Un engrenage différentiel est un dispositif mécanique utilisé pour convertir et transférer le couple de diverses manières. Typiquement, un différentiel sera utilisé pour distribuer le couple d’un seul arbre à deux ou plusieurs arbres. Parfois, l’inverse peut se produire, lorsque le couple de deux ou plusieurs arbres est transféré à un seul arbre. Alors qu’un engrenage différentiel peut prendre de nombreuses formes, on le trouve le plus souvent dans les automobiles. Dans cette application, le couple d’un seul arbre est réparti sur deux arbres différents, dont chacun fait tourner une roue motrice.
Alors que les engrenages différentiels peuvent être trouvés dans de nombreux mécanismes et machines différents, l’automobile moderne a tendance à en tirer le meilleur parti. Lorsqu’une automobile fait un virage, les roues de chaque côté de la voiture doivent tourner à des vitesses différentes. Les roues les plus proches de la direction du virage doivent tourner plus lentement que celles opposées au virage. Pour qu’une voiture puisse faire cela, chaque roue arrière a besoin de son propre arbre de transmission individuel, mais le couple doit toujours être réparti uniformément.
Un engrenage différentiel accomplit cela en répartissant uniformément le couple sur chaque roue à arbre individuel. Cela se fait grâce à un arrangement d’engrenages spécial trouvé au point où l’arbre d’entraînement du moteur rencontre les deux arbres d’entraînement. Le moteur à l’intérieur de l’automobile crée un couple, qui est ensuite augmenté par la transmission. À partir de la transmission, un seul arbre d’entraînement fait tourner la boîte de vitesses différentielle.
Les boîtes de vitesses différentielles peuvent être trouvées dans une variété d’agencements, mais l’agencement lui-même est relativement universel parmi les constructeurs automobiles. Un pignon conique en spirale à l’extrémité de l’arbre d’entraînement de la transmission fait tourner une couronne dentée plus grande. L’engrenage de la couronne a un diamètre relativement grand et un grand trou au milieu de celui-ci. Alors que les dents de la plupart des engrenages sortent sur le côté, les dents de la couronne sont tournées vers le haut. De cette façon, le pignon du moteur peut se connecter à la couronne.
De la couronne dentée vient un arrangement d’engrenages unique, où le couple est uniformément réparti entre les deux arbres d’entraînement. Sur la face de la couronne se trouve ce qu’on appelle une cage différentielle, qui abrite deux engrenages coniques de chaque côté. Les faces de ces engrenages sont perpendiculaires à celle de la couronne, ce qui leur permet de se joindre correctement avec deux autres engrenages coniques assortis. Chacun de ces deux autres engrenages coniques constitue une extrémité de chaque arbre d’entraînement.
Sans différentiel ou deux arbres de transmission différents, divers effets indésirables pourraient se produire dans l’automobile et ses composants. L’un des plus notables est l’endommagement des pneus, qui est le résultat du frottement des pneus. Cela se produit lorsque le pneu extérieur ne peut pas tourner plus vite que le pneu intérieur. Un tel traînage peut également entraîner des dommages et une défaillance de la transmission.