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Une technologie de contrôle de la friction pour différentiel TORSEN
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Une technologie de contrôle de la friction pour différentiel TORSEN

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L’invention de JTEKT concernant « la technologie de contrôle de la friction pour différentiel à glissement limité à détection de couple » a reçu l' »Invention Award » à la cérémonie des National Commendation for Invention Awards 2014, la plus grande récompense pour les inventions au Japon, organisée par l’Institut japonais de l’invention et de l’innovation. La société a reçu le prix pour la première fois en cinq ans. La cérémonie de remise des prix a eu lieu en présence de SAI le Prince Hitachi et SAI la Princesse Hitachi à Tokyo et quatre inventeurs de JTEKT y ont assisté.

La présente invention propose une technologie relative à la suppression des vibrations auto-excitées, qui est essentielle pour proférer des caractéristiques de bruit et de qualité acceptables à un différentiel à glissement limité (ci-après dénommé TORSEN®) appliqué aux véhicules à quatre roues motrices hybrides. Le TORSEN est un mécanisme de répartition de la force motrice à détection de couple qui optimise instantanément la répartition du couple d’un véhicule entre ses roues avant et arrière et entre ses roues droite et gauche en utilisant des ensembles de pignons.

Exemple d'installation d'un TORSEN dans un véhicule hybride

Le TORSEN nouvellement développé peut limiter le patinage des roues avant et arrière, et transmettre entièrement la puissance du moteur et de la machine électrique à la  route, même dans des conditions de chaussée glissante dues à la pluie et la neige. Afin d’atteindre les performances d’exploitation optimales du différentiel tout en assurant un bruit faible, la technologie de contrôle de la friction de cette invention joue un rôle important.

En fonction des conditions de fonctionnement du véhicule, le TORSEN a besoin de faire tourner les pignons de manière différentielle ce qui génère de friction à l’intérieur du différentiel. Dans ce cas, la friction doit être générée sans bruit tout en supprimant les vibrations auto-excitées dans les zones où le glissement est fait. Pour atteindre cet objectif, JTEKT a établi une relation entre le profil de rugosité de surface des pignons et le bruit généré, à partir du calcul théorique du comportement des frottements sous lubrification mixte (mélange de lubrification limite et de lubrification hydrodynamique). Les chercheurs sont alors parvenus à un gain notable via la conception d’une surface de pignons ayant un nouvel indice de rugosité issu de nombreuses itérations d’essais.

Relation entre le profil de rugosité de la surface des pignons et le bruit généré

En outre, lorsqu’une certaine rugosité est appliquée pour obtenir une résistance aux vibrations, la pression locale de surface de la partie où le glissement est fait augmente et la résistance à la casse et à l’usure diminuent. JTEKT a résolu ce problème avec un revêtement multicouche nanoscopique qui est composé de carbure de tungstène (WolframCarbid) et de carbone de type diamant (DLC pour Diamond-Like Carbon), en utilisant un procédé de déposition appelé pulvérisation magnétron.

Ainsi, ce système permet d’obtenir une réduction du bruit et de la consommation de carburant du véhicule, tout en assurant la fiabilité du différentiel, même sur les zones de pignons les plus contraintes avec des pressions dépassant des centaines de MPa, grâce à la technologie de contrôle de la friction présentée ci-dessus.

Source : JTEKT

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