Au fil des ans, les systèmes de direction ont évolué et ont parcouru un long chemin par rapport à ce qu'on obtenait avec les premiers véhicules. La plupart des gens ne connaissent pas le type de systèmes de direction que leurs véhicules utilisent. C'est pourquoi ils n'ont pas optimisé les avantages qui viennent avec les systèmes de direction de leur véhicule. Cet article se concentrera donc sur le boîtier de direction par rapport à la crémaillère et le pignon afin que le fonctionnement des systèmes de direction soit mieux compris.
Pourquoi est-il important de comprendre le fonctionnement du système de direction de votre véhicule ? Simple.
Un véhicule n'est rien sans un système de direction qui permet au conducteur de contrôler son mouvement. Le fait est que l'efficacité des systèmes de direction automobile affecte principalement la sécurité des passagers et la douceur de l'expérience de conduite. Vous tirerez le meilleur parti de votre système de direction et aurez finalement une meilleure expérience de conduite lorsque vous comprendrez comment votre voiture est dirigée.
Le boîtier de direction est l'un des systèmes de direction les plus anciens, et on le trouve encore dans les plus gros véhicules que nous voyons autour, par exemple, les gros VUS et les camions lourds. Pour mieux comprendre comment fonctionne ce système, nous devons comprendre ce qu'est un boîtier de direction. Le boîtier de direction est un composant mécanique qui traduit les révolutions du volant en un mouvement rectiligne de la timonerie de direction du véhicule.
Les boîtiers de direction sont souvent enfermés dans une boîte d'où le nom de "boîte de direction". Cette boîte de direction contient les engrenages qui permettent la transmission des entrées de direction dans la tringlerie et d'autres composants qui font tourner et fonctionner correctement les roues. Il augmente essentiellement les changements de direction afin que les roues avant se déplacent plus rapidement que le volant. Selon le type de boîte de direction, ceci est réalisé en multipliant la force de braquage et en transférant cette force à la tringlerie de direction.
Alors, comment fonctionne la boîte de direction ? L'un des engrenages de la boîte de direction est l'engrenage à vis sans fin qui a un bloc de métal avec un trou fileté. Les filets de ce trou comportent de nombreux roulements à billes qui réduisent la friction tout en réduisant le jeu dans l'engrenage. Le bloc est conçu avec des dents d'engrenage à l'extérieur, qui enclenchent un engrenage qui déplace le bras du pitman d'avant en arrière. Le trou fileté abrite une tige filetée qui est à son tour reliée et tournée par le volant. Cette tige filetée est conçue de telle manière (elle est fixe) qu'elle tourne lorsque le volant bouge. Ceci, à son tour, entraîne l'engrenage qui déplace les roues du véhicule.
La boîte de direction est livrée avec différents rapports, qui déterminent le nombre de fois que le conducteur tourne le volant pour faire tourner les roues avant. Il y a la boîte à rapport large où le conducteur doit tourner le volant pendant 4,5 tours avant que les roues avant ne tournent de butée à butée. D'autre part, le boîtier de direction à rapport rapproché ne prend que 3 tours pour que le volant passe de butée à butée. Évidemment, avec des rapports larges, le conducteur doit faire plus de travail pour faire tourner les roues, tandis que l'option de rapports rapprochés facilite la manœuvre du véhicule.
L'anneau, qui génère la résistance de la boîte de direction, peut également être modifié selon vos besoins une fois que le bon mécanicien l'a fait. Lorsque l'opposition n'est pas correctement réglée, vous obtenez un mauvais retour de la direction et l'expérience de conduite en est affectée.
Alors, comment fonctionne une boîte de vitesses de direction assistée? Avec ce type de boîtier de direction, l'hydraulique assiste le mouvement du volant en appliquant une pression sur le système de direction. Une pompe hydraulique fixée au moteur génère une pression de fluide qui est libérée lorsque le conducteur tourne le volant, réduisant ainsi l'effort de direction.
Les systèmes de boîtier de direction sont assez anciens et, comme toutes les vieilles choses, un homologue plus récent les a pratiquement supprimés. Le fait qu'ils soient toujours utilisés est un indicateur de certains avantages qu'ils offrent aux constructeurs automobiles. D'un autre côté, ils ne seraient pas moins populaires maintenant s'ils n'avaient pas quelques inconvénients.
Cela dit, regardons les avantages et les inconvénients du boîtier de direction.
Vous pouvez facilement modifier la course de la direction en fonction de vos besoins en modifiant la longueur du bras Pitman. Le boîtier de direction présente un grand avantage mécanique, c'est pourquoi il est préférable pour les gros véhicules. Il est également relativement stable et semble plus solide, compte tenu de sa conception robuste. Il est également relativement facile à régler pour éliminer tout jeu. Une boîte de direction est idéale pour une conduite sans effort où il y a peu ou pas besoin de virages, comme la conduite sur l'autoroute. Il est installé dans les zones du véhicule où il est moins susceptible d'être endommagé. Dans certains scénarios, le véhicule aura toujours une sorte de contrôle de direction malgré les dommages aux liaisons.
Le système de boîtier de direction est composé de plusieurs pièces mobiles, il y a donc un risque accru de frottement en raison d'un grand nombre de points d'usure. Ce grand nombre de composants est la cause de la plupart des problèmes de boîtier de direction car il rend également le système de direction relativement lourd et moins efficace. De par le rapport de braquage élevé qu'il propose, le boîtier de direction demande beaucoup d'efforts de braquage, comme en témoignent les bruits de braquage en virage. Un autre problème est que le prix du boîtier de direction est élevé.
La plupart des véhicules modernes utilisent le système d'engrenage à crémaillère et pignon. Certains exemples de crémaillère et pignon incluent les voitures, les autobus, les VUS et les camions. Comme son nom l'indique, il est composé d'un pignon et d'une crémaillère. Le système à pignon et crémaillère transforme simplement le mouvement de rotation en mouvement droit et direct. Cela explique probablement pourquoi il est devenu de plus en plus populaire dans l'industrie automobile au fil des ans.
Ce système de direction est populaire en raison de sa commodité, qui lui permet d'être utilisé sur des véhicules à roues avant avec une suspension de volant indépendante. La conception de la crémaillère et du pignon est incroyablement simple car il s'agit essentiellement d'un engrenage attaché à une barre (dentée) qui est liée à un groupe de tirants. Les systèmes à pignon et crémaillère peuvent être des systèmes d'alimentation manuels ou à assistance variable, mais la plupart sont assistés.
Avec l'option manuelle, l'extrémité de l'arbre du boîtier de direction contient un pignon qui est interconnecté à une longue crémaillère qui est fixée aux bras de direction par des tirants réglables.
Les véhicules équipés d'options de crémaillère et de pignon de direction assistée ont une conception différente. Ici, deux tubes en acier montés sur le côté de la crémaillère sont conçus pour effectuer des fonctions de direction (virage à droite et à gauche) tout en servant de conduites de pression et de retour.
Comment fonctionnent alors les systèmes à crémaillère ? Avec le système manuel, il y a un ensemble d'engrenages à crémaillère et pignon enfermé dans un tube métallique de sorte que les deux extrémités de la crémaillère s'étendent à partir du tube. Cet ensemble d'engrenages est conçu pour faire deux choses. Il est conçu pour transformer le mouvement de rotation du volant en un mouvement direct qui fait tourner les roues avant. Il est également conçu pour réduire l'effort nécessaire pour faire tourner les roues. Il le fait en fournissant une réduction de vitesse. Étant donné que le pignon est lié à l'arbre de direction, le pignon tourne et déplace la crémaillère lorsque le volant est tourné. Ce mouvement est ensuite transmis aux tirants, qui font tourner les fusées d'essieu sur leurs rotules. En fin de compte, les roues du véhicule se déplacent d'un côté à l'autre en fonction de la direction dans laquelle le véhicule est dirigé. C'est pour l'option manuelle.
Avec l'option de direction assistée, le système est également livré avec un cylindre qui contient un piston qui est connecté aux deux côtés de la crémaillère assistée. Dans ce cas, la crémaillère est alimentée par l'action du liquide de direction haute pression sur le piston.
Quelle que soit l'option, le système de direction à pignon et crémaillère est incroyablement simple et très efficace. Bien que le système à crémaillère et pignon soit largement utilisé dans l'industrie automobile, d'autres applications à crémaillère et pignon incluent les portails, les voies ferrées et les ascenseurs.
Voici quelques-uns des avantages et des inconvénients du système à pignon et crémaillère
La crémaillère et le pignon sont très populaires car vous pouvez les trouver dans la plupart des véhicules modernes. Cela est principalement dû aux avantages qu'il présente par rapport au système de boîtier de direction. Cependant, comme avec tous les engins mécaniques, il n'est pas sans défauts. Cette section de l'article se concentre sur les avantages et les inconvénients de l'utilisation d'un système de direction à pignon et crémaillère dans votre véhicule.
Le système de direction à pignon et crémaillère a une conception simple qui est tout aussi compacte que son efficacité de transmission est élevée. Comme il est composé de moins de pièces, les points d'usure sont moins nombreux et donc les risques de frottement sont réduits. L'implication est que la réparation de la crémaillère et du pignon sera de moins en moins fréquente. Le prix des systèmes de direction à crémaillère et pignon est bas car il comporte moins de pièces avec de faibles coûts de fabrication et est relativement facile à produire. Étant donné que le véhicule est plus léger en raison du système de direction à pignon et crémaillère, sa consommation d'essence est améliorée.
Les systèmes de direction à pignon et crémaillère offrent des rapports de direction inférieurs et plus de contrôle sur le véhicule puisque moins d'effort est nécessaire pour diriger le véhicule. De plus, le mouvement direct du tirant intérieur est également excellent pour la géométrie.
L'un des inconvénients du système de direction à crémaillère et pignon est qu'il y a moins de débattement disponible car le nombre de dents pouvant être taillées dans la crémaillère est limité. Une autre chose est qu'il pourrait être un peu difficile de moderniser ce système de direction dans l'une des voitures plus anciennes. Si cette tâche n'est pas gérée correctement, vous courez le risque d'une mauvaise gestion.
Le boîtier de direction était le système de direction automobile de choix avant que le système à pignon et crémaillère ne vole la vedette vers les années 1980. Bien qu'il existe encore des systèmes de boîtiers de direction, presque tous les véhicules que vous voyez de nos jours fonctionnent avec un système à pignon et crémaillère. Et cela est principalement dû aux différences entre les deux systèmes de direction. Comme avec la plupart des produits, les nouveaux systèmes à pignon et crémaillère sont une amélioration considérable par rapport à l'ancien boîtier de direction. La comparaison du boîtier de direction avec la crémaillère et le pignon est similaire à une comparaison entre crémaillère et pignon à recirculation de billes, car le système à recirculation de billes est essentiellement un boîtier de direction. Cela dit, regardons les points de différence entre le boîtier de direction et les systèmes à pignon et crémaillère.
Tout d'abord, le système de boîte de direction utilise beaucoup plus de pièces de direction que le système de direction à pignon et crémaillère (bras centraux, bras de renvoi, manchons de biellette et bras de Pitman, entre autres). Bien que cela rende le boîtier de direction beaucoup plus solide que son homologue, ces pièces supplémentaires le rendent assez lourd. Ensuite, il y a aussi le risque accru de friction dû au contact de tant de composants les uns avec les autres.
Quoi de plus? Le boîtier de direction a une tringlerie différente de celle qui fonctionne dans le système à crémaillère et pignon, de sorte qu'ils ont des opérations différentes. Avec la boîte de direction, le volant est lié à un boulon fileté qui tourne lorsque le volant est tourné. C'est différent avec le système à crémaillère et pignon où tourner le volant fait tourner le pignon qui fait bouger la crémaillère de gauche à droite.
Ce n'est pas là que s'arrêtent les différences. En raison du nombre relativement important de pièces mobiles impliquées dans le système de boîtier de direction, il y a plus de déplacement et un rapport de direction plus élevé. Ce n'est pas le cas du système à crémaillère et pignon, qui a un rapport de direction amélioré et est donc plus réactif lors de la direction. Le système de direction à pignon et crémaillère bénéficie d'une conception plus simple, ce qui le rend plus rentable pour les constructeurs automobiles (tout cela grâce à la possibilité d'automatiser la production de ses pièces). Lorsque vous tenez compte du nombre de composants et de la taille du système à crémaillère et pignon, il est facile de comprendre pourquoi de plus en plus de constructeurs automobiles optent pour le système à crémaillère et pignon, en particulier lorsqu'il est beaucoup plus facile à construire pour répondre aux besoins spécifiques des véhicules.
Le système de direction à pignon et crémaillère a révolutionné le système de direction car il a changé la façon dont les véhicules sont fabriqués. Les constructeurs automobiles peuvent désormais fabriquer des voitures plus économiques et plus faciles à diriger. Ceci est impossible à réaliser avec le système de direction du boîtier de direction.
Le système de direction le plus courant est le système à crémaillère et pignon. Il s'agit d'un système simple dans lequel un ensemble d'engrenages à crémaillère est enfermé dans un tube métallique. Chaque extrémité de la crémaillère sort du tube et est reliée au tirant. Le pignon est également relié à l'arbre de direction, donc lorsque le volant est tourné, l'engrenage tourne et la crémaillère se déplace. Ce mouvement est transmis aux tirants, qui font tourner les fusées d'essieu sur leurs rotules. Ainsi, les roues du véhicule se déplacent dans le sens de la direction du véhicule. Le système à pignon et crémaillère se trouve couramment sur les voitures, les petits camions et les VUS.
Non. Ils sont différents. Ils ont des conceptions différentes et, en tant que telles, des opérations différentes. Les systèmes de boîte de direction ont plus de composants, sont plus lourds et généralement moins faciles à manipuler que les systèmes à pignon et crémaillère. Le système à pignon et crémaillère a une conception simple et est plus compact.
Les deux principaux types de boîtiers de direction comprennent :
Ver et secteur : Ce boîtier de direction est constitué d'un axe de volant qui comporte une vis (appelée "vis sans fin"). Il est également livré avec un engrenage de section qui monte et descend lorsque le volant tourne. Lorsque l'engrenage de la section se déplace, il active un bras pitman qui fait tourner les roues.
Ver et rouleau :avec ce boîtier de direction, un galet (qui remplace le pignon de section) est lié à l'arbre transversal. Ainsi lorsque le volant tourne, la vis sans fin tourne et fait tourner le galet. Par conséquent, l'arbre transversal se tord et déplace la bielle pendante, ce qui force un changement de direction des roues.
Il n'est pas recommandé de conduire un véhicule avec une crémaillère et un pignon défectueux. En effet, une mauvaise crémaillère et pignon vous empêchera d'obtenir la bonne quantité de contrôle nécessaire pour conduire votre véhicule en toute sécurité. Il y aura tellement de jeu libre qu'il sera difficile de diriger le véhicule en ligne droite, ce qui peut être dangereux pour vous et les autres usagers de la route.
La direction à crémaillère et pignon est plus simple que le système de direction à recirculation de billes, qui comporte plus de pièces. Il y a donc moins de friction avec la crémaillère et le pignon, et la direction est plus réactive et compacte, ce qui vous procure une meilleure expérience de conduite. Le système à pignon et crémaillère est également plus léger et plus efficace que le système à recirculation de billes. Étant donné que le système à pignon et crémaillère utilise moins de pièces et est donc relativement léger, il est beaucoup plus facile à installer dans les véhicules.
Après avoir lu jusqu'ici dans cet exposé sur le boîtier de direction par rapport à la crémaillère et le pignon, vous devriez avoir une meilleure compréhension du fonctionnement des deux systèmes de direction. Beaucoup de gens qui sont sur le point d'avoir une voiture (même ceux qui en ont actuellement une) sont souvent préoccupés par des choses comme le type de transmission, l'économie de carburant, le kilométrage, l'esthétique, etc. La plupart des gens se soucient moins du système de direction du véhicule parce qu'ils n'apprécient pas pleinement son importance pour leur sécurité et l'expérience de conduite.
J'espère que vous serez en mesure de prendre des décisions éclairées après avoir lu cet article. Votre système de direction est une partie essentielle de votre véhicule et doit être pris au sérieux. Obtenez une inspection pour savoir ce qu'il y a sous le capot et comment en tirer le meilleur parti.
