Un véhicule 4x4 tout terrain comporte généralement deux boîtes de vitesses la boîte habituelle (qui peut être une transmission automatique) et une "boîte de transfert", comportant un seul rapport (généralement 1/2), qui permet d’obtenir une gamme de vitesses lentes pour la progression en terrain accidenté.
L’enclenchement de la boîte de transfert entraîne simultanément le passage en 4 roues motrices. Cette boîte de transfert comporte un différentiel, appelé "inter-ponts" car il répartit le couple entre les roues avant et arrière, afin de leur permettre de tourner à des vitesses différentes.
Toutefois, l’action de ce différentiel peut amener les roues avant ou arrière à patiner lorsqu’elles se trouvent dans un sol très glissant ou très meuble (boue, sable, etc.). C’est pourquoi les tout terrain sont dotés d’une commande de blocage du différentiel interponts. La progression avec différentiel bloqué doit s’effectuer en souplesse, sous peine d’appliquer brutalement aux arbres de transmission un couple trop élevé, qui risque de les fausser ou de détériorer leurs joints à cardan.
Chacun de arbres de transmission relie la sortie du différentiel inter-ponts à l’un des deux différentiels d’essieux. Ces derniers peuvent aussi comporter une commande de blocage ; c’est fréquemment le cas pour le différentiel arrière, plus rarement pour le différentiel avant.
| Les arbres de transmission |
| Symétriques, mais non pas identiques, les deux arbres de transmission relient la sortie du différentiel de la boîte de transfert (inter-ponts), d’une part au pont AV et d’autre part au pont AR. |
| Arbre de transmission avant |
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| Arbre de transmision arrière |
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Les véhicules spécialement conçus pour progresser en terrain difficile, comme les Land Cruiser de Toyota, sont équipés d’organes de transmission très robustes, assurant une large marge de sécurité. En effet, en position 4x4 "L" (gamme à vitesses lentes), le couple transmis par les arbres de transmission est doublé. Or, sur la version Toyota HDJ 80, le moteur 6 cylindres Turbo délivre un couple atteignant 36 m.daN à 1 800 tr/mn. II est rare cependant que les arbres de transmission soient vrillés sous l’effet d’un effort anormal.
| Inspection et contrôles | |
| Contrôlez d’abord l’aspect visuel extérieur des arbres. Vérifiez l’état des roulements de chaque croisillon (1) ; remplacez le roulement si son jeu axial dépasse 0,05 mm. Contrôlez l’ovalisation de chaque arbre, à l’aide d’un comparateur (2). | |
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| 1 Maintenez fermement l’arbre d’une main et faites tourner l’étrier de ’autre main pour apprécier le jeu du roulement. | 2 Posez l’arbre sur des ’V" rectifiés et faites-le tourner sous le toucheau du comparateur, en reprenant la mesure en 4 ou 5 emplacements le long de l’arbre. L’ovalisation ne doit pas dépasser 0,8 mm. |
En revanche, un arbre peut être faussé par un choc lors du passage sur une grosse pierre ou une souche d’arbre. Généralement, les joints à cardan des arbres de transmission subissent en premier les effets néfastes d’une utilisation intensive en tout terrain. Chaque arbre comporte un joint à cardan à chacune de ses extrémités, ce qui assure une transmission homocinétique. L’usure des joints ou la déformation ou l’usure des cannelures se traduisent par des symptômes significatifs, qui doivent inciter à remédier au plus vite à leurs causes.
| Repères d’alignement | |||
| Afin de pouvoir remonter les pièces dans une position correcte, tracez, avant de désassembler chaque élément, des repères face à face. Utilisez pour cela du rouge à ongles ou, à défaut, une pointe en laiton ; mais évitez de tracer les repères avec une pointe en acier : la rayure induirait une amorce de rupture. | |||
| Dépose du roulement de croisillon | Démontage du manchon | Dépose des brides d’accouplement | |
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Un bruit de claquements, très audible lors d’accélérations ou décélérations brutales, peut provenir d’une usure des cannelures du manchon ou d’une usure, voire d’un blocage, d’un roulement de croisillon d’un joint à cardan. Des vibrations de la transmission, sensibles surtout à vitesse élevée (donc en gamme de vitesses "H"), peuvent provenir d’une ovalisation ou d’un déséquilibre de l’arbre, ou encore d’une usure excessive des cannelures de l’étrier de manchon.
L’équilibrage de l’arbre de transmission doit être effectué à l’aide d’une machine spéciale : il faut donc confier cette opération à un spécialiste du réseau Toyota. Pour les autres avaries, le remplacement des pièces usées suffit normalement à remédier aux symptômes constatés. Systématiquement, ne vous limitez pas à rénover l’un des arbres sans au moins contrôler l’état du second. Il est fort probable, en effet, qu’une usure anormale d’un élément d’un arbre ait provoqué une sollicitation excessive de l’autre, surtout si le véhicule a été couramment utilisé avec le différentiel inter-ponts bloqué. Mieux vaut donc déposer les deux arbres pour les examiner.
Néanmoins, déposez les arbres l’un après l’autre, à moins que vous ne disposiez d’une fosse ou d’un pont-élévateur qui permet de travailler en toute sécurité sous le véhicule. Levez le côté où le symptôme d’avarie a été décelé, et calez-le soigneusement sur des chandelles. Calez également les roues restant au sol, avec des cales placées de part et d’autre de chaque roue. Commencez par tracer des repères d’alignement sur les brides des joints à cardan et sur les deux parties coulissantes de l’arbre. Déposez d’abord les 4 boulons de fixation de la bride du joint sur la sortie de pont.
| Dépose des roulements des croisillons | |
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Après avoir repéré l’alignement de l’étrier de manchon et de la bride, enfoncez les cuvettes extérieures du roulement (1) et déposez les joncs d’arrêt (2). Extrayez le roulement de la bride (3). Chassez la cuvette extérieure (4) de chaque roulement et reposez-la sur le croisillon (5). Extrayez le roulement de l’étrier (6), puis sortez sa cuvette (7). | |
 | 1 Enfoncez les cuvettes extérieures en tapotant avec un marteau et un jet en bronze. |
 | 2 En faisant levier avec deux tournevis, sortez les 4 joncs d’arrêt des gorges du croisillon. |
 | 3 À l’aide d’un extracteur à griffes, sortez le roulement, en veillant à ne pas l’endommager. |
 | 4 Prenez la cuvette à l’extérieure du roulement dans un étau et tapotez la bride avec un marteau. |
 | 5 Replacez les deux cuvettes extérieures des roulements sur le croisillon. |
| 6 Déposez le roulement de étrier, à l’aide d’un extracteur à griffes. |
 | 7 La cuvette extérieure étant serrée dans l’étau, Chassez l’étrier à petits coups de marteau. |
Déposez ensuite les boulons de la bride qui se trouve du côté de la boîte de transfert, tout en retenant l’arbre d’une main pour l’empêcher de chuter brutalement. Placez l’arbre sur l’établi, sous un éclairage violent, et procédez à un premier examen visuel. Si les deux éléments de l’arbre portent les traces de chocs violents (méplats, entailles) ou que le tube principal apparaît vrillé, mieux vaut alors remplacer l’arbre complet. Contrôlez l’état des roulements des croisillons des joints à cardan et leur niveau d’usure. Mesurez également le jeu axial de ces roulements, à l’aide du comparateur.
Si l’un des deux roulements doit être remplacé, mieux vaut changer les deux roulements situés à chacune des extrémités de l’axe de croisillon le second a certainement déjà souffert de l’usure du premier. Placez l’arbre sur les "V" de mesure, eux-mêmes posés sur une forte tôle métallique bien plane. A l’aide du comparateur, placé sur son pied-potence, relevez l’ovalisation de l’arbre, tous les 5 cm environ. Si l’ovalisation dépasse 0,8 mm, remplacez l’arbre complet.
| Remontage des croisillons | ||
| Appliquez une couche de graisse sur le croisillon et les roulements (1). Replacez l’étrier et la bride (2). Montez le roulement neuf sur le croisillon (3). Posez les joncs d’arrêt permettant d’obtenir un jeu axial de O à 0,05 mm (voir tableau ci-dessus) (4). Reprenez le jeu entre cuvette et jonc d’arrêt (5) et assurez-vous que le roulement tourne avec un jeu correct (6). | ||
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| 1 Appliquez une graisse universelle sur les roulements et le croisillon, sans excès. | 2 Alignez les repères tracés sur la bride et l’étrier au moment du démontage. | 3 Serrez le croisillon dans l’étau et emmanchez chaque roulement à l’aide de l’extracteur, retenu avec une clé. |
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| 4 Placez dans chaque gorge un jonc d’épaisseur identique, après avoir ajusté la position des roulements pour obtenir un jeu symétrique. | 5 Tapotez sur l’étrier jusqu’à ce qu’il n’y ait plus de jeu entre la cuvette extérieure du roulement et le jonc d’arrêt. | 6 Assurez-vous que le roulement tourne sans point dur ; son jeu axial ne doit pas dépasser 0,05 mm. |
Tracez d’abord des repères d’alignement sur l’étrier du manchon et sur le corps de l’arbre. Faites guisser l’étrier de manchon hors de l’arbre. De même, tracez des repères d’alignement sur l’étrier de manchon et sur la bride, avant de démonter le joint à cardan. Pour démonter le joint à cardan, enfoncez d’abord les cuvettes extérieures des roulements du croisillon, à l’aide d’un jet en bronze ou en aluminium et d’un marteau. Déposez ensuite les joncs d’arrêt chaque joint en comporte quatre, logés respectivement à chacune des extrémités des axes du croisillon. Ces joncs n seront pas réutilisés, mais remplacés par des neufs au remontage.
Déposez d’abord les roulements de la bride, à l’aide d’un extracteur à deux griffes. Déposez ensuite chaque cuvette extérieure, à l’étau, en tapotant sur la bride placez les deux cuvettes sur les axes du croisillon. Extrayez ensuite chacun des roulements de l’étrier, à l’aide du même extracteur à griffes, et déposez les cuvettes extérieures à l’étau, comme pour celles des roulements de bride. Ne réutilisez les roulements déposés qu’après vous être assuré qu’ils sont en parfait état ; dans ce cas, débarrassez-les de leur graisse usagée et enduisez-les très légèrement de graisse neuve.
| Montage des graisseurs | |
 Lors du remontage dés arbres de transmission, veillez à respecter l’implantation des graisseurs. Appliquez ensuite de la graisse dans chacun d’eux, à l’aide d’une pompe à graisse, jusqu’à ce que celle-ci commence à déborder autour de la bague d’étanchéité correspondante (ci-contre). | |
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| Arbre de transmission avant | Arbre de transmission arrière |
Enduisez également de graisse les quatre portées des axes du croisillon. Si ces portées sont rayées ou manifestement ovalisées, remplacez le croisillon. Examinez également l’état des portées des tourillons de la bride. Veillez à respecter l’alignement des repères tracés lors du démontage, sur l’étrier et la bride.
Placez le croisillon dans la bride et montez les roulements sur les axes du croisillon. Utilisez l’extracteur pour centrer les roulements, de façon que les gorges d’extrémité de croisillon aient la même largeur. Relevez cette largeur, à l’aide d’un jeu de jauges d’épaisseur, et calculez l’épaisseur des joncs à monter. Placez les joncs et reprenez le jeu. Remontez le manchon sur l’arbre, puis reposez l’arbre sur le véhicule.
