Lorsqu'on parle de motos à trois roues et de certains camions et fourgonnettes légers, on dit souvent que tel essieu est totalement flottant et tel autre semi-flottant. Que signifient exactement ces termes ? Nous allons répondre à cette question ci-dessous.
Les termes « flottant » et « semi-flottant » désignent le type de support de fixation des arbres d'essieu des automobiles. Comme chacun sait, le demi-arbre est un arbre rigide qui transmet le couple entre le différentiel et les roues motrices. Sa face intérieure est reliée au pignon latéral par une cannelure, et sa face extérieure au moyeu de la roue motrice par une bride. Le demi-arbre devant supporter un couple très important, sa résistance mécanique doit être extrêmement élevée. Généralement, on utilise des aciers alliés tels que le 40Cr, le 40CrMo ou le 40MnB, traités par trempe et revenu, puis par trempe haute fréquence. Après rectification, le noyau présente une bonne ténacité, supporte un couple élevé et résiste à certaines charges d'impact, répondant ainsi aux exigences des automobiles dans diverses conditions d'utilisation.
Selon leur mode de support, les demi-arbres se divisent en deux catégories : « à flottement total » et « à flottement partiel ». Les termes « essieu à flottement total » et « essieu à flottement partiel » désignent en réalité le type de demi-arbre. Le terme « flottant » fait ici référence à la charge de flexion supportée par l’essieu une fois celui-ci retiré.
Un demi-arbre dit « flottant » est un demi-arbre qui ne supporte que le couple et aucun moment de flexion. Sa face intérieure est reliée au différentiel par des cannelures, tandis que sa face extérieure comporte une bride fixée au moyeu de roue par des boulons. Le moyeu est lui-même monté sur l'essieu par deux roulements à rouleaux coniques. Ainsi, les chocs, vibrations et le poids du véhicule sont transmis des roues aux moyeux, puis aux essieux, et enfin supportés par les carters d'essieu. Les arbres d'essieu transmettent uniquement le couple du différentiel aux roues pour entraîner le véhicule. Dans ce système, les deux extrémités du demi-arbre ne supportent que le couple, sans aucun moment de flexion ; d'où son appellation de « flottant ». La figure suivante illustre la structure et le montage d'un demi-arbre flottant sur une automobile. Sa particularité structurelle réside dans le fait que le moyeu de roue est fixé à l'essieu par l'intermédiaire de deux roulements à rouleaux coniques. La roue est montée sur le moyeu, la force de support étant directement transmise à l'essieu, et le demi-arbre de transmission le traverse. Huit vis sont fixées au moyeu et transmettent le couple, entraînant ainsi la rotation de la roue.
L'arbre de transmission à suspension intégrale est facile à démonter et à remplacer ; il suffit de retirer les boulons de fixation situés sur sa bride pour l'extraire. Une fois l'arbre retiré, le poids total du véhicule repose sur le carter d'essieu, ce qui permet de le stationner en toute sécurité. Son principal inconvénient réside dans sa conception relativement complexe et le coût élevé des pièces. C'est le type d'arbre de transmission le plus répandu dans l'automobile ; la plupart des camions légers, moyens et lourds, des véhicules tout-terrain et des voitures particulières l'utilisent.
Un demi-arbre de transmission dit semi-flottant supporte non seulement le couple, mais aussi le moment de flexion. Son extrémité intérieure est reliée au différentiel par des cannelures, tandis que son extrémité extérieure repose sur le carter d'essieu via un palier. La roue est fixée sur le porte-à-faux situé à cette extrémité. Ainsi, les différentes forces agissant sur les roues et les moments de flexion qui en résultent sont directement transmis aux demi-arbres, puis au carter d'essieu moteur par l'intermédiaire des paliers. En fonctionnement, les demi-arbres entraînent la rotation des roues et supportent le poids total du véhicule. L'extrémité intérieure du demi-arbre ne supporte que le couple, tandis que l'extrémité extérieure supporte à la fois le couple et le moment de flexion, d'où son appellation de « semi-flottant ». La figure suivante illustre la structure et le montage d'un demi-essieu semi-flottant d'une automobile. Sa particularité structurelle réside dans le fait que son extrémité extérieure est fixée et supportée par un roulement à rouleaux coniques à surface conique et claveté, ainsi que par le moyeu. La force axiale extérieure est entraînée par ce roulement, tandis que la force axiale intérieure est transmise au roulement à rouleaux coniques de l'autre demi-arbre par l'intermédiaire du coulisseau.
La structure de support semi-flottante à demi-arbre est compacte et légère, mais la résistance de l'essieu est complexe et le démontage/remontage est fastidieux. Sans les arbres d'essieu, le véhicule ne repose plus sur ses roues. Ce système convient généralement aux petits utilitaires et véhicules légers à faible charge utile, à petits diamètres de roues et à essieu arrière monobloc, comme les modèles courants des séries Wu Ling et Song Hua Jiang.
Date de publication : 4 août 2022