1> Présentation
2> 4x2 et Différentiel
3> 4x4
4> Différentiel, principe
5> 3 Différentiels !
6> Boite de transfert
7> Implantation des composants
8> Blocages
9> Les moyeux
10> Le top des 4x4
11> Les Modèles
12> Conduite
13> Sélection des vitesses
14> Conseils

Les 4x2 sont souvent « traction » c’est a dire roues AV motrices (exceptés les BMW/Mercedes)
Lors d'un virage, la roue intérieure ne parcourt pas la même distance que l’extérieure, elles ont donc une vitesse de rotation différente. C’est pour cela qu’on a placé un « différentiel » entre les 2 roues (Il n’y en a pas sur les roues des wagons SNCF, c’est pour ça que lors des manœuvres les roues grinces ! ).Ce dispositif permet au moteur d’entraîner les 2 roues et a celles ci d’avoir des vitesses de rotations différentes, donc de ne pas user du pneu !
Ce boîtier est place entre les 2 cardans et la sortie de la boite a vitesse.

Les 4x4 répondent aux mêmes règles et les 2 autres roues aussi ont besoin d ’un différentiel pour les mêmes raisons que les 2 premières.
Mais lors d’un virage, non seulement les 2 roues de l’essieu Av ne tournent pas a la même vitesse, mais les 2 roues de l’essieu Ar ne tournent pas comme les roues Av. Les 4 roues ont donc des vitesses chacune différente.

Ce schéma montre la circonférence différente parcourue par chaque roue lors d un virage.

Le Principe du différentiel est de transmettre la puissance aux 2 roues en permettant une rotation différente.
Une des caractéristique qui en decoule est que la rotation de l ’arbre de transmission est proportionnel à la somme des arbres de roues :
Va = k * (VRdroite + VRgauche) K étant un coefficient de rapport de multiplication
Donc Va (vitesse de l’arbre de transmission) est liée à celle des roues

Schéma d’un différentiel , Légende :

A) moteur
B) cloche d' embrayage (contenant l' embrayage)
C) nez de pont avant (contenant un différentiel)
D) boite de vitesse
E) arbre de transmission avant
F) boite de transfert
G) cardan (2 par arbre de transmission)
H) arbre de transmission arrière
I) trompette gauche de pont arrière (contant un demi-arbre de roue)
J) nez de pont arrière (contenant un différentiel)
K) trompette droite de pont arrière (contant un demi-arbre de roue)

Dans un 4x4, les vitesses des 2 arbres de transmission peuvent donc être différentes.
Il faut donc un troisième différentiel pour transmettre la puissance du moteur aux 2 arbres (puis aux 4 roues). La puissance attaquant l' entrée du différentiel central .

Un 4x4 possède donc 5 vitesses longues et 5 courtes. (Pour info, un Pickup monte au Moucherotte (38) en 2 ou 3ieme courte)
Cette boite est située entre la boite à vitesse et le différentiel central (souvent elle est dans le même carter que ce dernier).

Un 4x4 est prévu entre autre pour porter de lourdes charges ou monter de fortes cotes. Il faut donc disposer de rapports de vitesse courts.
Il a donc été monté une deuxième boite a vitesse « boite de transfert » qui comporte 2 vitesses dites « longue » et « courte »

Dans un 4x4, les éléments décrit précédemment sont souvent disposes comme ceci :

Tout ce qu’on a vu permet à un 4x4 de fonctionner correctement sur route « sèche » , c’est a dire dont toutes les roues adhérent correctement.
L’effet négatif du différentiel, c’est que selon la formule Va=k(VRdroite+Vrgauche) Si une des 2 roue se met à patiner, c’est a dire n’a plus d’adhérence, la vitesse de l’autre roue va chuter fortement, on perd donc ainsi toute traction du pont concerné.
Il a donc été prévus de pouvoir bloquer le différentiel, c’est à dire donner les même vitesses au 2 roues ( soit : Va=kVRdroite=KVrgauche )
Ce système permet si une roue est dans un bourbier, de continuer à tracter grâce à l’autre roue.
Il y a aussi le cas ou les 2 roues AR par exemple patinent et donc font chuter la traction sur l’autre pont; on bloque donc le différentiel central de la même façon.

On agit sur les moyeux des roues.

Il est impératif d ’avoir les moyeux en position 4*4 avant de toucher a la boite de transfert.
En général, on positionne les moyeux a l entrée de la zone même si c est encore roulant (dans le bourbier, c est trop tard !).

Quand on est en 4*2, le train AV n est pas entraîné par le moteur, mais l ’ensemble cardans/différentiel/arbre intermédiaire est entraîné en rotation par les roues.
Cela ne sert à rien et de plus :
Prend de l énergie du moteur
use prématurément la transmission qui n ’est pas conçue pour tourner constamment.
Il a donc été prévus de pouvoir débrayer les roues des cardans de façon a ce que la transmission ne tourne plus.

Il y a 3 types de moyeux débrayables :
Les manuels
les automatiques
Les électriques

Les manuels et électriques : Il faut les débrayer
soit même quand on roule sur route normale.

soit même quand on roule sur route normale.
Les manuels : Il faut les débrayer et embrayer en
tournant une molette située sur le moyeu au centre de la roue AV (FREE ou 4*2 pour débrayé et LOCK ou 4*4 pour embrayé).
Les automatiques : Comme son nom l'indique théoriquement rien a faire. Mais en pratique, des qu’on ne s ’en sert plus, faire une marche AR de 2m pour s ’assurer de leur débrayage.
Les électriques (ou pneumatiques) : une manette est disponible sur le tableau de bord.

Pour conclure, on peut dire que le 4x4 idéal doit avoir :
Être costaud !
Avoir 3 différentiels (se dit souvent « 4x4 permanent »
Avoir 3 blocages (de chaque différentiel)
On peut ajouter :
Avoir une garde au sol élevée (25 cm est correct)
des angles d ’attaque élevés (pas trop de porte a faux AV et AR)

Seuls les LADA Niva possèdent d’origine ces caractéristiques idéales décrites dans les 4x4 assez répandus (plus chers, certains Toy HDJ80/100 et Land Defander).
Les anciennes générations de 4x4 ne possèdent pas de différentiel central donc ne peuvent rouler en 4x4 que sur terrain glissant (afin de permettre la loi physique qui impose la même vitesse de rotation aux 2 arbres de transmission.)

Exemple : NISSAN Terrano I et II, pick-up, Patrol et certain Patrol GR, TOYOTA HJ,BJ,HZJ,Runner, quasiment tous les Pickup, Land Rover anciens modèles,Suzuki, Kia et Daewoo tous modèles..

Les nouveaux 4x4 arrivent maintenant un différentiel central (et même un visco-coupleur qui permet de varier la puissance entre les roues AV et AR) et peuvent le bloquer (seulement le central) :
Toy KZJ (les derniers 160 Cv), PatrolGR (certains),Range/Disco/Defender

Les SUV modernes possèdent souvent un Visco mais aucuns blocage ni vitesses courtes :
FreeLander, RAV 4, Scenic 4x4

Note : Parfois certains 4x4 sont équipés (à l ’arrière) de « différentiel à glissement limité » C ’est un dispositif qui freine la roue folle et donc renvoi une partie de la puissance à l ’autre roue (un compromis fortement appréciable)
Ex : Tous les Pickup Japonais
Il existe tout un tas d ’accessoires qui permettent de rajouter les dispositifs nécessaires s ’ils ne sont pas d ’origine.

 

CONCLUSION : Il existe un tas de 4x4 différents et ils ne se conduisent pas de la même façons et nécessitent plus ou moins de précautions (sinon, casse de cardans ou arbre)

Ne mettre en 4x4 que si nécessaire, c ’est a dire quand :

L adhérence est précaire (neige,boue, pluie très forte, sable)

La charge (poids/cote) est trop forte et les vitesses courtes sont nécessaires

NOTE :
Ne pas s ’aventurer dans la neige ou la boue si les pneus ne sont pas adaptés !
Les pneus ont une importance capitale hors bitume !!

Il y a 2 leviers de vitesse, celui de droite est le classique des 5 vitesse + marche AR.
Celui de gauche, a 2 fonctions : Passer de 4x2 en 4x4 et passer de Normales en Courtes.

NOTE : On ne peut passer de Normales en Courtes qu’a l' arrêt !
On peut passer de 4x2 en 4x4 en roulant (< 80 Km/H) mais en ligne droite seulement (les 2 arbres a la même vitesse)

Être constamment attentif à l adhérence des roues (sauvegarde de la mécanique)

Avoir toujours des sangles (treuil/tire fort conseillé)

Rouler a 2 4*4 (en cas de plantage, l autre peux le tirer pour le dégager)

Se méfier des flaques d ’eau (parfois profondes !)

Ne pas tirer sur le moteur (a part les derniers moteurs de 150cv et plus, ces blocs n apprécient pas les haut régimes prolongés)

Rouler doucement et sans l embrayage en cas d adhérence précaire.

Éviter comme la peste les dévers !

S entraîner sur sol sans risque, l expérience est importante.

Shema d'un différentiel :

 

Légende :
A) croisillon
B) boîtier
C) planétaires
D) satellites
E) couronne
F) Pignon d’attaque
G) carter