage, entre le pont avant et le pont arrière n'est pas la même. D'où la nécessité d'un différentiel inter pont.
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En pratique :
Avec le différentiel central non bloqué, la motricité est répartie à 25 % (théorique) sur chaque roue. La première division entre l'avant et l'arrière se fait dans le différentiel central, ensuite chaque différentiel divise entre les roues gauche et droite.
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Si dans ce cas on soulève une des quatre roues, on immobilise la voiture !
Image ou Image

Avec le différentiel central bloqué, la motricité est répartie à 50 % (théorique) entre chaque pont. Il n'y a plus de division entre l'avant et l'arrière dans le différentiel central mais seulement à chaque différentiel des ponts entre les roues gauches et droites.
Image

Si dans ce cas on soulève une des deux roues avants et une des deux roues arrières, on immobilise la voiture !
Image



Un kit de blocage des ponts avant et/ou arrière :

1 pont Image 2 ponts Image

Dans le cas d'un blocage de pont arrière, il faut soulever les deux roues arrières et une des deux roues avants pour immobiliser la voiture.
Image

Dans le cas de deux blocages de ponts, avant et arrière, il faut soulever les quatre roues pour immobiliser la voiture !
Image

L’avantage des blocages de ponts est évident.

( source : http://nivaventure.free.fr/ )

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carbu
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Message par carbu »

CG a écrit : Un 4x4 permanent est équipé d'un différentiel inter-pont situé dans la boîte de transfert, qui permet aux roues avants et arrières de tourner à des vitesses différentes (le couple est réparti de façon uniforme) (sur un différentiel inter-pont non bloqué la répartition de couple n'est pas obligatoirement de 50/50 mais peut être par exemple de 40/60 ou de 60/40).
Ou de 100/0 dans le cas ou l'essieu avant est dans la boue et patinne alors que l'arrière est encore sur le goudron :mrgreen:
CG a écrit : ...toute la puissance du différentiel arrière est envoyée vers cette roue...
Tout la puissance du moteur est transmise via le difféentiel à cette roue !! :wink:

Super les explications... après ça il n'y a plus personne qui pourra dire qu'il ne savait pas qu'il était déconseillé de rouler sur route avec le pont avant enclenché :mrgreen:

Et les ptis dessins sont très didactiques :idea:
RR (ab)-user

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lambic
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Message par lambic »

:idea: Merveilleux,un tout grand merci pour cet exposé de grande qualité qui nous permet de combler nos lacunes en la matiere. :idea:
Si tu veux progresser vers l'infini,
Explore le fini dans toutes les directions !

elgringo
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Message par elgringo »

JE REMERCIE LES CHEFS QUI ONT SUPPRIMER MON MESSAGE
POURTANT IL SE RAPPORTAIT AU SUJET ET NE POUVAIT IMPORTER LE DOC COMPLET, ET EN PLUS S'ETAIENT LES SYSTEME POMPES, CE QUI CHANGE DES CRABOTAGES MANUEL :viking: :viking: :viking: :viking: :viking: :viking:

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Léon
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Message par Léon »

elgringo a écrit :JE REMERCIE LES CHEFS QUI ONT SUPPRIMER MON MESSAGE
POURTANT IL SE RAPPORTAIT AU SUJET ET NE POUVAIT IMPORTER LE DOC COMPLET, ET EN PLUS S'ETAIENT LES SYSTEME POMPES, CE QUI CHANGE DES CRABOTAGES MANUEL :viking: :viking: :viking: :viking: :viking: :viking:
donnes toi le meme mal que CG pour que l'exposé soit en directement sur le forum et pas un lien, se sera plus conviviale dans cette partie du forum.
merci

elgringo
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Message par elgringo »

Le lien n'existant plus mais moi homme prevoyant avait imprimer alors voila la technique 4x4 jeep

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Et voila source JEEP
Modifié en dernier par elgringo le ven. déc. 21, 2007 10:36 pm, modifié 4 fois.

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Léon
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Message par Léon »

elgringo a écrit :Le lien n'existant plus mais moi homme prevoyant avait imprimer alors voila la technique 4x4 jeep
ha comme ça j'aime bien, directemen imagé sur le forum lol
merci Elgringo

elgringo
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Message par elgringo »

De rien, ce que les modos veulent elgringo le peeuu

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