Les différents composants d'un différentiel à billes d'une piste 1/12° électrique type US.

Le différentiel montré en photos dans cet article est d'origine CEFX, identique aux productions CRC et Team Laje et quasi-identique ce qui ce fait chez Team Associated, Trinity et d'autres plus petits constructeurs de piste 1/12° électrique, américains pour la plupart. Les différentiels de piste 1/10° type Pro10 US (Team Laje, Team Associated RC10L, RC10L2, RC10L3, HPI RS10G, etc.) sont très proches en conception de ceux utilisés en 1/12°.

Exception, les différentiels de Pro12 et Pro10 d'origine Corally, de conception spécifique et qui feront l'objet d'un article séparé.

L'axe de différentiel

L'axe du différentiel est l'âme du système et supportera tout le reste. Le plus souvent, il s'agit d'un axe en fibres (carbone, verre, aramide, mélange) ou très rarement en alliage de titane avec un filetage rapporté sur une de ses extrémités et avec un plateau excentré et solidaire de celui-ci.

Pour l'anecdote, comme en Kart à l'échelle 1, les top-drivers jouent avec la rigidité de cet axe pour obtenir certains effets, notamment la recherche du grip.

Les moyeux

Les moyeux de roue en Pro12 et Pro10 ne sont pas symétriques.

Côté gauche, le moyeu sera solidaire de l'axe. Sur les conceptions anciennes, on serrait une vis qui se plantait dans l'axe. Cette solution avait le gros désavantage de marquer et de fatiguer l'axe. Donc la tendance actuelle est plutôt d'opérer un serrage qui bloque le moyeu par pinçage.

Côté droit, le moyeu n'est pas solidaire de l'axe.

Rondelles de différentiel

Les rondelles de différentiel sont une des pièces principales d'usure de ce système. Elles sont soit en acier trempé, soit beaucoup plus rarement en céramique (chères et très fragiles). Leur planéité doit être optimale et leur surface est, selon le choix du fabricant, soit polie, soit micro-striée (explication ci-après).

La tendance actuelle est aux plateaux de grand diamètre, afin d'avoir les billes les plus éloignées possibles du centre (synonyme pour le différentiel d'une plus grande constance et d'une plus grande douceur de fonctionnement).

Roulements à billes

Pour assurer le bon guidage de l'ensemble, le différentiel a besoin de trois roulements. En général, on trouve deux roulements épaulés de dimensions 1/4*3/8" dans le moyeux droit et un roulement (soit un épaulé, soit un normal, de 1/4*3/8" ou 6.35x9.525x3.175mm) dans la couronne. Sur certaines autos de conception plus ancienne (premières Associated RC10, Bolink, Parma), la couronne ne tournait pas sur un roulement, mais glissait simplement sur un épaulement usiné en aluminium rapporté sur l'axe en fibre.

Couronne

En général, sur une 1/12°, la couronne n'aura idéalement pas un nombre de dents supérieur à 100 dents en 64DP et à 72 dents en 48DP. En effet, le règlement en compétition demande une garde au sol minimum de 3mm, couronne comprise. Or avec de petits pneus à l'arrière, il est parfois difficile de respecter ce point de règlement, donc on s'oriente vers de petites couronnes. En loisir, il est aussi préférable de respecter cette règle, pour augmenter ainsi la durée de vie de sa couronne et aussi par respect pour la moquette (dans le cas de l'indoor) sur laquelle on roule.

Attention toutefois au rapport moteur, car qui dit petite couronne dit petit pignon. Par exemple, si on monte une couronne de 88 dents en 64DP, on doit mettre un pignon d'au moins 20 dents sur le moteur, et ce dernier sera très près de l'axe du différentiel. Même avec de petits pneus, cela donne un allongement assez long pour des moteurs inférieurs à 12 tours...

Les marques les plus répandues sur les circuits sont Kimbrough, Dumor (Corally), RW, PRS...Les billes sont le coeur du différentiel. Elles sont soit en acier durci, soit en carbure, soit en céramique. Elles doivent être parfaitement rondes et d'un diamètre précis.

Billes de différentiel

Les billes, d’un diamètre de 3.17mm, sont le coeur du différentiel. Elles sont soit en acier durci, soit en carbure, soit en céramique. Elles doivent être parfaitement rondes et d'un diamètre précis.

Autres

De gauche à droite, on trouve:

• l'écrou de serrage du différentiel. Le plus souvent en plastique pour assurer une certaine souplesse de fonctionnement à l'ensemble, il conviendra de faire attention à sa taille pour pouvoir démonter la jante droite sans dérégler le différentiel.
• le "cône" de différentiel (au milieu, un de 1/12°, et à droite, un de Pro10). Son rôle est de servir d'intermédiaire entre l'écrou de serrage du différentiel et la bague intérieure du roulement à billes à l'extérieur du moyeu droit.
  

Sur les différentiels US, on ne trouve quasiment jamais (et cela est fort dommage) de butée à billes, et très rarement (fort dommage également) des rondelles Belleville ou un ressort. Aucune justification technique crédible ne justifie ce manque qui perdure depuis presque 30 ans sur les productions américaines. En pratique, cela fonctionne, mais cette carence exige des entretiens plus fréquents et compromet un peu la constance des performances.

Montage et nettoyage d'un différentiel à billes

Tout d'abord, il est important de toujours garder à portée de main la notice de montage ou un plan éclaté du différentiel. En effet, chaque modèle est un peu différent, même si les conceptions sont généralement assez similaires.

S'assurer tout d'abord d'avoir un plan de travail propre, clair et assez spacieux.

Démonter précautionneusement le différentiel en profitant pour mémoriser l'emplacement de chaque composant. Prendre garde de ne perdre aucune bille (les mettre par exemple dans une coupelle). Eviter les magnets qui aimantent les pièces métalliques, qui s'encrasseront plus par la suite.

Nettoyer et dégraisser soigneusement les différentes parties du différentiel. Les pièces métalliques seront nettoyés à l'alcool à brûler ou au nettoyant moteur, la couronne au liquide vaisselle et à la brosse à dents (idéale pour la denture de la couronne). Eviter si possible, pour les pièces plastiques et les pièces métalliques présentant un traitement de surface tous les solvants type trichlo, acétone, essence, nettoyant frein ou spray moteur trop violent. Dans le cas où les rondelles de différentiel auraient été collées, les laisser tremper un petit moment dans de l'acétone pour dissoudre la colle cyanoacrylate.

Bien laisser sécher l'ensemble.

Pour les billes du différentiel, il convient de toujours employer une graisse de qualité, et obligatoirement silicone. En effet, cette graisse n'a pas pour propriété d'améliorer le coefficient de frottement au niveau des billes. Au contraire (selon ce que pense savoir l'auteur de cet article), les billes ne doivent pas glisser sur les rondelles, car ceci produirait un phénomène tribologique appelé "Stick-Slip", particulièrement nuisible pour la durée de vie du différentiel et aussi dommageable pour les performances (ripage à l'accélération, grippage en courbe).

La plus utilisée des graisses silicone pour différentiel est la Team Associated. Cependant, l'auteur de l'article lui préfère en Pro12 (et seulement en Pro12 et non en Touring) la graisse IRS. Et ce pour plusieurs raisons:

• Son dispenseur sous forme de seringue est fort pratique et permet d'appliquer la graisse très précisemment et sans excès.
• La graisse semble moins être sensible à la force centrifuge.
• Elle semble assurer dans le cas des Pro12 un différentiel plus constant dans le temps et semble générer moins de "stick-slip", même avec un différentiel peu serré.
  

Appliquer un fin film de graisse silicone sur les rondelles.

Insérer les billes dans la couronne. La plupart des couronnes du marché destinées aux Pro10 et aux Pro12 retiennent les billes mécaniquement et donc, elles ne tomberont pas. Les placer dans les emplacements situés sur la rangée de plus grand diamètre (à condition bien sûr qu'elles touchent encore les rondelles ;-). Plus les billes seront éloignées de l'axe, plus le fonctionnement du différentiel gagnera en constance et en douceur.

Attention, même si la couronne et la rondelle offrent la possibilité de monter deux rangées de billes sur deux diamètres différents, il ne faut surtout pas le faire pour tout un tas de raisons (vitesses de rotation différentes, planéité imparfaite des rondelles, voire légère conicité de celles-ci due à l'emboutissage, et on en oublie probablement)! Même si le résultat peut paraître séduisant à vide, en charge, c'est-à-dire sur la piste, c'est l'assurance d'une catastrophe annoncée.

Appliquer sur chacune des billes une fine goutte de graisse silicone.

Point très important, si on perd une bille du différentiel, il ne faut surtout pas en insérer une neuve. En effet, elle n'aura pas le même taux d'usure et le différentiel ne tournera pas rond et grattera. Il faut donc remplacer toutes les billes. Comme cela n'est pas toujours possible de suite, donc on peut enlever la bille du logement en face de celle manquante si la couronne est symétrique, soit laisser le logement vide si elle ne l'est pas. On peut provisoirement rouler comme ceci. Certains pilotent chevronnés ne roulent pas systématiquement avec tous les emplacements de la couronne remplie avec des billes.

Les photos précédentes ne montraient que le plateau de l'axe, mais il en sera fait de même pour le moyeu côté droit.

Placer la rondelle et les roulements à billes épaulés sur le moyeu côté droit.

Assembler le tout et s'assurer que tout bouge librement sans bruit suspect ni point dur.

Insérer sur l'axe la bague décolletée ou le cône (de telle sorte qu'elle/il soit en appui uniquement sur le diamètre intérieur du roulement à billes extérieur du moyeu), puis serrer progressivement l'écrou sans forcer.

Réglage du différentiel

Le réglage du différentiel se fait idéalement avec l'axe monté sur la voiture et avec les roues en place. Tenir les roues arrières avec les mains et essayer de faire tourner la couronne avec le pouce.

Serrer le différentiel jusqu'à ce que la couronne ne glisse presque plus. Ne pas serrer excessivement.

Un bon différentiel est un différentiel qui tourne rond, sans grattage ou bruit suspect, librement et sans patinage.

Rouler un premier pack et vérifier et/ou ajuster le serrage.

Astuces

Quand le différentiel gratte encore malgré un montage que l'on pense impeccable et des composants en bon état, la cause en est certainement le roulement extérieur du moyeu côté droit, même s'il semble en bon état.
Comme dit précédemment, les différentiels des Pro10 et Pro12 ne possèdent presque jamais de système ressort (ressort de compression ou empilement de rondelles Belleville). C'est une bague décolletée ou un cône qui est en appui sur sa bague intérieure. Autant dire que ce petit roulement ne travaille pas vraiment mécaniquement et vieillit très vite.
Une première solution est dans un premier temps d'inverser les deux roulements épaulés du moyeu côté droit, celui placé à l'intérieur étant moins sollicité si on n'a pas la possibilité de le changer de suite.