diamètres de roues différents train AV AR (en monte homologuée) sur les 4x4 => comment cela est géré mécaniquement ?

[COMMUNICATOR]

Bonjour,

Ce message est posté sur le forum X3 E83, mais cette question est valable pour tous les véhicules 4 roues motrices (ou X drive) avec une monte homologuée asymétrique entre le train AV AR.

Concernant le X3 E83 (et bien d'autres) qui par défaut est monté en 235/55/R17 sur les 2 trains AV et AR, il se trouve qu'il est également homologué en monte de jantes AV/AR 18 pouces, et voici les dimensions pneus homologuées par BMW pour cette taille de jante :
Train AV 235/50/18
Train AR 255/45/18
Du coup cela nous fait des roues AV avec un diamètre un peu plus élevé :
AV : D=692.2 mm, circonférence = 2174.61 mm
AR : D=686.7mm, circonférence = 2157.33 mm
On a donc des roues plus grandes à l’avant avec une différence de circonférence de +17,28mm par rapport à l'AR (+5,5 mm de diamètre).
Autrement dit, pour 1 tour de roues, la distance parcourue par le train avant est supérieure de 17,28mm que celle parcourue par le train AR
La conséquence logique que l’on devrait imaginer : les roues AR étant moins grandes, elles devraient tourner un peu plus vite que les roues AV (si on considère qu’il n’y aucun patinage).
Sur un véhicule 2 roues motrices, les 2 trains AV AR n’étant pas couplés, ils sont parfaitement indépendants et sont donc libres de tourner à la vitesse qu’ils veulent (donc à des vitesses différentes). Mais sur un 4X4, les 2 trains étant couplés, on se dit intuitivement qu’il doit se passer quelque chose d’un point de vue mécanique, mais quoi ???

Donc la question est la suivante :
Comment cela est géré mécaniquement sur les véhicules 4X4 ? c’est le différentiel qui gère ? Pas de risque d’usure plus importante de la transmission ? Certes la différence est inférieure à la marge théorique acceptable de différence de diamètre (soit + ou – 7,05 mm) mais je me pose tout de même la question.
La différence de Diamètre est-elle négligeable mécaniquement ?
J’imagine que si cette monte est homologuée par BMW ( et je crois installée à l’origine sur de nombreux X3 plus récents), c’est que ça ne pose aucun problème, mais j’aimerais avoir vos retours et explications sur ce phénomène.
Pouvez-vous m’expliquer ce que cela induit mécaniquement sur les X drive ? et comment c’est géré ? le différentiel va-t-il détecter la différence de diamètre et la gérer en adaptant la motricité entre les 2 trains AV AR ? Si c’est le cas on peut imaginer que le différentiel « travaille plus » que si les 2 trains AV AR avaient le même diamètre, ou bien la différence est-elle tout simplement négligeable et le différentiel ne détectera rien ?

Question optionnelle :
Pourquoi selon vous BMW a homologué des pneus plus étroits à l’avant en monte 18 pouces (quitte à ce qu’ils soient légèrement supérieurs en diamètre) ? esthétique, consommation ? et si finalement on monte les 255/45/18 à l’avant (donc taille identique que ceux AR), mis à part le fait que ce n’est plus homologué par BMW, quelles sont les autres conséquences ? (juste consommation ?) lors du CT le technicien vérifie-t-il ce point ?

Merci par avance pour vos réponses.


Ps : (petites réflexions en aparté de cette problématique)
1) Peut-être que les pneus de plus grand diamètre (donc AV) vont s’user plus rapidement jusqu’à obtenir un Diamètre équivalent au train AR et ainsi revenir naturellement à une situation d’équilibre mécanique ? (pure hypothèse)
On peut imaginer intuitivement que c’est que qui arriverait s’il y avait un couplage mécanique ferme et total entre les 2 trains (sans aucun calculateur de motricité).
2) Si ça se trouve, même en monte 17 pouces avec des pneus de tailles exactement identiques, on a une légère différence de diamètre sans le savoir entre le train AV et le train AR due à une différence de pression de gonflage (ou tout simplement due à une différence d’usure entre les 2 trains) ?
3) La même question se pose également pour la monte homologuée en jantes 19 pouces

[captaincook]

Tu trouveras sans doute une partie des réponses après avoir lu ce tuto.

[Dossier]Transmission Xdrive des X3 détail entretien boite d

Je sais, il y a 20 pages mais c'est très intéressant.

[COMMUNICATOR]

passionnant ce dossier sur la boîte de transfert

j'ai relevé ceci qui a été écrit dans ce dossier et qui répond un peu à mes craintes sur l'usure de la mécanique due à une différence de vitesse de rotation :

"Afin de préserver l'embrayage de la boîte de transfert il est logique que la différence de vitesse de rotation entre les roues avant et arrières soit nulle ou au plus proche car dans le cas contraire la différence de vitesse de rotation sera absorbée par l'embrayage et pourra provoquer son usure précoce ou sa détérioration et bien entendu des bruits parasites importants.

Pour cela, respecter les pressions de gonflage préconisées par BMW (à vide, à charge,sur autoroute...).
Conserver des pneumatiques ayant une usure sensiblement identiques sur les quatres roues.
Cet équilibre étant deja peu evident à maintenir au fil de l'usure des pneumatiques avec quatre pneus de marque et modéles identique imaginez avec des pneus de manufacturier différents entre avant et arrière qui auront toujours des écarts de dimensions du aux profils, à la fabrication différente... ?"

S'agit-il de simples conseils de bon sens écrits par l'auteur du message ou cela a-t-il écrit par le constructeur ? et si oui quelles sont les différences acceptables données par le constructeur ? S'il s'agit de conseils officiels du constructeur, je suis étonné qu'il homologue des montes avec tailles de roues différentes AV / AR qui donc engendrent une différence de vitesse rotation différente entre les 2 trains . Ou alors, peut-être que cette différence de diamètre est-elle négligeable pour l'embrayage ? on peut imaginer que oui vu que c'est homologué par BMW, mais quelle est la différence de diamètre entre les trains AV/AR acceptable mécaniquement pour les X drive ? cette info est-elle disponible et divulguée par BMW ? Cela ne devrait pas être un problème vu que des millions de X-drive roulent avec des montes asymétriques d'origine, mais j'aimerais savoir pourquoi.

[mrj]

Ça ne va pas t'aider beaucoup, mais je partage mon expérience.

La question du changement des pneus par 4 vs. par 2 est similaire à celle que tu te poses : une différence de diamètre entre l'avant et l'arrière nuit-elle à la mécanique xDrive ?

Il y beaucoup d'arguments intéressants, notamment sur ce forum, pour expliquer les souffrances possibles de l'embrayage de la boîte de transfert et militer en faveur d'un diamètre identique partout. Mais, le principe du xDrive étant justement un embrayage à glissement contrôlé, on peut aussi penser que c'est fait pour. Après tout le 60/40 % arrière/avant typiques sur les xDrive architecture propulsion, s'obtient par glissement de l'embrayage. Alors il n'est pas évident que ce soit un problème que ce glissement soit légèrement augmenté ou diminué par la différence de diamètre avant/arrière.

Donc, j'ai écrit au service client de BMW un mail pour leur demander leur position officielle sur le changement par quatre des pneus sur xDrive.
C'est que la documentation de la voiture ne précise pas que ce soit nécessaire et que je n'ai vu trace de cette obligation nulle part sur une source officielle BMW.
Donc, en toute logique, ce ne devrait pas être nécessaire.
Réponse :
"Nous faisons suite à votre courrier électronique... dont le contenu a retenu toute notre attention.
Vous nous sollicitez à propos des préconisations pour le changement des pneumatiques par rapport au xDrive.
Concernant votre demande, nous vous informons qu’il ne nous est pas possible de vous fournir un avis technique depuis notre Centre Interaction Clients de Strasbourg. Nous vous recommandons donc de vous rapprocher d’un membre de notre réseau, qui reste votre interlocuteur privilégié et vous fournira tout renseignement d’ordre technique à ce sujet. La liste de nos concessionnaires est référencée sur notre site internet www.bmw.fr"
Me voilà bien avancé...

Le "membre du réseau" à qui j'ai donc demandé conseil m'a recommandé de changer les 4 pneus, sans pour autant savoir pourquoi.

Bon, j'ai changé les 4, pas convaincu...

[COMMUNICATOR]

oui tout à fait, la question du changement des pneus par 4 vs. par 2 est complètement liée à cette question Bien dommage que BMW ne t'ai pas répondu de manière argumentée. Mais je dois avouer que avant d'avoir posté ce message, je m'étais renseigné auprès de plusieurs concessions, et personne n'a été en mesure de me répondre (chefs d'ateliers , responsables techniques, etc ...). En tous cas merci pour ton retour et pour tes éléments de réponse.


Sinon, pour revenir à l'objet initial du post, les post complets et argumentés de GTH et X3-68 répondent bien à la question d'un point de vue fonctionnel:
voici un extrait du post de X3-68 sur le Xdrive génération 1
Le xDrive est piloté par un programme électronique de transmission VGSG (VerteilerGetriebe- SteuerGerät) utilisant les données du contrôle de stabilité DSC via un bus CAN. Il peut ainsi faire varier le taux de transfert du couple vers l’essieu avant sans attendre un patinage des roues arrière. Ce mécanisme participe à l’équilibre dynamique du véhicule selon le style de conduite et le comportement du véhicule. Sur les modèles X3 et X5, la répartition du couple lors d’un comportement dynamique stable est de 40/60 entre les essieux avant et arrière. Il est à noter que ce rapport progresse progressivement en faveur de l’essieu arrière avec la vitesse jusqu’à passer en totale propulsion à partir de 180 km/h. En cas de survirage, un rapport de 50/50 est installé. A basse vitesse et en conduite sur sol à faible adhérence, ce rapport peut atteindre 65/35. Si ce taux de transfert n’est pas suffisant, le système DSC réduit la puissance du moteur ou freine les roues arrière selon les cas d’utilisation. En cas de sous-virage, BMW ne renie pas ses origines et le xDrive peut transformer progressivement et provisoirement le véhicule en total propulsion (0/100). VOILA POURQUOI UNE DIFFERENCE DE DIAMETRE DE ROUE IMPORTE PEU
Le programme VGSG mesure aussi l’usure des disques grâce à un capteur de position à effet hall inséré dans l’actionneur et en prend compte pour chaque intervention. Le programme intègre aussi les différences de vitesse créées par des usures différentes des pneumatiques ou par la pose d’une roue de secours de plus faible diamètre. BMW annonce un temps de réaction de 100 millisecondes.

Mais cela n'indique pas si les différences de diamètre accélèrent l'usure de l'embraye, cela indique seulement que c'est complètement géré par l'électronique pour garantir un comportement sain du véhicule,
d'autant que plus loin je lis plus loin

CONSEILS :

Afin de préserver l'embrayage de la boîte de transfert il est logique que la différence de vitesse de rotation entre les roues avant et arrières soit nulle ou au plus proche car dans le cas contraire la différence de vitesse de rotation sera absorbée par l'embrayage et pourra provoquer son usure précoce ou sa détérioration et bien entendu des bruits parasites importants.

Pour cela, respecter les pressions de gonflage préconisées par BMW (à vide, à charge,sur autoroute...).
Conserver des pneumatiques ayant une usure sensiblement identiques sur les quatres roues.
Cet équilibre étant deja peu evident à maintenir au fil de l'usure des pneumatiques avec quatre pneus de marque et modéles identique imaginez avec des pneus de manufacturier différents entre avant et arrière qui auront toujours des écarts de dimensions du aux profils, à la fabrication différente...

donc la question reste entière :
Quelles sont les différences acceptables données par le constructeur ? Cette différence de diamètre est-elle négligeable pour l'embrayage ? on peut imaginer que oui vu que c'est homologué par BMW, mais quelle est la différence de diamètre entre les trains AV/AR acceptable mécaniquement pour les X drive ? cette info est-elle disponible et divulguée par BMW ? Cela ne devrait pas être un problème vu que des millions de X-drive roulent avec des montes asymétriques d'origine, mais j'aimerais savoir pourquoi.

MRJ (Marc) apporte des éléments très intéressants:

Il y beaucoup d'arguments intéressants, notamment sur ce forum, pour expliquer les souffrances possibles de l'embrayage de la boîte de transfert et militer en faveur d'un diamètre identique partout. Mais, le principe du xDrive étant justement un embrayage à glissement contrôlé, on peut aussi penser que c'est fait pour. Après tout le 60/40 % arrière/avant typiques sur les xDrive architecture propulsion, s'obtient par glissement de l'embrayage. Alors il n'est pas évident que ce soit un problème que ce glissement soit légèrement augmenté ou diminué par la différence de diamètre avant/arrière.

Quelqu'un pour confirmer/abonder/préciser/nuancer ?

[COMMUNICATOR]

Je retombe sur ces posts très intéressants : ça date de 2010


Message par klawal » 05 déc. 2010 20:22

GTH a écrit :
Je pense que la transmission initiale de 40/60 se fait via un patinage de l'embrayage de la BT sinon les seules positions possibles seraient 50/50 embrayage collé ou 0/100 embrayage décollé.

Le patinage quasi continu de cet embrayage est je pense son vrai point faible.
Thomas

Petite précision sur le fonctionnement : que l'embrayage soit ouvert, fermé, ou en position intermédiaire, si les circonférences des pneumatiques sont correctes, il n'y aura pas de glissement/patinage (en ligne droites en tout cas), les roues avant tournant à la même vitesse que les roues arrières, qu'il y ait transmission de couple ou non.

(Ne pas oublier que en principe, les roues avant sont entrainé passivement par le déplacement de la voiture, et à la même vitesse que les roues arrières)

On va avoir glissement, en cas de virage serré, ou en cas de pertes d'adhérence d'un train, mais cela reste occasionnel...

puis celui ci :

Re: [Dossier]Transmission Xdrive des X3 détail entretien boi

Message par klawal » 08 déc. 2010 09:29
Merci pour ces éléments supplémentaires qui viennent confirmer le dossier de GTH

A noter que même sur les X, les xDrive sont différents :
atc 400 sur le X3
atc 500 sur le X5 E53
atc 700 sur le X5 E 70

Pour la différence de circonférence de pneu, l'électronique intègre cette valeur pour le calcul de la répartition de couple et de l'éventuel freinage à appliquer sur une roue qui patinerait.

Néanmoins, cela ne permet pas de limiter l'usure accrue de la boite de transfert et surtout des disques, puisque quoiqu'on fasse, s'il y a différence de circonférence, il y a différence de vitesse, donc glissement permanent des disques obligatoire qui entraine forcement usure accrue et échauffement supplémentaire)

BMW tolère jusque 3% de différence en moyenne (ce qui fait à la louche lorsqu'on roule à 100 km/h, 15-20 t/min d'écart entre les disques amont et les disques aval)


question 1 : alors patinage (glissement) continu ou pas ? les avis divergent
question 2 : d'où vient ce chiffre de 3% de tolérance de différence de circonférence train AV/AR ? (doc officielle constructeur ?) confirmation ?
pour info la monte asymétrique homologuée par BMW sur les 18 pouces entraine 2,516% de différence de circonférence train av/ar

En synthèse, une différence de circonférence train AV/AR entraine obligatoirement un patinage des disques de la BT, mais si la BT patine déjà quasi constamment (à vérifier cf.question 1), peu d'impact ou négligeable. Si la BT ne patine pas tant que ça (en condition classique de roulement etc ...) quelle est la marge de différence acceptable (3 % de différence confirmé cf. question 2) ?

Pour rappel, énormément de x-drive sont homologués par BMW en monte asymétrique (jantes même diamètres mais largeurs pneus différentes AV/AR donc avec légères différences de circonférences de roues (cf mon 1er post).

[creatom]

Ro la tartine ...
@COMMUNICATOR - une suggestion pour que ce sujet devienne un peu plus digeste: une seule question par reponse sur ce thread! et bonne annee a toi!

je choisis donc une question a laquelle je vais (re)repondre
Comment cela est géré mécaniquement sur les véhicules 4X4 ?

dans un 4x4 standard, il y a 3 differenciels - le differenciel central a justement pour but de compenser la difference de rotation entre le pont avant et l'arriere.
Il n'y a pas de diff central sur nos X, mais une boite de Transfer qui joue le role de differenciel central (= systeme XDrive)

La BT est concue pour patiner, (donc s'user) c'est le but de l'embrayage multi disques de la BT.
par definition, l'embrayage est fait pour patiner et absorber la difference de rotation entre le pont avant et arriere, sachant que le pont arriere est tjrs en prise directe. Ce qui induit que l'on ne peut pas renvoyer plus de 50% du couple vers l'avant (la configuration de renvoyer plus de 50% du couple vers l'avant est donc impossible)
La gestion de combien de couple est renvoye vers l'avant, c'est un boitier electronique qui gere.


Je me pose donc la question du rationel derriere ta demande: Que desires tu savoir exactement? car ca n'est pas evident a comprendre

[COMMUNICATOR]

Ha oui bonne année et merci pour ta réponse Creatom et pour cette explication synthétique de la BT

Alors, concernant ce que je désire savoir exactement, c’est si la différence de diamètre entre train AV/AR (induite par une différence de largeur pneus AV/AR homologuée par BMW en 18 ou 19 pouces) augmente l’usure « normale » de l’embrayage de la BT ? ou si finalement c’est négligeable ? je suis bien conscient qu’il peut être très difficile de répondre précisément à cette question et je n’en voudrai à personne s’il n’y pas de réponse concrète apportée
En revanche, à défaut de réponses et d’explications théoriques, on peut essayer d’y répondre en ayant les témoignages de possesseurs de X3 ou X drive de manière générale (nombreux ?) ayant des montes asymétriques AV/AR avec des BT en parfait état de fonctionnement après plus de 10 ans d’utilisation

Ps :
Cette questions en appelle une autre sur le mode d’usure de la BT sur nos X3 et X drive en général, question que je vais poster sur un autre message dédié

[lynx]

Bonjour,

Suite à une résistance ressentie en début de passage de la 3ème, j'ai mesuré la circonférence et j'ai été surpris de la différence entre l'avant et l'arrière. J'ai donc acheté 2 jantes identiques à celles de l'avant pour un passage à une monte au "carré" et là plus de problème. Cette monte asymétrique n'a pas d’intérêt autre qu'esthétique, puisque pour un même moteur, des x3 sont montés en 235. Même avec les 235, je n'ai jamais pris le x3 en défaut. De plus on trouve plus facilement ses pneus.

[lynx]

Pour répondre à la question précédente, je précise qu'avec 250 000 km avec vidange de la Bt de transfert tous les 70/80 000, ma boite semble bien fonctionner Pas de voyant allumé.

[Tophe063]

Un point important concerne le périmètre réel des pneus, et non le théorique.
Sur les séries 1, la monte mixte inclue des 225 40 18 à l'avant et des 245 35 18 à l'arrière. Ce qui en théorie donnerait des périmètres de 2001mm à l'avant et 1975 à l'arrière soit une différence de 26mm. Mais en réalité lorsqu'on mesure le périmètre réel, l'écart est d'à peine plus de 1mm. Les roues arrieres étant légèrement plus faibles en diamètre. Au final ça colle bien aux recommandations et au nécessité technique de xdrive.

[PDD]

Bonjour,

Suite à une résistance ressentie en début de passage de la 3ème, j'ai mesuré la circonférence et j'ai été surpris de la différence entre l'avant et l'arrière. J'ai donc acheté 2 jantes identiques à celles de l'avant pour un passage à une monte au "carré" et là plus de problème. Cette monte asymétrique n'a pas d’intérêt autre qu'esthétique, puisque pour un même moteur, des x3 sont montés en 235. Même avec les 235, je n'ai jamais pris le x3 en défaut. De plus on trouve plus facilement ses pneus.

Je suis exactement de ton avis et n'ai jamais compris l'intérêt de cette monte proposée par BMW...