Utilisation des quatre roues motrices

La transmission intégrale équipe depuis longtemps les véhicules tout-terrain, comme les Land Rover, mais depuis cinq ans, de plus en plus de constructeurs la proposent sur les routières, où elle apporte les mêmes avantages d'amélioration de l'adhérence à la route.

Quatre roues motrices

Deux roues ou quatre

Avec la plupart des voitures à deux roues motrices, si une roue commence à patiner, l'entraînement sera perdu car le différentiel permet à la puissance du moteur de trouver le chemin le plus facile à travers la roue avec le moins de traction.

Si les quatre roues de la voiture peuvent être motrices et si les différentiels peuvent être bloqués, la voiture peut continuer à rouler même si une seule de ses roues l'est

agrippant la surface. Cette fonctionnalité est d'une valeur évidente pour les véhicules tout-terrain, mais cela signifie également qu'une voiture de route à quatre roues motrices pourra continuer à rouler sur des routes verglacées ou boueuses.

 Divisions de couple

Bien que toutes les roues doivent tourner à la même vitesse, la quantité de couple - la force de rotation atteignant chaque extrémité de la voiture peut varier. Le Sierra 4x4 de Ford, qui était basé sur une voiture à propulsion arrière, a une répartition du couple de 27:63 (27 % atteignent les roues avant, 63 l'arrière) pour préserver son équilibre de maniabilité. les roues étant également motrices.

4x4 permanents

Certaines voitures de route sont essentiellement à deux roues motrices avec une option à quatre roues motrices que vous engagez lorsque la surface de la route l'exige. Mais d'autres sont à quatre roues motrices permanentes.

Avec une transmission intégrale permanente, la puissance est transmise par la boîte de vitesses à un différentiel central, généralement monté juste derrière la boîte de vitesses elle-même. Ce différentiel répartit la puissance entre l'avant et l'arrière

roues de manière à permettre aux roues avant et arrière de tourner à des vitesses légèrement différentes si nécessaire, par exemple lorsque la voiture est manœuvrée à basse vitesse.

Si cela ne se produisait pas, la légère différence de vitesse de rotation entre les roues avant et arrière imposerait de fortes contraintes à la transmission - une condition connue sous le nom de liquidation. L'enroulement ne serait relâché que si un pneu perdait son adhérence.

À partir du différentiel central, la puissance est transmise aux roues avant et arrière via un arbre de transmission et des arbres de transmission - la disposition exacte dépend si la voiture était à l'origine à traction avant ou arrière.

Deux différentiels supplémentaires sont nécessaires pour faire fonctionner correctement les quatre roues motrices - un entre les roues avant et un entre les roues arrière. Comme sur une voiture ordinaire à deux roues motrices, ces différentiels permettent aux roues d'un côté de tourner

plus vite que les autres, comme cela se produit lorsque la voiture tourne dans un virage.

4x4 sur route

Les quatre roues motrices pour la route ont pris de l'importance en 1966, lorsque Jensen a lancé son modèle FF, basé sur la carrosserie de l'Interceptor.

Le FF (pour Ferguson Formula d'après la société qui a conçu et développé le système) avait une transmission intégrale permanente et des freins antiblocage, mais l'idée n'a pas fait son chemin.

L'efficacité des quatre roues motrices pour les voitures de route a été prouvée par l'Audi Quattro, qui a ensuite été développée pour devenir une voiture de rallye à succès. Depuis lors, les quatre roues motrices sont apparues en équipement standard ou en option sur les voitures de Ford, Alfa Romeo, Toyota et Fiat, entre autres.

Quatre roues motrices Ford

Quatre roues motrices Ford Différentiel épicycloïdal Pour ajouter de l'entraînement aux roues avant des Sierra et Granada Scorpio à propulsion arrière, la puissance est tirée de le côté de la boîte de vitesses par une large chaîne de transfert après avoir traversé un différentiel central épicycloïdal et un accouplement visqueux. Un arbre de transmission court avance vers le différentiel avant, qui est monté sur le côté droit du carter. La seule façon d'alimenter la roue avant gauche est de faire passer un arbre de transmission à travers le carter lui-même à l'intérieur d'un tube scellé.

Blocage des différentiels

Avec les systèmes permanents à quatre roues motrices, il doit y avoir un moyen de verrouiller les différentiels, en particulier celui du centre, sinon tout entraînement pourrait être perdu si une roue rencontrait une plaque de glace.

Certains systèmes ont un différentiel à blocage auto-énergisant - le Ford Sierra 4x4 a un différentiel central qui incorpore un fluide visqueux. Lorsque la différence de vitesse entre les roues avant et arrière augmente, le liquide résiste à cette tendance et verrouille le différentiel afin que la puissance soit fournie aux roues avant et arrière.

Les prochains modèles quattro d'Audi utiliseront un différentiel central Torsen. Ce dispositif (Torsen est l'abréviation de capteur de couple) utilise des engrenages à vis sans fin pour limiter la quantité par laquelle l'un des essieux de la voiture peut dépasser l'autre.

La plupart des autres véhicules à quatre roues motrices permanents, y compris le Range Rover, ont un blocage de différentiel manuel. Lorsque le conducteur l'engage, la puissance est dirigée vers les roues avant et arrière, qu'une roue patine ou non.

Certaines voitures à quatre roues motrices ont également un blocage de différentiel arrière. L'engagement du verrouillage central et du verrouillage arrière force les deux roues arrière à tourner même si une roue avant patine.

4x4 à temps partiel

Certaines voitures à quatre roues motrices sont équipées de quatre roues motrices "occasionnelles" pour une utilisation hors route et pour faire face à la glace, à la neige et à d'autres surfaces glissantes.

Ces voitures n'ont pas de différentiel central, juste une boîte de transfert ou un embrayage à crabots pour transmettre l'entraînement à l'autre paire de roues.

Si la boîte de transfert était engagée de manière à ce que les quatre roues motrices soient utilisées pour la conduite ordinaire, l'absence de différentiel central provoquerait bientôt une liquidation. Cela ne se produit pas si le système est utilisé correctement car la contrainte est relâchée à chaque fois qu'une roue perd de l'adhérence.

Subaru 4x4

Le système Subaru peut alimenter les roues arrière pour sortir des situations délicates, mais il n'y a pas de différentiel central, donc les quatre roues motrices ne peuvent pas être utilisées tout le temps. Au lieu d'un différentiel central derrière la boîte-pont montée à l'avant, il y a une boîte de transfert qui intègre un crabot et ne permet aucun patinage.

Le système Audi quattro

Agencement Audi Quattro Pour transmettre la puissance aux roues arrière de la conception d'origine à traction avant, une bride d'entraînement supplémentaire émerge de la arrière de la boîte-pont et se connecte à un arbre de transmission allant au différentiel arrière. Des arbres de transmission de type suspension indépendants ordinaires transportent la transmission vers les roues arrière. Le différentiel central Torsen se verrouille automatiquement pour une traction maximale sur des terrains très glissants, tout en permettant l'utilisation du système de freinage antiblocage. Le différentiel arrière peut être verrouillé manuellement pour les démarrages glissants.

DIFFÉRENTIEL TORSEN

Différentiel Torsen Le différentiel Torsen se compose de deux ensembles d'engrenages à vis sans fin coulissants - un pour chaque arbre d'entraînement - les deux ensembles étant liés via des engrenages droits. Lorsqu'un arbre d'entraînement dépasse l'autre, les vis sans fin tournent et transfèrent le couple à l'autre arbre d'entraînement.

Avantages du 4x4

Pour le conducteur qui veut traverser des champs boueux, il n'y a aucun argument - les deux roues motrices ne suffiront tout simplement pas. Mais même pour le conducteur routier ordinaire, les quatre roues motrices présentent certains avantages.

Lorsque les conditions sont mauvaises, quatre-

La traction intégrale donne plus de traction Audi a calculé que le système quattro donne plus d'une fois et demie la traction sur les routes mouillées et plus de deux fois la traction sur la glace, par rapport aux voitures à deux roues motrices.

Même lorsque les routes sont sèches, les quatre roues motrices permettent à la voiture de mieux réduire la puissance. Un pneu n'a qu'une certaine adhérence sur la route, donc plus il dépense d'adhérence pour transmettre la puissance, moins il lui en reste pour résister aux forces de virage latérales. Par conséquent, si la puissance est partagée entre les roues, chacune peut contribuer à la fois à la conduite et aux virages.

Inconvénients

Les inconvénients des systèmes à quatre roues motrices découlent en grande partie de leur complexité. La machinerie supplémentaire nécessaire pour un système à quatre roues motrices est coûteuse et lourde. La friction supplémentaire dans la transmission plus complexe signifie une légère augmentation de la consommation de carburant, même si l'usure des pneus sera probablement plus uniforme par rapport à une voiture à deux roues motrices, car les quatre roues se partagent le travail.

L'autre problème avec les quatre roues motrices est que, même si le système vous permet de continuer dans des conditions glissantes, il ne peut pas arrêter la voiture beaucoup plus rapidement. Pour cette raison, il doit être utilisé en conjonction avec le freinage antiblocage.

Le besoin de quatre roues motrices sur la route n'est apparu que depuis le développement de puissantes voitures à traction avant, lorsque les constructeurs ont constaté que la direction imposait une limite à la quantité de puissance pouvant être transmise aux roues avant. De ce point de vue, les quatre roues motrices ne sont peut-être qu'une tendance à la mode pour les voitures haut de gamme. On verra si la tendance se poursuit, de sorte qu'elle devienne la norme sur les voitures familiales ordinaires, dans les prochaines années.

Mercedes 4-Matic

Mercedes-Benz développe un système électronique très sophistiqué contrôlé par microprocesseur appelé 4-Matic qui fournira un entraînement à la demande aux roues avant d'une voiture autrement à propulsion. Le système utilise des capteurs de roue similaires à ceux que l'on trouve sur le freinage antiblocage pour détecter le dépassement d'une roue afin de pouvoir bloquer les différentiels si nécessaire. Si la perte de traction persiste, 4-Matic peut la réduire en réduisant le couple sur les roues qui patinent.

4x4 à la demande avec synchronisation

VW Golf synchro

Une forme alternative de transmission intégrale à temps partiel, telle qu'équipée de la VW Golf synchro, donne automatiquement la traction intégrale en cas de besoin. La transmission de la voiture aux roues avant est identique à la transmission normale des roues avant

modèle d'entraînement, mais il y a un arbre de transmission émergeant de l'arrière de la boîte-pont pour entraîner les roues arrière si nécessaire.

En utilisation normale, la voiture n'a que ses roues avant motrices, mais si les roues avant commencent à perdre de la traction et dépassent les roues arrière, l'accouplement visqueux à l'extrémité de l'arbre de transmission se bloque pour transmettre l'entraînement aux roues arrière.

Couplage visqueux

Couplage visqueux

Une alternative automatique au différentiel autobloquant est le couplage visqueux.

L'accouplement se compose d'un tambour qui contient un certain nombre de disques fendus et un liquide de silicone résistant au cisaillement, c'est-à-dire au tranchage entre les disques. La moitié des disques sont connectés à un arbre d'entraînement et l'autre moitié à l'autre.