Différentiel et arbre de transmission

Arbre de transmission

les 2 parties de l'arbre de transmission et le support intermédiaire :
(il manque sur la photo le cardan coulissant d'accouplement à la boite)

Pour démonter le gros écrou en bout d'arbre, on peut boulonner une barre qui viendra s'appuyer sur le sol.

Ensuite on pourra retirer le roulement à l'extracteur pour le changer.
Le roulement (neuf, repère 6 au milieu sur la figure plus bas) n'est pas présent sur la photo ci-dessous, il sera inséré dans la pièce verte. Cette pièce est fixée au silent-bloc (encore disponible en neuf) par 2 boulons ; la patte percée d'un gros trou dans cette pièce verte est une patte de sécurité au cas où le silent-bloc se casserait, ça éviterait que l'arbre parte dans tout les sens.
Cet ensemble est assez compliqué sur les Séries 1. Sur la Série 2, le montage sera plus simple et plus moderne avec un roulement inséré dans un silent-bloc circulaire (voir le dessin et la photo de droite ci-dessous).

____ palier Série 2 :-->

le sous-ensemble 'roulement + pièce verte ' est monté sur l'arbre à la presse. Puis la pièce noire d'accouplement est inséré sur les cannelures en bout d'arbre (mais pas n'importe comment : voir plus bas) il reste ici à monter l'écrou serré à 12 daN.m puis goupillé.

Il est préconisé, pour des raisons d'équilibrage, de monter le flasque d'accouplement (3) en correspondance du flasque opposé (9) :
(voir aussi la première photo de cette page)

Le cardan coulissant (yoke en anglais) (en gris) se connecte à la boite de vitesse. Sur la photo plus bas, on voit les flèches gravées à mettre en correspondance.

Les 3 croisillons ont été changés, avec une presse ça ne pose pas de problème particulier mais comme toujours à la presse : bien s'assurer de presser verticalement.

Différentiel

Salisbury 4HU

Ici on voit un des 2 arbres de sortie. Il suffit de retirer les vis du flasque et de donner quelques coups de maillet pour le faire sortir car le joint torique retient un peu l'ensemble.
Ensuite, pour changer le roulement, on dévisse le gros écrou avec une clé de 1"7/8 (achetée à un anglais qui fabrique ce genre d'outils spéciaux).

Le roulement (un double roulement) n'était pas monté très serré sur l'arbre.
On voit le joint spi, la rondelle frein de l'écrou et une cale de flasque (voir ci-dessous).

Il existe plusieurs montages de roulement pour ces arbres de sortie, par ordre chronologique (pour les XJ) :

le montage n°1 à roulement double et écrou d'ajustement avec son joint intégré (en vert ci-dessous)
le montage n°2 (celui rénové ici) avec le même roulement double mais avec cales d'ajustement (en jaune) entre flasque et corps de différentiel
le montage n°3 à double roulements coniques et bague compressible (orange) entre les 2 roulements (sur les Séries 2 et 3).

Donc, normalement, sauf échange de différentiel, sur une Série 1, on ne devrait trouver que les montages 1 ou 2 .
Roulement double et double roulements ce n'est pas bonnet blanc et blanc bonnet ... les 2 ont leurs avantages et leur inconvénients.
C'est essentiellement une question de facilité de montage, de charge latérale admissible et peut-être aussi de prix.

Montage n°1 : à mon avis, ce montage est le plus pratique (on verra plus loin que ce montage est lié à celui du différentiel). L'écrou (en vert) avec le joint à l'intérieur évite l'utilisation de cales (en jaune) du montage n°2.

Montage n°2 : il est moins pratique car il faut faire le remontage 2 fois : premier remontage pour mesurer le jeu entre flasque et corps de différentiel puis retirer l'arbre et le remettre avec une cale de la valeur du jeu (on peut faire le premier montage sans le joint torique c'est plus facile, mais attention à ne pas l'oublier lors du montage définitif !). On notera que ces cales servent plus à l'étanchéité qu'à un réglage de jeu de roulement car le roulement double n'en a pas besoin, il n'est pas sensible à la compression de sa bague extérieure (voir la coupe du montage plus bas et d'autres explications). Autrement dit, il faut bloquer la bague extérieure mais en comblant le jeu entre flasque et corps de différentiel.

Montage n°3 : il est fait en une seule fois (comme le n°1) sauf qu'il est totalement différent : dans les montages 1 et 2, on peut serrer très fortement le roulement sur l'arbre puis on peut serrer sans rique la cage extérieure du roulement. Il n'y a aucune précaution à prendre car le roulement double est construit pour avoir un jeu interne. Mais dans le montage n°3 à double roulements coniques, il faut procéder à un serrage spécifique pour les serrer suffisamment l'un contre l'autre (mais pas trop). Ensuite, une fois ce réglage réalisé, on peut monter l'arbre et serrer le flasque sans cales : il n'y a alors plus de réglage à faire ni de jeu à combler : en production il n'y a qu'un seul montage à faire sur le différentiel et plus de cales à choisir. On ajoutera aussi que les roulements coniques peuvent supporter des efforts latéraux plus importants, mais que le flasque est un peu plus couteux à fabriquer.

Montage 1 : Série 1	Montage 2 : Série 1 et 2	Montage 3 : Série 2 et 3

montage n°2 : celui rénové sur cette page. La cage intérieure du roulement est bloquée par l'écrou. La cage extérieure du roulement est bloquée avec une compression du joint spi monté dans le flasque. Par conséquent, les cales doivent combler seulement partiellement le jeu car l'appui ne se fait pas là. Au serrage, le joint doit pouvoir s'écraser contre le roulement. En double sécurité d'étanchéité, on monte les cales avec de la pate entre elles.

montage n°3 : Il n'y a plus de serrage de cage extérieure comme dans le montage n°2 et on ne peut plus serrer l'écrou central au maximum car la bague déformable 4 (en rouge) est comprimée pour serrer les roulements à une valeur spécifiée. Il est recommandé d'utiliser un tournevis dynamométrique pour contrôler l'effort de précharge des roulements.

En fait, le montage n°3 était aussi utilisé sur les IRS avant la XJ : Type-E, S-Type, MK10, 420, mais pas de la même manière : Sur ces modèles, le boitier à roulements de l'arbre de sortie (en bleu ci-dessous) servait à régler la position latérale de la couronne. Il était en contact direct avec le roulement de l'ensemble mobile interne (flèche orange ci-dessous).
Les cales étaient de vraies cales de réglages de jeu et non pas simplement de comblement de jeu comme dans le montage n°2.

Peut-être que le montage a été modifié sur la XJ (et sur la dernière Type-E S3) pour gagner un peu en coût de production (?) c'est à dire, de chaque coté, avoir 1 roulements au lieu de 2 et un boitier remplacé par un flasque avec épaulement, plus simple. Ou peut-être qu'il a été considéré préférable de séparer les réglages des roulements de couronne et d'arbres de sortie ? Toujours est-il que le nouveau montage sur la XJ Série 1 a nécessité un carter de différentiel modifié avec un épaulement de chaque coté pour tenir latéralement l'ensemble mobile (voir dessins plus haut) sans lien avec les arbres de sortie. Le réglage latéral de la couronne n'est plus réalisé par le calage des boitiers de chaque coté mais par des cales derrière les roulements et ça, malheureusement ... c'est nettement moins pratique ! car il faut ajuster l'ensemble pile-poil entre les épaulements et même avec un léger serrage de précharge donc c'est plus compliqué à mettre en place. Il est préconisé l'utilisation d'un écarteur avec un certain risque pour le carter si on va trop loin en effort, bref, le différentiel du premier IRS était astucieux, il permettait de profiter des boitiers latéraux pour faciliter la mise en place de l'ensemble mobile mais ceci a été revu sur la XJ en revenant malheureusement au principe du montage pré-IRS.

cale(s) de réglage (en rouge) de la couronne, derrière le roulement sur montages n° 1 2 et 3 (ici sur n°2) :

Le différentiel de la MK2 :
avant l'IRS, sur ce pont rigide, on retouve la solution de l'ensemble mobile entre 2 épaulements.
on peut obtenir les quelques centièmes de mm qui manquent (jusqu'à 0.3 mm) pour insérer l'ensemble en utilisant un écarteur (case spreader).

En ce qui concerne le passage du montage 1 au montage 2, il est possible que l'arrivée des S2 plus lourdes ai fait revenir les roulements coniques à la place du roulement à billes et en amenant avec eux une portée plus longue sur l'arbre (?).

Suite de la rénovation :

Le nouveau roulement est plus moderne mais .. un peu moins large (le modèle de l'époque n'existe plus) donc il est livré avec des cales.
Les flasques sont prêts avec les joints spi à l'intérieur. Il y a un flasque droit et un gauche mais les arbres sont identiques donc a priori il n'y a pas de risque d'erreur (car le flasque doit bien sûr être placé avant le roulement, donc a moins de re-détruire le roulement on ne peut plus changer de flasque). Par contre si il n'y a pas eu de repérage droite/gauche au démontage, il faut tout de même essayer les arbres dans les cannelures du différentiel et voir quel arbre se place le mieux dans le logement droit ou gauche. ensuite on peut monter le flasque droit ou gauche, puis le roulement, puis la rondelle frein, puis la petite cale, et enfin l'écrou.

La petite cale est nécessaire car comme le roulement est moins large, l'écrou descendrait plus bas et viendrait aux limites du filetage.
La grande cale se place au fond du logement dans le différentiel et ensuite on mets le joint torique (sauf pour les essais d'insertion).

J'ai adpaté un contrôleur de couple sur la clé de 1" 7/8 en réalisant un trou carré de 1/2".
(il faut diminuer le couple à appliquer dans le ratio des longueurs car la mesure n'est pas sur l'axe).

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Ensuite, les arbres sont visés sur le corps du différentiel à 60 lb/ft (le contrôleur faisant aussi les unités anglaises, pas besoin de conversion en daN.m, c'est pratique)
Mais juste avant, on peut contrôler que le passage d'huile au roulement n'est pas bouché :

Changement du joint de pignon 

Si on ne change pas les roulements de pignon, il n'est pas nécessaire de changer la bague déformable, il suffit de marquer l'extrémité filettée du pignon, le flasque et l'écrou et de remettre le tout comme c'était. La précharge des roulements sera à nouveau rétablie.
Ici on bloque le flasque avec une barre et 2 boulons pour desserrer l'écrou puis on retire le flasque avec un extracteur.
Pour retirer la pièce en tôle qui contient le joint, on peut percer un trou et visser une grosse vis à tôle, ensuite en tapant sur la pince qui tient la vis, on arrive à déboiter cette pièce.

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On peut sortir la cage intérieure du roulement et vérifier l'état des rouleaux et de la bague extérieure, ça donne une idée sur le reste ; je décide de ne pas changer les roulements de pignon ni de l'ensemble porte satellite (et je n'ai pas d'écarteur...)

Pour le remontage, la rondelle d'appui d'origine (photo ci-dessous à gauche; en haut) est remplacée car elle est un peu déformée et un peu trop écrasée.
La nouvelle rondelle a un plus petit diamètre extérieur, l'ancienne n'est plus disponible, elle évitait une trop forte projection d'huile contre le joint, mais avec le nouveau joint spi plus moderne ce n'est plus nécessaire.
La nouvelle rondelle a une épaisseur un peu différente, donc la position de l'écrou se sera plus la même, le marque sur l'écrou n'est plus valable. Il faudra donc suivre la procédure indiquée dans la doc (voir plus bas) pour vérifier la précharge des roulements.

La bague rebutée du gros roulement du porte-moyeu a le diamètre adéquat pour enfoncer le joint, mais il faut empiler d'autres choses pour taper dans l'axe.

Ensuite on remets le flasque, inséré jusqu'à annuler le jeu puis on va précharger les roulements donc on bloque le flasque avec une barre.

On doit mesurer le couple de rotation pendant le backslash c'est à dire pendant une fraction de degrés entre toc ... et toc.

Il faut aller de 10 en 10 N.m à partir de 160 N.m et vérifier le couple à chaque fois. Interdit de revenir en arrière et si on dépasse 45 lb.in c'est foutu, il faut commander un joint et une bague déformable. Je me suis arrêté à 3.3 N.m (29 lb.in) avec un serrage à 220 N.m.

Que ce soit avant ou après rénovation, le contrôle du backlash doit donner 0.1 mm mini. Il n'y a pas de maxi spécifié, c'est selon le résultat du contrôle des faces en contact avec un produit marqueur (peinture).

Pour moi ce sera 0.4 mm, peut-être un peu élévé, on verra à l'usage.

On peut vérifier le défaut de battement axial, il doit être inférieur à 0.1 mm (ici 0.02 mm).

Quand on en arrive là, c'est presque fini pour le différentiel :

On peut placer le différentiel sur une cale, légèrement en hauteur pour insérer le chassis (dans le bon sens...). La suite c'est à la page Train Arrière IRS.

Il manque encore le fil de sécurité sur les vis des flasques.

Les écrous de maintien des disques et arbres sont posés en bout de filetage. Ce ne sont pas des Nylstop, à cause de la chaleur des disques, ce sont des écrous freinés tout métal (le haut de l'écrou est resserré, ou ovalisé, pour faire la fonction freinage).