Présentation: différentiel sport Audi

Le différentiel sport d'Audi est un différentiel actif qui promet d'augmenter l'agilité et la tenue de routes des véhicules qui en sont équipés. Cette technologie est proposée depuis 2009 par Audi. Il est désormais disponible en option sur une large part de modèles quattro (transmission intégrale) à partir de l'Audi A4.

Principe de fonctionnement

Un différentiel permet de compenser les différences de vitesses entre deux roues d'un même essieu. En virage par exemple, la roue extérieure parcourt plus de distance que la roue intérieure, la vitesse de rotation de cette dernière est donc moins élevée.

Toutefois, lorsqu'une des roues dispose de peu ou pas d'adhérence, le système a pour inconvénient de ne pouvoir transmettre comme couple maximal que le couple transmissible à la roue qui a le moins d'adhérence. Or, lorsque le véhicule est en virage, le couple transmissible par la roue intérieure a tendance à diminuer sensiblement: la force centrifuge diminue la charge sur la roue intérieure diminuant d'autant le couple transmissible.

Dans le cas typique d'un véhicule qui démarrerait avec une roue sur du verglas et l'autre sur du bitume, le véhicule se retrouve dans l'impossibilité de démarrer car le couple transmissible est proche de 0 du fait de la roue qui est positionnée sur une surface à très faible adhérence. Désormais, ce phénomène est endigué grâce à l'antipatinage qui freine la roue à l'adhérence la plus faible.

Pour pallier à ce phénomène, il est possible d'utiliser un différentiel à glissement limité qui permet de limiter la différence de vitesse entre deux roues d'un même essieu. Si cette solution est très efficace sur un véhicule sportif car elle améliore notamment la motricité en virage et la stabilité au freinage, elle ne peut pas être déployée sur n'importe quel type de véhicule sous peine de générer des réactions plutôt rudes au volant lors d'un changement de direction ou d'adhérence (c'est notamment le cas des suspensions de type MacPherson).

De plus, sur un véhicule de grande série, le tarage d'un différentiel reste relativement faible, de l'ordre de 30%. De fait, dans l'hypothèse où une des roues perdrait tout son potentiel d'adhérence, la roue opposée pourra tout de même transmettre un minimum de 30% du couple total transmissible (au lieu de 0% dans le cas d'un différentiel ouvert). Dans le cas d'un véhicule utilisé en compétition, le tarage peut dépasser 80% et nécessite alors une conduite adaptée.

Enfin, les différentiels commandés électroniquement, tels que le différentiel sport proposé par Audi permet de varier le couple de manière active sur chacune des roues d'un même essieu. De fait, il est possible de reporter jusqu'à 100% du couple sur la roue qui dispose du plus grand potentiel d'adhérence.

Par rapport aux systèmes utilisant les freins pour recréer ce type de comportement (tel le Porsche PTV Plus ou les Audi quattro équipées d'un différentiel arrière classique), le différentiel Sport a pour avantage de pouvoir répartir la totalité du couple disponible (contre 50% lorsque le système agit sur les freins) et de ne pas entamer le potentiel de freinage.

Le différentiel sport est exclusivement monté sur l'essieu arrière sur les transmissions intégrales quattro à différentiel central de type Torsen (ce qui exclue de facto les Audi A3 qui sont équipées d'un viscocoupleur de type Haldex).

Dans les détails

De manière schématique, le différentiel sport Audi est constitué d'un différentiel ouvert classique (comportant des pignons satellites et planétaires) auquel deux embrayages multidisques ont été greffés de part et d'autre du différentiel.

Pour déterminer la distribution du couple entre les deux roues, le calculateur s'appuie sur plusieurs paramètres dont l'angle imprimé par le volant, la vitesse du véhicule, la vitesse de rotation des roues, l'accélération latérale, le taux de lacet. Il s'agit, de fait, des mêmes données qui sont utilisées par le calculateur ESP.

Les capteurs de lacet et d'accélération latérale sont redondants avec les capteurs de l'ESP tandis que les capteurs de vitesse et d'angle du volant sont communs. Le calculateur est spécifique au différentiel et vient se loger à l'arrière du différentiel arrière.

Lorsque le système décide de favoriser le couple sur une des roues, alors l'embrayage concerné est progressivement fermé à l'aide d'un actionneur électrohydraulique. L'opération s'effectue en moins de 100 millisecondes. Lorsque l'embrayage est fermé, la puissance transite à la fois par le demi-arbre principal, mais aussi, en parallèle via un ensemble de pignons. Ce dernier, par le jeu des démultiplications (de l'ordre de 10%), permet de transférer plus de couple vers la roue voulue.

En pratique, seul un embrayage peut être fermé et l'embrayage concerné est rarement fermé à 100%. Lorsque le véhicule est équipé du différentiel sport, le calculateur intégrant l'ESP génère aussi un couple de lacet au niveau des roues avant par une action sur les freins de la roue intérieure afin d'amplifier le couple de lacet initié par le différentiel sport.

A l'image d'un différentiel à glissement limité, les effets bénéfiques du différentiel sport se font aussi ressentir lorsque le véhicule évolue à l'aide du frein moteur et même en roue libre.

Le différentiel contient deux circuits d'huile distincts pour assurer une bonne lubrification du système. Les deux circuits sont sans entretien tout au long de la durée de vie du véhicule (sauf pour les modèles RS où les 2 circuits doivent être vidangés tous les 60.000 km). Le premier circuit d'huile lubrifie les planétaires et les satellites du différentiel tandis que le second bain d'huile gère la lubrification des deux embrayages multidisques.

Systèmes apparentés

Mitsubishi a été l'un des premiers constructeurs a proposer sur un véhicule de série un différentiel arrière actif avec la Lancer Evo IV, commercialisé en 1996. Plus récemment, Honda a ensuite développé un système similaire (dénommé SH-AWD) sur la Legend en 2004 (importée en Europe en 2006).

Actuellement, BMW utilise un différentiel à vecteur de couple sur la plupart des modèles M (M3, M5, X5M,...). Les autres constructeurs proposent, plutôt qu'un différentiel actif, un différentiel passif (autobloquant ou non) avec une action sur les freins pour proposer un effet similaire.

Crédits photo: Audi / Quaife (différentiel à glissement limité) / Wikimedia Commons (Mitsubishi Lancer Evo IV)