Remplacement des roulements et des joints d'étanchéité du différentiel à glissement limité

-Olivier · le 28 mars 2018

Bien qu'il n'y ait certainement pas assez d'espace dans ce livre pour couvrir une reconstruction complète de transmission, il y a quelques tâches qui peuvent être effectuées pour améliorer et restaurer la partie différentielle de la transmission.
Transmission interne: Si votre transmission fuit de la zone de l'arbre de transmission, vos joints différentiels sont probablement tirés. Le tableau de la photo dans ce projet vous montre comment tirer vos essieux et remplacer ces joints. En même temps, vous pouvez remplacer vos roulements de porteur différentiel. Ce sont les roulements qui supportent les brides de sortie dans la transmission. Parfois, lorsque vous avez un bruit de grincement ou un sifflement aigu que vous ne pouvez pas localiser, il peut s'agir de vos roulements de différentiel. Souvent lorsque vous avez remplacé vos roulements de roue ( Article technique Pelican: Remplacement des roulements de roue sur votre Porsche 911 Carrera ) et vos joints homocinétiques ( Article technique Pelican: Remplacement des joints homocinétiques sur votre Porsche 911 Carrera ) et vous avez toujours un sifflement, c'est les roulements portés.
Le meilleur moment pour effectuer ce travail sur votre transmission est lorsque vous l'avez hors de la voiture pour un travail d'embrayage ou de travail du moteur. Vous pouvez effectuer ces tâches avec la transmission encore installée dans la voiture, mais cela rend la vie beaucoup plus difficile si vous le faites.
Lorsque vous installez un nouveau différentiel dans votre transmission, vous devez vous assurer que vous disposez des cales appropriées pour les roulements du porte-différentiel. Lorsque vous installez votre nouveau différentiel, vous devez fournir une mesure à l'atelier qui a fourni le différentiel afin qu'il puisse vous fournir l'ensemble de cales approprié.
Différentiels à glissement limité: Les engrenages dans le différentiel permettent aux engrenages de tourner à des vitesses différentes, mais fournissent un couple (force de rotation) à chaque essieu de manière égale. Si une roue est sur la glace et qu'une autre roue est solidement fixée sur la chaussée, la roue sur la glace tournera à deux fois la vitesse de la couronne, tandis que la roue au sol ne tournera pas du tout. Chaque roue obtient le même couple, et puisque la roue sur la glace nécessite très peu de couple pour tourner, la roue au sol reçoit également très peu de couple. De même, dans la conduite de performance, lorsque vous tournez dans un virage, le changement de poids dû aux forces de virage peut augmenter ou réduire le poids effectif placé sur chaque roue motrice. Si, par exemple, dans les virages, la roue motrice intérieure sort complètement du sol (ce qui est peu probable, mais supposons-le à des fins de démonstration), alors la situation devient très semblable au cas où une roue était sur la glace et l'autre était sur le sol. Le différentiel fournit moins de couple (puissance) à la roue extérieure lorsque la roue intérieure commence à glisser. C'est l'argument principal pour l'utilisation d'un différentiel à glissement limité. Il est important de noter que dans la conduite de rue normale et quotidienne, vous ne rencontrerez presque jamais cette situation. Ainsi, l'installation d'un LSD est souvent excessive pour les voitures de rue seulement. vous ne rencontrerez presque jamais cette situation. Ainsi, l'installation d'un LSD est souvent excessive pour les voitures de rue seulement. vous ne rencontrerez presque jamais cette situation. Ainsi, l'installation d'un LSD est souvent excessive pour les voitures de rue seulement.
Un LSD contient de petites plaques à l'intérieur appelées embrayages qui limitent et contraignent le mouvement des engrenages latéraux. Des ressorts ou des plaques de ressort à l'intérieur du LSD poussent les engrenages vers l'extérieur contre les plaques d'embrayage, qui à leur tour les force vers l'extérieur contre le boîtier du différentiel. Le frottement entre les plaques fait tourner les engrenages latéraux et le carter à la même vitesse. Cependant, les ressorts et les disques d'embrayage ne sont pas assez solides pour empêcher la rotation différentielle normale des roues dans les virages. Cependant, lorsqu'une roue perd de la traction, les embrayages limitent le «glissement» et fournissent un couple supplémentaire à la roue qui ne tourne pas. La quantité de couple fournie est déterminée par les plaques d'embrayage et les ressorts et est appelée la polarisation de couple.
Le biais de couple indique le rapport entre le couple qui peut être transmis à l'essieu à couple élevé (à forte adhérence ou à la masse), divisé par l'essieu à couple faible (à adhérence faible ou à la glace). Un différentiel ouvert standard a souvent un rapport de polarisation de couple intégré d'environ 1 à 1,3. Un différentiel à glissement limité peut fournir presque n'importe quel niveau de polarisation en fonction de l'agencement des disques d'embrayage et de la résistance des ressorts à l'intérieur. Ressorts plus forts signifie un biais de couple plus élevé.
Un biais de couple d'environ 1,4 (40 pour cent) est le mieux adapté pour les voitures de rue de performance moyenne qui habitent les autocross occasionnels ou les voitures qui seront entraînés sur la piste avec des moteurs de stock et de suspension. Un biais plus agressif de 1,6 (60%) est le meilleur pour les voitures de rue modifiées qui ont une suspension plus rigide et peut-être un moteur amélioré ou plus grand. Les wagons à voie unique qui ne verront pas de temps de rue utilisent souvent des LSD avec des niveaux de biais de couple de 1,8 (80%).
Les LSD de type à embrayage offrent un excellent verrouillage à la fois sur l'accélération et la décélération, et les unités peuvent être personnalisées en changeant la séquence des disques d'embrayage internes et des ressorts. Le blocage du différentiel sur la décélération permet un freinage tardif et une conduite très agressive dans les virages à grande vitesse.
Vous devez également vous assurer que vous remplissez votre transmission avec un fluide compatible avec votre différentiel. Typiquement, un fabricant aura quelques recommandations pour l'huile d'engrenage de transmission qui fonctionne bien avec leur différentiel particulier. Si vous utilisez une huile trop glissante, vous pouvez réduire votre biais de couple et rendre le LSD moins efficace. Si vous utilisez de l'huile qui n'est pas assez glissante, vous pouvez augmenter le biais et favoriser une usure prématurée des disques d'embrayage à l'intérieur du LSD.
Comme indiqué précédemment, les différentiels à glissement limité ne sont pas nécessairement idéaux pour la conduite de rue. Le glissement limité de l'embrayage peut avoir la mauvaise habitude de bloquer le différentiel arrière à des moments inopportuns, comme lorsque vous prenez une route sous la pluie ou sur des surfaces glissantes comme de la glace. La raison en est que parfois ces surfaces ne fournissent pas suffisamment de friction pour assurer l'action différentielle normale qui permet le glissement entre les deux roues. Les différentiels à glissement limité ont également d'autres inconvénients. Ils ont tendance à être plus bruyants que les différentiels ouverts, les disques d'embrayage s'usent parce qu'ils sont des composants de friction, vous devez utiliser des lubrifiants de transmission spéciaux, l'usure des pneus est augmentée et l'économie de carburant globale est réduite. Ils présentent également un léger décalage entre la compression des ressorts d'embrayage et le transfert du couple.
Si vous cherchez une alternative à un LSD pour votre tramway, alors je vous recommande de regarder ce qu'on appelle un différentiel de polarisation de couple (TSB). Ce sont des différentiels qui sont similaires aux différentiels ouverts conventionnels, mais qui peuvent se bloquer si un déséquilibre de couple se produit. Grâce à un arrangement complexe d'engrenages, les unités du BST fournissent une certaine distorsion du couple vers un essieu non chargé, mais seulement si cet essieu particulier reste planté fermement sur le sol. Les différentiels TSB sont un bon choix pour les voitures de rue, car ils agissent principalement comme un différentiel ouvert, sauf lorsque les virages commencent à fausser la traction entre les deux roues. Les unités TSB, telles que les différentiels fabriqués par Quaife, ne fournissent que le blocage de l'accélération, ce qui rend ces unités mieux adaptées aux virages plus lents, comme vous le feriez pendant un autocross.
Rapports de vitesse de transmission: Une autre réflexion à considérer est votre choix d'engrenages de transmission. Une transmission mal adaptée peut rendre le moteur le plus puissant paresseux. Presque tous les moteurs 996 et 997 Carrera ont une bande de puissance un peu à haut régime (comme le début de la 911 S). Pour cette raison, vous voudrez probablement une transmission avec des rapports très proches. Cela vous permettra de maintenir votre bande de puissance optimale et de maximiser la puissance de sortie aux roues. La transmission Carrera à six rapports est idéale à cet effet. Il n'est pas rare de trouver des voitures de course Porsche spécialement conçues pour les longues pistes et les départs roulants qui ont une «première» grande vitesse. Cela permet essentiellement aux coureurs d'utiliser la première vitesse pour l'utilisation réelle de la piste, ce qui crée effectivement une véritable transmission à six vitesses pour la course. Une telle voiture serait très difficile à conduire dans la rue, car la performance «hors ligne» serait assez lente. Cependant, sur la piste dans la bande de puissance étroite est l'endroit où le groupe motopropulseur brillerait, délivrant la puissance maximale dans une bande de puissance étroitement adaptée à la transmission et le type de piste de course. Pour plus d'informations sur le choix des rapports de démultiplication, voir le chapitre neuf du livre Gearing and Differentials dans Race Car Engineering & Mechanics de Paul Van Valkenburgh.

Figure 1	La première étape consiste à retirer les demi-arbres de la transmission. Commencez par enlever le boulon central qui attache le demi-arbre à la transmission. Pour sortir le demi-arbre, j'ai utilisé un marteau coulissant, combiné avec un vieux joint de CV, comme indiqué. Placer l'extrémité de l'arbre du marteau coulissant contre la bride du demi-arbre et l'attacher avec deux boulons à tête cylindrique. Appuyez sur le marteau le long de l'arbre et le demi-arbre devrait glisser hors de la transmission. Une autre méthode que vous pouvez utiliser consiste à placer deux boulons dans la bride demi-arbre et ensuite les utiliser pour coincer le demi-arbre hors de la transmission (photo en médaillon). C'est la méthode documentée dans les manuels d'usine Porsche. Les photos pour ce projet particulier proviennent d'une transmission Boxster, qui est extrêmement similaire à la transmission Carrera. Grande image \| Image extra-large
Figure 2	Voici une photo du demi-arbre après qu'il a été retiré de la transmission. Bien qu'il soit plus difficile dans l'espace restreint, vous pouvez retirer le demi-arbre pendant que la transmission est encore dans la voiture. Pour plus de clarté dans les photos, ces tâches ont été effectuées sur une transmission qui était hors de la voiture et sur mon banc. Grande image \| Image extra-large
figure 3	Après avoir retiré les demi-arbres, vous pouvez remplacer les joints d'arbre différentiel. Il y en a un de chaque côté de la transmission, et ceux-ci scellent les brides de l'arbre d'entraînement à la boîte de transmission. S'ils sont vieux et fuient, alors vous verrez du liquide de transmission fuir autour de vos essieux. Retirez le vieux sceau, puis tapez doucement sur le nouveau. Grande image \| Image extra-large
Figure 4	Avec les demi-arbres retirés, vous pouvez ensuite retirer le couvercle du différentiel. Retirez les vis à l'extérieur du couvercle (photo en médaillon). Enlever le couvercle exposera le différentiel à l'intérieur de la transmission. Assurez-vous que vous avez vidé tout le liquide de transmission de l'unité avant de retirer le couvercle - sinon vous aurez un gros désordre sur vos mains. Préparez-vous à la fuite d'un liquide résiduel lorsque vous retirez le couvercle. Les transmissions à six vitesses ont un grand joint torique sur le couvercle du différentiel (non montré sur cette transmission) que je recommande de remplacer lorsque vous le refermer. Grande image \| Image extra-large
Figure 5	Avec le couvercle retiré, vous devriez être capable de simplement sortir le différentiel. C'est à quoi ressemble un différentiel ouvert. Il a des engrenages planétaires qui distribuent et fournissent un couple égal à chaque roue. Ce type de différentiel permet aux deux roues de tourner et de tourner à des vitesses différentes, comme lorsque la voiture tourne autour d'un virage ou d'un virage. Grande image \| Image extra-large
Figure 6	Voici la vue à l'intérieur du boîtier de transmission. L'engrenage courbe sur la droite (flèche jaune) est fixé à l'arbre du pignon et s'accouple avec la couronne dentée qui est fixée au différentiel. Sur certaines transmissions il y a un aimant dans le boîtier qui attire les débris et les parties métalliques qui se sont usées dans la transmission (flèche bleue). Prenez une serviette en papier et nettoyez soigneusement cet aimant, en enlevant toute la saleté ou la crasse qui s'y rattachent. Grande image \| Image extra-large
Figure 7	Si vous remplacez les roulements du porte-différentiel, utilisez un extracteur de roulement pour retirer les anciens de la transmission. Si elles sont difficiles à retirer, vous pouvez essayer de chauffer légèrement le roulement avec une torche au propane pour le desserrer. Grande image \| Image extra-large
Figure 8	Les nouveaux roulements doivent être pressés de la même manière. Si vous les chauffez au préalable dans un four ou sur une plaque chauffante, cela facilitera grandement leur installation (évitez de les prendre à mains nues comme indiqué sur cette photo si elles sont chaudes). Le différentiel ouvert est représenté ici avec de nouveaux roulements de support installés. N'oubliez pas l'entretoise et toutes les cales que vous avez enlevées lorsque vous avez démonté l'unité. Si vous installez un nouveau différentiel, vous devrez alors obtenir de nouveaux shims correspondant à votre transmission. Grande image \| Image extra-large
Figure 9	Montré ici est un différentiel à glissement limité de la transmission de garde. GT est l'un des principaux fournisseurs de différentiels LDS sur le marché Porsche, ayant gagné leurs bandes dessinant des composants de transmission de course pour les voitures qui ont participé à la catégorie GT de la série American Le Mans. En outre, GT est un fournisseur OEM de Porsche AG avec des composants utilisés régulièrement dans les voitures de course de l'usine. L'unité que j'ai choisie ici est une version route / voie avec une inclinaison de 60/40, ce qui est idéal pour une 911 Carrera avec une suspension plus rigide. Grande image \| Image extra-large
Figure 10	Voici le GT LSD installé sur la couronne et équipé de nouveaux roulements. Comme mentionné précédemment, assurez-vous de confirmer que vous installez les cales correctement dimensionnées avec le nouveau différentiel, car il y a eu quelques changements au cours des années. Grande image \| Image extra-large
Figure 11	Voici un plan du GT LSD installé dans la transmission. La photo en médaillon montre comment les demi-arbres se trouvent à l'intérieur du différentiel (montré sans le couvercle du différentiel installé). Grande image \| Image extra-large
Figure 12	Lors de la réinstallation de vos demi-arbres, veillez à utiliser un nouveau circlip à l'extrémité comme indiqué dans les manuels d'usine Porsche. Le numéro de pièce pour toutes les Carreras (1998-2005) est Image 332: -Picture 00: et 2005- 2008 est Image 332: -Picture 01: Grande image \| Image extra-large
Figure 13	Voici un différentiel de polarisation de couple automatique Quaife. C'est un type de différentiel à glissement limité légèrement différent qui est souvent un bon compromis entre l'utilisation de la voie publique et de la voie publique pour les conducteurs de tous les jours. Les LSD à engrenages, tels que les unités Quaife, assurent la friction à travers les engrenages et leurs supports plutôt que les plaques d'embrayage que l'on trouve dans les LSD typiques. Cependant, les deux arbres de sortie doivent être chargés afin de maintenir la bonne répartition du couple dans l'unité. Si un arbre du différentiel devient libre, alors aucun couple n'est transmis à cet arbre, et le différentiel se comporte très bien comme un différentiel ouvert à ce point. Grande image \| Image extra-large

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