Pignons, arbres et paliers pour Mercedes-Benz

Quel est le rôle des arbres dans les véhicules ?

Dans les véhicules, on trouve dans le moteur des arbres (vilebrequin, arbre à cames) qui sont montés de manière fixe. A partir de la boîte de vitesses, les arbres transmettent les mouvements de rotation aux roues motrices, dans les véhicules à propulsion par le biais du différentiel puis des arbres de transmission aux roues motrices. Comme les roues motrices sont suspendues via la suspension, la carrosserie se déplace vers le haut et vers le bas, ou la distance et l'angle des roues motrices par rapport aux composants de la transmission changent constamment pendant la conduite.

Une autre modification de la distance et de l'angle résulte en outre, lorsque les roues avant sont motrices (traction, transmission intégrale), du braquage des roues. Malgré cela, les arbres doivent transmettre la force du moteur aux roues motrices dans toutes les situations. Pour cela, des arbres cannelés ou des arbres dentés sont utilisés selon le véhicule. Ils transmettent les forces de couple du moteur aux roues motrices et compensent de manière mobile les décalages de longueur de l'arbre. Si les liaisons entre les arbres cannelés ou les arbres dentés sont défectueuses, la transmission de la force du moteur peut être interrompue ou perturbée et la roue motrice n'est plus entraînée correctement.

Comment fonctionnent les arbres cannelés

Un arbre cannelé est un arbre profilé qui transmet le couple par complémentarité de forme via les profilages de l'arbre et du moyeu. Les profilés de l'arbre s'insèrent exactement dans les encoches correspondantes du moyeu cannelé. Ils peuvent ainsi être rapprochés ou éloignés même sous charge, ce qui permet de compenser tous les mouvements de la direction ou du châssis sans interrompre la transmission de la force.

Le siège coulissant de la liaison cannelée est généralement recouvert d'une huile ou d'une graisse de glissement afin de réduire l'usure. Les arbres cannelés n'ont pas besoin de clavettes ou de ressorts de glissement supplémentaires. Ils peuvent donc être utilisés là où des couples élevés se produisent par à-coups et de manière alternée. Les arbres cannelés sont généralement utilisés conformément aux normes DIN ISO 14 et DIN 5464.

Trois modes de fonctionnement sont possibles pour les arbres cannelés :

· Centrage des flancs : en cas de couples variables et de fonctionnement par à-coups

· Centrage intérieur : en cas d'exigences élevées en matière de concentricité précise

· Centrage extérieur : n'est guère utilisé dans la construction automobile

Comment fonctionnent les arbres dentés

Les arbres dentés fonctionnent sur un principe très similaire à celui des arbres cannelés. Le profil se compose de nombreuses dents semblables à une roue dentée, qui s'insèrent dans les dents évidées de l'arbre d'entraînement. Le nombre élevé de profils permet de transmettre des forces ou des couples encore plus élevés, comme c'est le cas par exemple pour les camions. Les arbres dentés sont le plus souvent utilisés selon les normes DIN 5480 et DIN 5482.

Joints des arbres de transmission

Selon le type de véhicule, l'adaptation des arbres de transmission aux roues motrices se fait par le biais d'articulations appelées joints de cardan, qui constituent un point faible dans la transmission. Ainsi, la plupart des défauts apparaissent également au niveau des joints. En règle générale, les joints des arbres dentés et des arbres cannelés sont protégés de la saleté et de l'eau salée (hiver) par des soufflets anti-poussière. Cependant, avec l'âge, les soufflets de cardan deviennent poreux et se fissurent, ce qui réduit leur effet protecteur. Des dommages extérieurs sont également possibles, par exemple sur les chemins de terre.

Le contrôle des soufflets antipoussière fait partie des travaux d'entretien des révisions, car les arbres de transmission et surtout les joints peuvent être endommagés suite à des soufflets antipoussière défectueux.

Causes de défectuosité des arbres de transmission ?

Il existe différentes possibilités pour qu'un arbre de transmission soit défectueux. Voici les raisons les plus fréquentes.

Usure du soufflet anti-poussière

Un soufflet anti-poussière défectueux n'est pas un défaut de l'arbre de transmission, mais il est généralement précédé d'une usure accrue de l'arbre de transmission. Pour que l'arbre de transmission puisse se déplacer comme un arbre cannelé et que les joints fonctionnent sans usure, une graisse ou une huile lubrifiante est nécessaire. En raison d'un défaut du soufflet antipoussière, le lubrifiant peut s'écouler ou se dessécher. Par conséquent, la saleté et l'eau salée (en hiver) s'infiltrent entre les composants en mouvement et entraînent une augmentation rapide de l'usure. Si, au début, seul un soufflet antipoussière doit être remplacé, il peut s'avérer nécessaire, après peu de temps, de remplacer tout l'arbre d'entraînement.

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Rupture et flexion des arbres de transmission

Les chocs massifs subis par la roue, par exemple à cause de nids de poule profonds ou d'une bordure de trottoir oubliée à vitesse élevée, sont transmis aux arbres de transmission et peuvent les faire plier ou les faire rompre. Les arbres de transmission ne peuvent plus être redressés et doivent être remplacés. Même si l'arbre de transmission n'est que légèrement tordu, il ne faut pas continuer à rouler. En raison du nombre élevé de tours, de fortes vibrations se développent et endommagent d'autres composants. Bien sûr, un accident peut aussi être à l'origine d'arbres cannelés ou dentés défectueux.

Des joints qui s'usent

Les joints cassés sont une conséquence de l'usure ou de l'âge. Les joints ont trop de jeu et les changements de charge se font par à-coups, ce qui accélère la poursuite de l'usure. Il est conseillé de les remplacer rapidement afin d'éviter d'autres dommages.

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