Bienvenue dans Gearhead 101, une série sur les bases du fonctionnement des voitures pour les néophytes de l'automobile.
La dernière fois, nous avons expliqué en détail le fonctionnement des 4 roues motrices à temps partiel et pourquoi il est avantageux que les quatre roues alimentent la voiture dans des situations de faible traction. Aujourd'hui, nous nous attaquons aux 4 roues motrices à temps plein, ainsi qu'à la traction intégrale (alias AWD).
Dans les deux systèmes de transmission, les quatre roues alimentent la voiture en permanence et, comme nous le verrons, elles accomplissent cet exploit en utilisant un agencement de transmission similaire. Mais il existe également des différences entre les 4 roues motrices permanentes et la traction intégrale, que nous expliquerons ci-dessous.
Commençons!
Comme nous en avons discuté en détail dans notre article sur les 4 roues motrices, l'un de ses avantages par rapport aux 2 roues motrices est que le fait d'avoir quatre roues en mouvement tout le temps augmente considérablement la traction dans des situations de faible traction comme la neige, la boue et la saleté meuble. Si, par exemple, vos roues arrière heurtent une zone à faible adhérence sur la surface de conduite, vos roues avant pourraient se trouver sur une zone à forte adhérence. Lorsqu'ils sont alimentés, ils peuvent aider à maintenir votre véhicule en mouvement plutôt que vos roues arrière ne font que patiner pendant que votre voiture reste à l'arrêt.
Très bien, mais pourquoi voudriez-vous que les quatre roues reçoivent de la puissance du moteur même dans des conditions normales conditions de conduite ? Pourquoi voudriez-vous 4WD sur plein temps , au lieu de simplement l'activer en cas de besoin ?
La principale raison est l'amélioration de la maniabilité. Le fait que les quatre roues déplacent la voiture lui permet de mieux prendre les virages et offre une meilleure stabilité directionnelle lorsque la voiture se déplace dans un état stable. Une meilleure maniabilité dans des conditions de conduite normales se traduit par une conduite plus sûre. L'amélioration de la maniabilité est l'une des raisons pour lesquelles vous voyez AWD sur les voitures de sport et les berlines de luxe.
Une autre raison est la commodité. Disons que vous conduisez sur une route qui a des segments de glace et de neige mais qui est généralement sèche. Au lieu d'avoir à engager et désengager votre 4WD à temps partiel lorsque vous frappez et quittez ces endroits lisses, avec les quatre roues qui tournent tout le temps, vous n'avez pas à y penser. Vous venez de conduire.
Le gros inconvénient des 4WD et AWD à temps plein est qu'ils consomment beaucoup plus de carburant que les 4WD à temps partiel, car le moteur doit transférer la puissance aux quatre roues, tout le temps.
Ainsi, les 4 roues motrices et les tractions intégrales à temps plein ont les quatre roues qui déplacent la voiture tout le temps. Mais cela soulève la question :comment ces systèmes de transmission font-ils cela sans soulever la voiture lors de la conduite sur des surfaces de conduite à forte adhérence ?
Comme nous en avons discuté dans l'article sur les 4 roues motrices à temps partiel, lorsque vous engagez les 4 roues motrices, la boîte de transfert verrouille les arbres de transmission avant et arrière ensemble. Ils envoient la même quantité de puissance, ou RPM, aux différentiels avant et arrière. Lors d'un virage sur une chaussée sèche, les roues avant sont forcées par une bonne traction et une bonne géométrie de tourner plus vite que les roues arrière. Mais parce que l'arbre de transmission avant va à la même vitesse que l'arbre de transmission arrière, une grande quantité de tension est créée qui peut éventuellement conduire à ce qu'on appelle la liaison ou l'enroulement de la transmission. Cela peut sérieusement endommager votre voiture.
Alors, comment les 4WD et AWD permanents évitent-ils ce problème ?
En ajoutant un troisième différentiel au milieu de la transmission.
Tout comme sur les véhicules 4WD à temps partiel, les 4WD et AWD à temps plein ont à la fois un différentiel avant et arrière sur les essieux avant et arrière qui permet aux roues gauche et droite de se déplacer à des vitesses différentes lors d'un virage. Cela empêche le saut de roue qui se produirait avec les quatre roues en mouvement.
Pour éviter la liaison de la transmission qui se produirait en raison des différentes vitesses que les roues avant et arrière doivent parcourir lors d'un virage, un différentiel central est placé entre les arbres de transmission avant et arrière. Cela permet aux arbres de transmission avant et arrière d'envoyer de la puissance aux roues avant et arrière, mais leur permet de se déplacer à des vitesses différentes lors d'un virage. Problème de liaison de transmission résolu.
Ainsi, le différentiel central est ce qui permet aux 4WD et AWD permanents d'envoyer de la puissance aux quatre roues en même temps, tout le temps.
Quelle est la différence, alors, entre 4WD à temps plein et AWD?
La plupart du temps, les 4 roues motrices à temps plein fonctionnent à peu près de la même manière que la traction intégrale :le différentiel central envoie en permanence la puissance du moteur aux roues avant et arrière. Le différentiel central permet aux arbres de transmission avant et arrière de se déplacer à des vitesses différentes, permettant au véhicule de fonctionner normalement, même lors de virages sur des surfaces de conduite normales.
Mais en permettant aux roues de se déplacer à des vitesses différentes, vous sacrifiez une certaine traction dans le processus, en particulier dans des conditions de faible traction comme la boue, la neige et la saleté. C'est particulièrement le cas si le différentiel central est un différentiel ouvert. Rappelez-vous de notre article précédent que le flux de puissance des différentiels ouverts suit le chemin de moindre résistance. Dans les réglages à faible traction, ce n'est pas bueno. Voici pourquoi.
Disons que vous êtes dans un véhicule 4WD ou AWD à temps plein avec un différentiel central ouvert. Vous conduisez dans votre allée et les roues avant heurtent une plaque de neige glacée. Vous pensez "J'ai AWD ! Cela ne devrait pas être un problème. Mais il est. Ces roues avant ont le moins de traction et représentent par conséquent le chemin de moindre résistance. Ainsi, le différentiel central va envoyer toute la puissance aux roues avant, les faisant tourner sur place tandis que vos roues arrière restent là sur une chaussée sèche et ne bougent pas du tout. Pour monter dans l'allée, ce serait bien que ces roues arrière reçoivent de la puissance.
Pour résoudre ce problème, la plupart des véhicules 4WD et AWD permanents utilisent un différentiel central à glissement limité (LSD) ou Torsen. Ces types de différentiels vous offrent l'avantage de différentiels à centre ouvert - permettant aux roues avant et arrière de se déplacer à des vitesses différentes lors d'un virage sur une chaussée sèche - mais lorsqu'un jeu de roues heurte une partie lisse, au lieu d'envoyer toute la puissance à ces roues, il enverra encore de la puissance à celles sur chaussée sèche.
Ainsi, dans notre scénario d'allée enneigée, un véhicule 4WD ou AWD à temps plein avec un LSD central enverrait une partie de la puissance du moteur aux roues arrière qui ont de la traction au lieu de la totalité aux roues avant qui n'ont pas de traction, vous permettant pour faire monter votre voiture dans l'allée.
Les différentiels à glissement limité améliorent définitivement la traction par rapport aux différentiels ouverts. Pour la plupart des scénarios 4WD, les LSD sont tout ce dont vous avez besoin pour une traction adéquate. Mais les LSD ne fournissent toujours pas optimal traction parce que la majeure partie de la puissance va toujours aux roues avec moins de traction. Il y a toujours un risque de patinage des roues.
C'est là que les 4 roues motrices à temps plein se séparent de la traction intégrale. Les véhicules à 4 roues motrices à temps plein ont un différentiel central verrouillable intégré à la boîte de transfert. Lorsqu'un conducteur l'engage, le différentiel central verrouille les arbres de transmission avant et arrière ensemble afin qu'ils tournent à la même vitesse, fournissant ainsi des quantités égales de couple aux roues arrière et avant. Fondamentalement, un véhicule à 4 roues motrices à temps plein avec le différentiel central verrouillé agit comme un véhicule à 4 roues motrices à temps partiel lorsque le 4 roues motrices est engagé.
Dans notre scénario d'allée enneigée, un véhicule à 4 roues motrices à temps plein avec le différentiel central verrouillé enverra des quantités égales de puissance aux roues avant et arrière. Au lieu que les roues arrière ne bougent pas du tout (comme sur un différentiel central ouvert), ou juste un peu (comme sur un LSD central), les roues arrière se déplaceront à un bon clip, vous permettant de monter votre véhicule en toute sécurité. allée.
Certains véhicules à 4 roues motrices à temps plein augmentent les capacités de traction dans les réglages à faible traction en ayant des options pour verrouiller le différentiel arrière, ou même les différentiels avant et arrière, transformant le véhicule en un vrai 4×4.
De nombreux véhicules à 4 roues motrices à temps plein ont également la possibilité de passer à la vitesse inférieure, ce qui vous permet de fournir plus de puissance à vos roues tout en roulant à des vitesses inférieures.
Tout comme vous ne voudriez pas que les arbres de transmission avant et arrière se déplacent à la même vitesse dans un véhicule à 4 roues motrices à temps partiel sur des surfaces de conduite normales, vous ne voulez pas qu'ils se déplacent à la même vitesse dans un 4 roues motrices à temps plein. véhicule sur des surfaces de conduite normales. Vous voudrez désengager le différentiel central verrouillé lorsque vous êtes sur des surfaces à forte adhérence.
Les véhicules à traction intégrale n'ont pas l'option d'un différentiel central verrouillable, ils n'offrent donc pas autant de traction dans les scénarios glissants que les véhicules à 4 roues motrices. Alors que la traction intégrale peut aider à améliorer la maniabilité sur des surfaces de conduite normales et peut améliorer la traction sur les routes pluvieuses et un peu sur les routes enneigées, vous ne voudriez pas prendre un véhicule AWD hors route. C'est à cela que servent les 4x4 fidèles.
Eh bien, voilà. Les bases du fonctionnement permanent des 4WD et AWD. Avec cela, nous avons à peu près couvert la transmission sur une voiture. Prochaine étape dans notre série Gearhead 101 :la transmission.
