Arbre de transmission automobile

Types de transmission par arbre à hélice pour automobiles

Un arbre à hélice automobile est un composant mécanique utilisé dans de nombreux véhicules pour transmettre la puissance de rotation. Il est utilisé dans la plupart des agencements à propulsion arrière et à quatre roues motrices. L'arbre à hélice est généralement placé entre la sortie de la transmission et le différentiel de l'essieu afin de maintenir l'angle de rotation. On le trouve dans de nombreux designs de véhicules, y compris les camions et les voitures de sport. Cependant, la conception de l'arbre à hélice peut varier en fonction de différents facteurs. Voici quelques types courants d'arbres à hélice.

• Arbre à hélice simple

  Un arbre à hélice simple est idéal pour transmettre la puissance sur de courtes distances. C'est le design le plus simple avec un arbre de forme tubulaire. Les arbres sont disponibles dans différents diamètres selon le modèle de l'automobile. Un arbre à hélice simple se trouve dans la plupart des camions légers et des véhicules à propulsion arrière. Cependant, l'arbre doit être correctement équilibré pour éviter les vibrations lors de la rotation.

• Arbre à hélice double

  Un arbre à hélice double est conçu pour la transmission de puissance sur de longues distances. Il comporte deux arbres reliés par un roulement central. Les deux arbres fonctionnent ensemble pour transmettre la puissance de manière fluide de la transmission à l'essieu. Un arbre à hélice double est couramment utilisé dans les camions lourds et les voitures de sport haute performance. Cela s'explique par le fait que l'arbre à hélice double peut transmettre efficacement la puissance sans vibrations. De plus, l'arbre à hélice double permet une conception plus compacte.

• Jonc de glissement

  Le jonc de glissement est un composant courant que l'on trouve dans la plupart des arbres à hélice. Il permet un mouvement axial le long de l'arbre. Le jonc de glissement se compose d'un jonc et d'une section cannelée qui s'insère dans la transmission. Le jonc de glissement absorbe les changements de distance causés par le mouvement de la suspension. Il permet également une transmission fluide de la puissance de la transmission à l'arbre à hélice.

• Articulation de Cardan

  L'articulation de Cardan est un autre composant crucial de l'arbre à hélice. Elle relie le jonc à l'arbre. L'articulation de Cardan accommodate les variations angulaires entre l'arbre et la transmission. Elle permet également une rotation fluide de la puissance même lorsque les arbres ne sont pas parfaitement alignés.

Spécifications et entretien des arbres à hélice

Les arbres à hélice automobiles ont des spécifications différentes selon le type de véhicule et de groupe motopropulseur. Voici quelques spécifications courantes :

• Diamètre

  Le diamètre de l'arbre à hélice fait référence à son épaisseur. Un arbre plus épais peut supporter plus de couple, mais ajoute du poids au véhicule. À l'inverse, un arbre plus fin est léger, mais ne peut pas transporter autant de couple. Le diamètre peut varier de 5 à 15 centimètres.

• Longueur

  La longueur d'un arbre à hélice est déterminée par la distance entre la transmission et le différentiel. Un arbre plus long peut entraîner des vibrations, tandis qu'un arbre plus court peut ne pas atteindre le différentiel. La longueur peut aller de 75 à 150 centimètres.

• Matériau

  Les arbres à hélice sont généralement fabriqués en acier, en aluminium ou en fibre de carbone. Les arbres en acier sont les plus courants car ils sont durables et abordables. Les arbres en aluminium sont légers et appropriés pour des vitesses élevées. Les arbres en fibre de carbone sont légers et à haute résistance, mais sont plus chers que les arbres en acier.

• Nombre de tubes

  Les arbres à hélice à tube unique ont un tube, tandis que les arbres à tubes multiples ont deux tubes ou plus. Les arbres à tubes multiples conviennent à la transmission de puissance sur de longues distances et sont utilisés dans les camions lourds et les grands camions. Les arbres à tube unique sont plus courants dans les véhicules de tourisme.

• Joints universels

  Les arbres à hélice utilisent des joints universels pour se connecter à la transmission et au différentiel. La taille et le type de joints universels affectent les performances de l'arbre à hélice. Les joints universels sont disponibles dans différentes tailles et doivent être compatibles avec l'arbre et le groupe motopropulseur du véhicule.

• Équilibrage

  Les arbres à hélice doivent être équilibrés pour éviter les vibrations et assurer une rotation fluide. L'équilibrage est effectué à l'aide de poids ou d'équipements spécialisés pendant la fabrication ou l'installation.

Entretenir un arbre à hélice est crucial pour sa longévité et ses performances optimales. Voici quelques exigences d'entretien :

• Inspection visuelle

  Une inspection visuelle vérifie l'arbre pour détecter des dommages, des fissures ou des déformations. Les joints et les roulements sont également vérifiés pour l'usure. L'arbre doit être inspecté tous les mois ou plus fréquemment dans des conditions de conduite difficiles.

• Lubrification

  Les joints universels de l'arbre à hélice doivent être lubrifiés pour minimiser la friction et prévenir l'usure. Le lubrifiant recommandé par le fabricant doit être utilisé, et les joints doivent être lubrifiés tous les 8 000 kilomètres ou plus fréquemment dans des environnements poussiéreux ou humides.

• Alignement

  L'arbre à hélice doit être aligné pour qu'il soit parallèle à la transmission et au différentiel. Un alignement incorrect cause des vibrations et endommage les joints et les roulements. Un alignement est effectué tous les 32 000 kilomètres ou si le véhicule heurte un nid de poule ou un trottoir.

• Équilibre

  L'équilibre de l'arbre à hélice est vérifié à l'aide d'équipements d'équilibrage ou d'outils spécialisés. Un arbre déséquilibré provoque des vibrations et endommage la transmission et le différentiel. L'équilibrage est effectué lorsqu'il y a des vibrations ou lors du remplacement de l'arbre.

• Remplacement

  L'arbre à hélice a une durée de vie limitée en fonction des conditions de conduite et de l'entretien. Un nouvel arbre est installé s'il y a une usure excessive ou un dommage irréparable.

Comment choisir des arbres à hélice pour automobiles

Lors de l'achat d'un arbre à hélice pour la revente, il est important de comprendre comment choisir le bon. Voici quelques facteurs à considérer :

• Considérez la taille du véhicule et son poids. Un véhicule plus lourd nécessite un arbre à hélice plus robuste pour transmettre efficacement la puissance. Les véhicules plus grands comme les camions et les SUV utilisent des arbres à hélice plus grandes, tandis que les voitures plus petites ont des arbres de taille réduite.
• Pensez au type de conduite effectué la plupart du temps. Pour la conduite hors route, un arbre à hélice robuste est nécessaire pour affronter un terrain difficile. Un bon arbre à hélice tout-terrain est l'arbre à joint CV, car il est fort et durable. En cas de défaillance, l'arbre à joint CV peut nécessiter un kit de réparation d'arbre plutôt qu'un remplacement complet.
• Le matériau est un autre élément important à considérer lors du choix d'un arbre. Les arbres en acier sont solides et abordables, mais peuvent être lourds. Les arbres en aluminium sont plus légers, ce qui les rend appropriés pour les véhicules haute performance. Les arbres en fibre de carbone sont les plus légers et les mieux adaptés pour les courses à grande vitesse, mais sont plus chers que les arbres en acier et en aluminium.
• L'équilibrage à grande vitesse est un facteur important lors du choix d'un arbre. Un arbre équilibré tourne en douceur à grande vitesse, réduisant les vibrations et augmentant la longévité. Pour des applications à grande vitesse ou lourdes, les arbres équilibrés sont essentiels.
• Lors de l'achat d'un arbre, assurez-vous qu'il respecte les normes de qualité. Recherchez des produits avec des certifications de qualité, comme ISO 9001, pour garantir qu'ils répondent aux normes de l'industrie. Certains fournisseurs proposent des offres de garantie pour protéger l'investissement de l'acheteur.

Comment effectuer soi-même le remplacement d'un arbre à hélice automobile

Lors d'une réparation ou d'un remplacement d'arbre à hélice en mode DIY, le mécanicien devra rassembler certains outils et équipements de sécurité. Ceux-ci comprennent des lunettes de sécurité, un cric de sol, des chandelles, des cales de roues, des outils manuels appropriés (jeu de douilles, clés), un extracteur ou un presse-joint universel, un extracteur de jonc, une clé dynamométrique, et un nouvel assemblage d'arbre à hélice ou un kit de réparation (joints universels, poids équilibrés) si nécessaire. Après avoir rassemblé les outils, le mécanicien devra :

• Préparer le véhicule : S'assurer que le véhicule est sur une surface plane. Activer le frein de stationnement, placer des cales de roues sur les roues avant, et lire le manuel du propriétaire pour des instructions spécifiques.
• Lever le véhicule : Utiliser un cric de sol pour soulever l'arrière du véhicule et le placer sur des chandelles. S'assurer que les chandelles sont sécurisées et que le véhicule est stable.
• Retirer les roues : Enlever les boulons de roue et retirer les roues, si applicable.
• Vider le liquide : Vider le liquide du différentiel arrière ou de la transmission (si nécessaire) dans un conteneur approprié.
• Marquer l'arbre : Marquer la position d'origine de l'arbre à hélice par rapport à l'essieu et à la transmission à l'aide de craie ou d'un marqueur. Cela garantit un réassemblage correct.
• Retirer les boulons : Utiliser des outils manuels appropriés pour retirer les boulons maintenant l'arbre à hélice à la transmission et à l'essieu. Être prudent face à tout fluide résiduel qui pourrait s'écouler.
• Retrait du joint universel : Utiliser un extracteur ou une presse pour retirer les joints universels des joncs. Cela peut nécessiter un extracteur de jonc si les joints sont grippés.
• Inspecter les composants : Vérifier les joncs, joints universels et poids équilibrés pour détecter l'usure ou des dommages. Remplacer les composants usés. Un poids équilibré peut être réparé avec un outil de réparation d'arbre à hélice.
• Réassemblage : Si désassemblé, réassembler les joncs et joints universels selon les spécifications du fabricant. S'assurer que tous les composants sont correctement lubrifiés avant le réassemblage.
• Réinstaller l'arbre : Aligner l'arbre à hélice avec les marques faites plus tôt et l'installer dans la transmission et l'essieu. Serrer solidement les boulons.
• Vérifier l'angle : S'assurer que l'angle de fonctionnement est dans les limites spécifiées par le fabricant à l'aide d'un rapporteur ou d'un détecteur d'angle.
• Réassembler le véhicule : Réinstaller les roues et les boulons de roue. Abaisser le véhicule des chandelles à l'aide du cric de sol. Démarrer le moteur et vérifier tout bruit ou vibration anormaux.

Questions et Réponses

Q1 : Comment savoir si un arbre à hélice est défectueux ?

A1 : Plusieurs indications pointent vers un arbre à hélice défectueux ou en panne. La première et la plus courante est les vibrations ressenties sous le véhicule. Les vibrations s'aggravent à mesure que l'arbre à hélice se détériore. Les vibrations peuvent également être accompagnées d'un bruit de cliquetis. Ce bruit peut également être un bruit de frottement causé par les composants lâches ou défaillants de l'arbre. Un autre signe certain d'un arbre à hélice défaillant est la rouille ou les dommages visibles sur l'arbre lui-même. Il peut également y avoir un retard d'engagement où le conducteur ressent un délai lors du changement de la transmission en vitesse.

Q2 : Un arbre à hélice peut-il être réparé ?

A2 : Oui, un arbre à hélice peut être réparé. Cependant, la réparation peut ne pas être rentable lorsque l'arbre est endommagé au-delà de la mesure. Il est également important de noter que toutes les réparations ne sont pas réalisables. En fonction de l'étendue des dommages, certains composants de l'arbre peuvent être réparés ou remplacés. Par exemple, un joint universel endommagé peut être remplacé, ou un arbre tordu peut être redressé. Cependant, dans les cas où il y a une usure excessive ou plusieurs composants endommagés, remplacer l'ensemble de l'arbre à hélice est plus pratique et rentable.

Q3 : Quelle est la différence entre un arbre fixe et un arbre coulissant ?

A3 : Un arbre à hélice fixe a une longueur constante qui relie la transmission à l'essieu arrière. Il ne s'adapte pas aux changements de distance dus au mouvement de la suspension. En revanche, un arbre à hélice coulissant a un joint coulissant (généralement un cannelé) qui lui permet de s'étendre et de se contracter. Cette accommodation est cruciale pour les véhicules avec une suspension arrière qui subit d'importants changements de longueur.

Q4 : Qu'est-ce qu'un arbre à hélice avant par rapport à un arbre à hélice arrière ?

A4 : L'arbre à hélice avant se trouve dans la plupart des véhicules à moteur avant et à traction avant. Il transmet la puissance de la transmission montée sur le moteur aux roues avant. L'arbre à hélice arrière se trouve dans les véhicules avec un moteur avant et une configuration à propulsion arrière. Il transmet la puissance du moteur aux roues arrière. La principale différence réside dans la position et la fonction par rapport à la configuration des roues.

Q5 : Peut-on conduire avec un arbre à hélice endommagé ?

A5 : Il n'est pas conseillé de conduire avec un arbre à hélice endommagé ou défectueux. Cela peut causer des dommages supplémentaires au groupe motopropulseur, entraînant potentiellement des réparations plus coûteuses. Cela compromet également la sécurité et la maniabilité du véhicule, augmentant le risque d'accidents. S'il y a des signes d'un arbre à hélice endommagé, le conducteur doit le faire vérifier et réparer dès que possible.