Un système de direction à crémaillère et pignon se compose d'un pignon (un engrenage circulaire) avec une crémaillère (un engrenage linéaire). Le système fonctionne en convertissant le mouvement rotatif en mouvement linéaire. La plupart des voitures, des petits camions et des VUS sont équipés d'un système de direction à pignon et crémaillère et non de la direction à recirculation de billes que l'on trouve dans les gros camions, les gros VUS et les autres véhicules lourds.
Avec la direction à crémaillère et pignon, la rotation du pignon provoque un mouvement linéaire de la crémaillère, faisant tourner les roues du véhicule vers la gauche ou vers la droite. Les systèmes à pignon et crémaillère sont des composants courants sur les chemins de fer. Entre les rails des trains se trouvent des crémaillères qui interagissent avec les pignons fixés aux locomotives et aux wagons pour aider les trains à monter des pentes abruptes.
Bien qu'un système à pignon et crémaillère puisse sembler compliqué, il s'agit simplement d'un engrenage fixé à une barre dentée. La barre se fixe à un ensemble de tirants. Une crémaillère génératrice est un contour de crémaillère utilisé dans la conception d'un outil générateur tel qu'une fraise-mère ou une fraise à engrenages pour indiquer les détails et les dimensions des dents.
Les entraînements linéaires simples consistent souvent en une combinaison de crémaillère et de pignon. La rotation de l'arbre du pignon est entraînée à la main ou par un moteur pour produire un mouvement linéaire.
Alors que le système de direction à pignon et crémaillère est utilisé par les constructeurs automobiles américains depuis moins de 50 ans, dans d'autres pays, le concept est vieux de près d'un siècle.
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La direction à pignon et crémaillère utilise un ensemble d'engrenages pour convertir le mouvement circulaire du volant en mouvement linéaire nécessaire pour faire tourner les roues. Il offre également une démultiplication pour faire tourner les roues plus facilement.
Il fonctionne en enfermant la crémaillère et le pignon dans un tube métallique, chaque extrémité de la crémaillère dépassant du tube et reliée à une tige axiale. Le pignon est fixé à l'arbre de direction de sorte que lorsque vous tournez le volant, l'engrenage tourne et la crémaillère se déplace. La tige axiale à chaque extrémité de la crémaillère de direction est reliée à l'extrémité de la biellette, qui est fixée à la broche.
Le jeu d'engrenages à pignon et crémaillère a deux fonctions principales :
Un rapport de direction est défini comme le rapport entre la distance de rotation du volant et la rotation des roues. Par exemple, si un virage à 360 degrés du volant fait tourner les roues d'une voiture de 20 degrés, alors le rapport de direction de cette voiture est de 18:1 (360 divisé par 20).
Un rapport de direction plus élevé nécessite plus de tours de volant pour faire tourner les roues. Un rapport de direction inférieur est souhaitable car il indique une direction plus réactive.
Les voitures de sport légères ont tendance à avoir un rapport de direction inférieur à celui des grosses voitures et camions. Grâce à la direction assistée, tous les véhicules grand public ont un rapport de direction amélioré.
Il existe deux principaux types de systèmes de direction à crémaillère :
Lorsqu'un système à pignon et crémaillère est connecté à un système de direction assistée, la conception change légèrement. Un cylindre avec un piston au milieu est placé dans la crémaillère. Il y a du liquide des deux côtés du piston. Lorsqu'une pression est appliquée au fluide d'un côté du piston, cela force le piston à se déplacer, ce qui fait tourner la crémaillère de direction et aide à la direction.
Il existe plusieurs façons de savoir si votre appareil à gouverner est défaillant, comme un bruit excessif, un mouvement, un effort ou des fuites.
Lorsque vous tournez le volant et qu'il semble être plus lâche ou plus serré que le reste de la crémaillère, vous pouvez avoir un méplat ou une encoche dans la direction. L'errance peut être associée à cet endroit, généralement lorsque les roues sont pointées droit devant.
Cela indique généralement un point usé dans les dents de la crémaillère, qui devra être remplacé, comme avec cette crémaillère et pignon de direction assistée remis à neuf.
Un effort de direction excessif indique généralement un défaut du servomoteur. Pour résoudre ce problème, vérifiez et ajustez le niveau d'huile de direction assistée et recherchez des bruits anormaux dans la pompe de direction assistée. Outre les problèmes de pompe, les fuites internes peuvent entraîner un effort excessif lors de la direction à gauche ou à droite.
Les fuites de fluides externes sont un autre problème courant avec les systèmes de direction hydraulique à pignon et crémaillère. La zone d'assistance électrique du boîtier de direction est plutôt petite, mais il existe plusieurs joints qui maintiennent le fluide dans le système.
Malheureusement, ces joints sont si inaccessibles que de nombreux ateliers de réparation choisissent simplement d'installer une unité de remplacement remise à neuf lors du traitement de la fuite. De plus, les fuites de liquide peuvent entraîner un effort de direction excessif et endommager la pompe de direction assistée, ce qui ajoute considérablement à la complexité de la réparation.
Les fuites de crémaillère et de pignon sont souvent coûteuses à réparer car les joints sont difficiles à entretenir, même par un mécanicien. La plupart des fuites sont résolues en remplaçant l'ensemble du système à crémaillère et pignon pour s'assurer que le système fonctionne correctement. Une alternative est un produit "anti-fuite de direction assistée".
Les fuites de crémaillère et de pignon peuvent être frustrantes et difficiles à comprendre pourquoi les mécaniciens facturent autant d'argent pour les réparer. Les systèmes de direction à pignon et crémaillère sont souvent utilisés dans les voitures de sport et autres véhicules proches du sol ou disposant de peu d'espace devant le véhicule.
Ces systèmes sont plus couramment utilisés dans ces situations car ce sont des systèmes relativement compacts et ne nécessitent pas de connexions complexes comme les systèmes de boîtier de direction de la plupart des camions.
Il est important de savoir ce qui se passe lorsque la crémaillère et le pignon sont épuisés. Lorsqu'un pignon est sur le point de tomber en panne, la direction peut être très difficile. Cependant, si une crémaillère ou un pignon tombe en panne, vous perdez le contrôle complet de la direction.
Il est extrêmement dangereux qu'une crémaillère ou un pignon s'épuise, car le système de direction assistée de votre véhicule utilise la pompe de direction assistée pour pressuriser le liquide de direction assistée et l'acheminer vers votre crémaillère et votre pignon.
Ce fluide à haute pression aide la crémaillère à se déplacer lorsque le volant est tourné, de sorte qu'il ne vous sera pas si difficile de tourner les roues lorsque votre véhicule se déplace lentement ou lorsque votre véhicule s'arrête. Comme tout système hydraulique à haute pression, le système de direction assistée utilisé avec la crémaillère et le pignon peut fuir.
Il est possible que l'un des tuyaux ou conduites de votre système de direction assistée commence à fuir soit au niveau du joint, soit à cause de fissures dans la zone en caoutchouc flexible. Cependant, il est plus probable que votre système de direction assistée développe une fuite de l'un des joints sur la crémaillère et le pignon.
Il y a un joint à l'endroit où votre colonne de direction entre dans l'ensemble de crémaillère et un joint à l'endroit où chaque tirant est fixé. Chacun de ces joints doit contenir le liquide de direction assistée haute pression tandis que la colonne de direction peut tourner et que les tirants peuvent également se déplacer. Au fil du temps, ces joints peuvent se dessécher, rétrécir, se fissurer ou se desserrer et provoquer une fuite.
Il est possible que l'un des tuyaux ou des conduites de votre système de direction assistée commence à fuir soit au niveau de la connexion, soit en raison de la fissuration de la section en caoutchouc flexible. Cependant, il est plus probable que votre système de direction assistée développe une fuite au niveau de l'un des joints de votre crémaillère et pignon.
Il y a un joint où votre colonne de direction entre dans l'ensemble crémaillère et pignon, puis un joint où chaque tirant se fixe. Chacun de ces joints doit contenir le liquide de direction assistée à haute pression tout en permettant à la colonne de direction de tourner et aux tirants de se déplacer également. Au fil du temps, ces joints peuvent se dessécher, rétrécir, se fissurer ou se décoller, provoquant une fuite.
Pour trouver votre fuite de crémaillère vous pouvez vérifier ces trois joints relativement facilement. La seule partie difficile est de s'installer sous votre véhicule, mais si vous avez des rampes ou des crics et chandelles qui peuvent être facilement réalisés, assurez-vous simplement que votre véhicule est sécurisé avant de ramper dessous !
La crémaillère et le pignon doivent être l'un des composants les plus bas de votre véhicule et se trouveront probablement juste sous le carter d'huile de votre moteur.
La raison pour laquelle les fuites de crémaillère et de pignon sont si coûteuses à réparer est que les joints ne sont souvent pas réparables, même par un mécanicien. La plupart des fuites de crémaillère et de pignon nécessiteront le remplacement de l'ensemble de la crémaillère et du pignon, même si la plupart fonctionnent très bien.
La bonne nouvelle est que vous avez une autre alternative à un remplacement coûteux. Vous pouvez restaurer simplement et rapidement les joints de votre crémaillère et pignon sans jamais les retirer.
L'ajout d'un anti-fuite de direction assistée Blue Devil à votre réservoir de direction assistée aujourd'hui commencera à sceller immédiatement les fuites de votre direction assistée et est garanti de sceller définitivement votre fuite de crémaillère et de pignon dans les quelques jours suivant la conduite.
Blue Devil Power Steering Stop Leak est spécialement formulé pour revitaliser et restaurer les joints de votre crémaillère de direction assistée en les ramenant à leur taille et fonction d'origine pour sceller votre fuite. Blue Devil Power Steering Stop Leak n'endommagera pas ou n'obstruera pas votre crémaillère et votre pignon et peut rester en toute sécurité dans votre système jusqu'à votre prochaine vidange de direction assistée programmée.
Un système de direction à crémaillère et pignon se compose d'un pignon (un engrenage circulaire) avec une crémaillère (un engrenage linéaire). Le système fonctionne en convertissant le mouvement rotatif en mouvement linéaire. La plupart des voitures, des petits camions et des VUS sont équipés d'un système de direction à pignon et crémaillère et non de la direction à recirculation de billes que l'on trouve dans les gros camions, les gros VUS et les autres véhicules lourds.
La direction à pignon et crémaillère utilise un ensemble d'engrenages pour convertir le mouvement circulaire du volant en mouvement linéaire nécessaire pour faire tourner les roues. Le pignon est fixé à l'arbre de direction de sorte que lorsque le volant est tourné, l'engrenage tourne, déplaçant la crémaillère.
Le coût moyen de remplacement d'une crémaillère et d'un pignon se situe entre 1 440 $ et 1 734 $. Les coûts de main-d'œuvre sont estimés entre 339 $ et 427 $ tandis que les pièces coûtent entre 1 101 $ et 1 307 $. Cette gamme n'inclut pas les taxes et les frais et ne tient pas compte de votre véhicule spécifique ou de votre emplacement unique.
Si votre crémaillère et pignon de direction s'usent, la direction se sentira lâche. Vous remarquerez également que la voiture erre à grande vitesse et qu'il est difficile de la maintenir dans la voie. De plus, chaque imperfection de la route fait que votre voiture se déplace facilement de gauche à droite au lieu de rester en ligne droite.
La direction à pignon et crémaillère offre une bien meilleure sensation au conducteur lors des virages. Il faut beaucoup moins d'efforts pour tourner votre véhicule à gauche ou à droite, ce qui augmente la confiance du conducteur et la sensation dans son véhicule. Les crémaillères sont construites avec différents rapports ou démultiplications.
Lorsque vous tournez le volant, le pignon tourne, déplaçant la crémaillère. Le tirant à chaque extrémité de la crémaillère se connecte au bras de direction sur la broche. Sur un système électrique, une partie de la crémaillère contient un cylindre avec un piston au milieu et ce piston est relié à la crémaillère.
De nombreuses voitures modernes utilisent des mécanismes de direction à pignon et crémaillère, où le volant fait tourner le pignon; le pignon déplace la crémaillère, qui est un engrenage linéaire qui s'engrène avec le pignon, convertissant le mouvement circulaire en mouvement linéaire le long de l'axe transversal de la voiture (mouvement latéral).
Comment savoir si une crémaillère et un pignon doivent être remplacés ? Plusieurs signes se produiront lorsque la crémaillère de direction doit être remplacée. Un signe est une difficulté à diriger à des vitesses inférieures. Lorsque vous conduisez sur l'autoroute, une direction lâche et des secousses sur le volant sont des signes d'un mauvais support.
Le remplacement de la crémaillère de direction n'est pas physiquement difficile, mais il y a quelques étapes que vous devez suivre afin de vous assurer qu'il est fait correctement et que la réparation dure. La propreté est la clé du remplacement d'une crémaillère de direction.
En moyenne, le prix d'une nouvelle crémaillère de direction varie d'environ 100 à 500 $, selon l'année, la marque et le modèle de votre voiture. Si vous avez un budget limité, pensez à vous procurer une crémaillère de direction remise à neuf.
Outre l'alignement, une mauvaise secousse d'un nid-de-poule peut également endommager les systèmes de direction et de suspension de votre voiture. Ces systèmes comprennent des amortisseurs et des entretoises, des tirants et des embouts de tirants, des bagues, des moyeux et des roulements de roue, une crémaillère et un pignon, des barres stabilisatrices et des liens de barre stabilisatrice, etc.
Les symptômes d'une pompe de direction défectueuse incluent :
Le train d'engrenages à crémaillère fait deux choses :il convertit le mouvement de rotation du volant en mouvement linéaire nécessaire pour faire tourner les roues. Il fournit une réduction de vitesse, ce qui facilite la rotation des roues.
Dites à l'assistant de déplacer la roue très lentement et de s'arrêter lorsque vous appelez. Appelez quand vous voyez la tige de suivi bouger. S'il y a plus de 1/2 po (13 mm) de mouvement dans le volant, vérifiez le jeu au niveau de la crémaillère de direction et aux extrémités de la biellette. Il devrait y avoir très peu de jeu dans un système de crémaillère de direction.
Un système de direction à pignon et crémaillère vous donne une meilleure "sensation de la route", ce qui rend ce type de conduite un peu plus facile. Il vous donne une rétroaction plus rapide et meilleure qu'un système standard.
Les fuites de crémaillère et de pignon sont souvent coûteuses à réparer car les joints sont difficiles à entretenir, même par un mécanicien. La plupart des fuites sont résolues en remplaçant l'ensemble du système à crémaillère et pignon pour s'assurer que le système fonctionne correctement. Une alternative est un produit "anti-fuite de direction assistée".
La piste sera plus facile à ressentir grâce à la direction à pignon et crémaillère, mais les conducteurs pourraient aspirer au confort d'un boîtier de direction à mesure que de nouveaux circuits routiers sont ramenés.
Une crémaillère et un pignon sont utilisés lors de la conversion d'un mouvement de rotation en mouvement linéaire (ou vice versa). Un engrenage en forme de barre avec un rayon infini (surface plate) d'un engrenage cylindrique est appelé une crémaillère, et un engrenage droit engrené est appelé un pignon.
S'il y a une fissure dans une conduite, la crémaillère et le pignon de direction assistée peuvent tomber en panne. Connexions desserrées :avec l'utilisation, les connexions du système peuvent se desserrer. Les vibrations de l'automobile et ses déplacements peuvent faire bouger les choses. Si l'entretien ou les réparations ne sont pas effectués correctement, cela peut également entraîner des connexions desserrées.
La crémaillère et le pignon dureront jusqu'à environ 100 000 milles. Mais ils peuvent s'user et lorsqu'ils commencent à tomber en panne, vous verrez des symptômes perceptibles. Certains symptômes incluent des bruits de cliquetis lorsque vous tournez le volant, une fuite de liquide de direction assistée et un volant desserré avec beaucoup de jeu.
Dans le chemin de fer à crémaillère et pignon, une crémaillère centrale entre les deux rails s'engage avec un pignon sur le moteur permettant au train d'être tiré sur des pentes très raides. VITESSE VER :Une vis sans fin est utilisée pour réduire la vitesse. Pour chaque tour complet de l'arbre de la vis sans fin, l'arbre de l'engrenage n'avance que d'une dent de l'engrenage.
La crémaillère et le pignon sont une sorte d'actionneurs linéaires. Le mécanisme implique un rail denté fixe s'engageant avec un pignon plus petit pour créer un mouvement linéaire à partir d'un mouvement de rotation. Une fuite de crémaillère et de pignon signifie une perte de liquide de direction assistée, ce qui peut entraîner divers problèmes.
