Technique - Les couples coniques, réduire et envoyer !

Action 4x4 n° 79, décembre 2010 - p. 128 et 129

Article de Matthieu Dadillon.

Note : Euro4x4parts publie ces informations pour rendre service à ses clients mais ne peut en aucun cas être tenu responsable des conseils donnés ici et de leurs conséquences à l'utilisation.

Les couples coniques, voila un terme technique qui revient souvent dans nos pages. Mais, que se cache-t-il derrière cette expression ? En quoi ces pièces sont primordiales dans la chaine cinématique de votre 4x4 ? Dans quel cas et pour quel bénéfice changer cet engrenage ? Voyons les réponses à ces questions.

Selon Wikipédia, la célèbre encyclopédie internet, « un couple conique est un engrenage conique, destiné à transmettre un mouvement de rotation entre deux arbres non parallèles concourants (souvent avec un angle droit). Ces dispositifs sont appelés « renvoi d'angle » lorsque la transmission est dans un rapport de 1 à 1. Parfois utilisé au niveau de la transmission secondaire des véhicules automobiles, il est de plus souvent réducteur de vitesse. » A moins d'avoir fait des études d'ingénierie, pas sûr que cette définition vous aide grandement à comprendre ce qu'est un couple conique. Alors, voyons ce qu'il en est vraiment de manière plus concrète.

Commençons par le début

Un couple conique est un engrenage, un ensemble de deux pièces qui s'emboitent l'une dans l'autre situé eu niveau du pont. Il se constitue d'un pignon appelé pignon d'attaque et d'une couronne dentelée dite grande couronne. La denture de ces deux organes est de type hypoïde, afin que l'ensemble fonctionne silencieusement. Le pignon d'attaque est solidaire de l'arbre de transmission, alors que la couronne est fixée sur le différentiel. On parle de couple conique car ces deux pièces sont indissociables. Elles sont "apairées", c'est-à-dire rodées ensemble. C'est pourquoi vous ne pouvez pas mettre un pignon d'attaque trouvé sur un véhicule avec une grande couronne prélevée sur un autre. Divorce assuré !

Premier rôle : renvoi d'angle

Sur quasiment toutes les autos, 4x4 compris, la chaine cinématique travaille de manière longitudinale, c'est-à-dire dans l'axe du véhicule. En effet, le moteur crée un mouvement rotatif qui est ensuite transmis à la boite de vitesses, puis aux arbres de transmission. Or, lorsque ce mouvement arrive au pont, problème ! Il doit changer d'axe, ne plus se propager dans le sens longitudinal, mais transversal afin de faire tourner les deux roues d'un même essieu ensemble. En un mot, il faut le faire basculer selon un angle de 90°. C'est là qu'interviennent les couples coniques. Leur rôle consiste à transmettre et à transformer ce mouvement longitudinal en un mouvement transversal.

Deuxième fonction : la réduction.

Le couple conique ne remplit pas que cette fonction de renvoi d'angle. Il joue, également, un rôle très important dans la réduction finale de la chaine cinématique du véhicule. Explication : un couple conique ayant un ratio de 1 signifierait que, pour un tour d'arbre de transmission, les roues feraient un tour. Cela n'est pas très intéressant car, dans ce cas de figure, le moteur « forcerait » énormément pour emmener le véhicule. Voila pourquoi, profitant de la présence des couples coniques, les ingénieurs augmentent la réduction finale de la chaine cinématique. C'est un peu comme le mouflage au treuillage ! Essayez de tirer un 4x4 avec un modèle « 2 tonnes ». Vous y arriverez, mais le treuil force et risque de chauffer. Par contre, si vous mouflez deux ou trois fois, l'effort se divise et votre petit treuil se montre plus qu'à la hauteur de la tache.

Des bienfaits

Sur les 4x4, à leur sortie d'usine, selon les poids du véhicule et surtout la dimension des pneus, les ratios des couples coniques varient de 3:1 à 5:1, ce qui veut dire que pour 3 tours de l'arbre de transmission ou 5 tours de l'arbre de transmission, la roue ne fera qu'un tour.
Cette donnée est plus importante qu'on ne le croit car le fonctionnement du moteur est optimisé en conséquence. Or, lorsque vous changez la taille des pneus, vous remettez tout en cause. En effet, avec des gommes plus grandes, le couple conique n'est plus adapté. La chaine cinématique tire alors trop long, de l'ordre de 10 à 15 %. Cela se traduit par un véhicule plus mou, plus dur à lancer. Il en découle aussi que, pour une vitesse identique, au lieu de tourner à 2200 tr/min, le moteur fonctionne à un régime plus bas, à 1800 tr/min. Du coup, le véhicule se montre moins agréable à conduire, il faut accélérer plus car le moteur fonctionne sous le couple.
La solution consiste alors à changer les couples coniques pour des modèles offrant une réduction plus conséquente. Grace à ce changement, le moteur retravaille sur la plage d'utilisation d'origine. Du coup, le 4x4 est plus agréable, accélère de nouveau comme avant et la consommation revient à la normale.

Pas d'excès

Selon l'utilisation de ce véhicule, il peut être tentant d'opter pour des couples coniques ultra courts. Notamment si vous faites beaucoup de tout terrain !
A première vue, il n'y a que des avantages. La réduction est tellement courte que les obstacles se passent sur le couple, l'accélérateur devient presque une option. Seul souci, si le ratio est trop important, dès que vous utiliserez votre 4x4 sur route, il plafonnera vite en vitesse et le moteur « hurlera » dans les tours. Autre inconvénient, en TT cette fois, avec des couples coniques ultra courts, les efforts exercés sur la couronne sont plus conséquents et en conditions extrêmes, il arrive que les dents cassent. Autre désagrément, les efforts subis par les arbres de roues sont plus importants aussi. Résultat, ils cassent eux aussi plus facilement. En un mot, les couples coniques ultra courts sont plus destructeurs pour eux-mêmes et pour les demi-arbres. Il faut le savoir !

Maintenant, quand vous changerez vos pneus pour des modèles plus grands, vous savez ce qu'il vous reste à faire. N'oubliez pas les couples coniques dans votre budget ! Comptez entre 250 et 700€ selon modèle et 4x4. Sachez quand même que leur prix est amorti par un retour à la normale de la consommation de carburant.

La gamme des couples courts

Voici les couples coniques "courts" disponibles en remplacement selon la marque de votre 4x4

L'autre solution : jouer sur la boite de transfert

Lorsque vous changez les couples coniques, vous réduisez toute la chaine cinématique dans le même ratio, aussi bien la gamme courte que longue. Selon l'utilisation de votre véhicule, cela n'est peut-être pas l'idéal pour vous ! Il existe une autre solution : changer les pignons de la boite de transfert. Ainsi, vous pouvait jouer sur le ratio de réduction de chaque gamme séparément. Réduire les courtes de 20% et les longue de 10% seulement et inversement. Tout est possible ou presque !
Revers de la médaille, cela coûte cher. Pour plus de renseignements, contactez Euro4x4Parts au 05 59 45 11 44.

Remerciement :

Merci à Georges Graciet d'Euro4x4parts qui nous a consacré du temps pour ce dossier.

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