Direction de voiture : appareil, exigences

2024 Auteur: Erin Ralphs | [email protected]. Dernière modifié: 2024-02-19 15:43

Le système de direction est l'un des plus élémentaires d'une voiture. Il s'agit d'un ensemble de mécanismes qui synchronisent la position du volant et l'angle de rotation des roues avant directrices. La fonction principale de tout véhicule est de fournir la possibilité de tourner et de maintenir la direction définie par le conducteur.

Appareil

Structurellement, la direction d'une voiture se compose de deux composants principaux. Quant aux mécanismes, ils peuvent être mis en œuvre de différentes manières.

Le volant est nécessaire pour la direction. Le conducteur à travers elle indique la direction dans laquelle la voiture se déplace. Dans les voitures modernes, le volant peut être équipé en plus de touches et de commandes pour contrôler les systèmes multimédia et de navigation. Si le conducteur remplace le système multimédia à l'avenir, un adaptateur de direction doit être acheté pour régler la radio à partir du volant. Il y a aussi un oreiller à l'intérieur de l'élémentsécurité.

La prochaine étape du système est la colonne de direction. Pourquoi est-ce? Il est nécessaire de transférer la force que le conducteur applique sur le volant au mécanisme. La pièce est un arbre avec une charnière. Le plus souvent c'est un petit cardan. Souvent, les colonnes de direction offrent une sécurité en cas de vol. Ainsi, la conception est équipée de systèmes de blocage mécaniques ou électriques. Également sur la colonne se trouve le contacteur d'allumage, tourner les leviers, allumer les lumières, les essuie-glaces.

Le mécanisme de direction reçoit la force de l'arbre de la colonne et la transforme ensuite en rotation des roues. La conception du mécanisme de direction est une boîte de vitesses avec un certain rapport de démultiplication.

Le système dispose également d'un lecteur. Il s'agit d'un système de tiges et de pointes qui prennent la force de l'arbre et la transfèrent ensuite aux pointes et au système de volant.

Même dans la plupart des conceptions de systèmes de direction, il y a un amplificateur. Peut être hydraulique ou électrique. Il faut augmenter les forces de rotation qui vont du volant aux roues. Des éléments supplémentaires peuvent également être distingués - ce sont des amortisseurs ou des amortisseurs, ainsi que divers systèmes élémentaires.

Mécanismes de direction: types

Selon la boîte de vitesses installée dans une voiture particulière, le mécanisme de direction peut être à crémaillère, à vis sans fin ou à vis. Nous examinerons chacun d'eux séparément.

Raquette

Il s'agit d'un appareil largement utilisé que la plupartvoitures modernes. L'élément principal est la crémaillère et l'engrenage. Ce dernier est constamment en prise avec la crémaillère, et il est situé sur l'arbre de direction.

Le principe de fonctionnement de ce mécanisme est le suivant. Lorsque le volant est tourné, la crémaillère se déplace vers la gauche ou vers la droite. Avec lui, les bielles de direction se déplacent, qui sont reliées aux pointes, et celles-ci, à leur tour, aux fusées d'essieu. Ainsi, les roues de la voiture peuvent tourner à l'angle souhaité pour le conducteur.

Le mécanisme à pignon et crémaillère est assez simple, alors qu'il se distingue par une efficacité et une rigidité élevées. Mais malgré tous ses mérites, la crémaillère de direction est très sensible aux charges, en particulier aux charges de choc dues à la conduite sur des bosses sur la route. De plus, en raison de sa conception, il est sujet aux vibrations. La crémaillère de direction se trouve le plus souvent sur les voitures à traction avant, où la suspension avant est de type indépendant.

Ver

Ce mécanisme de direction est basé sur un ver globoïde. Il s'agit d'une vis sans fin à diamètre variable. Il est relié à l'arbre de direction. Un rouleau est également inclus. Un bras de direction est installé sur l'arbre du rouleau, qui est relié mécaniquement aux bielles de direction.

Pendant la rotation du volant, le rouleau roule sur la vis sans fin, mettant ainsi le bras de direction en mouvement. Ce dernier déplace par conséquent les tiges d'entraînement. De ce fait, les volants tournent dans la direction dont le conducteur a besoin.

Cette option est moins sensible aux charges, y compris les chocs. De plus, de grands angles de pivotement et une meilleuremaniabilité pour une voiture. Mais il y a aussi des inconvénients ici. Ainsi, l'engrenage à vis sans fin est plus complexe en termes de fabrication, et donc plus cher. Le mécanisme nécessite de nombreuses connexions pour fonctionner correctement, nécessitant des ajustements périodiques et complexes.

Cette conception peut être trouvée sur les véhicules avec des performances de cross-country accrues, ainsi qu'avec une suspension dépendante d'une paire de roues directrices. Un autre mécanisme se trouve sur les petits camions et les autobus. La direction à vis sans fin a été installée sur les VAZ des modèles classiques.

Mécanisme à vis

Les éléments suivants sont combinés dans cette solution. Il s'agit d'une vis montée sur l'arbre de direction, d'un écrou qui se déplace le long de la vis, d'une crémaillère sur l'écrou, d'un secteur relié à la crémaillère, ainsi que d'un bipied. Ce dernier est situé sur l'arbre du secteur d'engrenage. Parmi les caractéristiques, une connexion écrou-vis peut être distinguée. Ici, il est fabriqué à l'aide d'un grand nombre de petites billes. Les billes peuvent réduire considérablement la force de friction entre les pièces mobiles et ainsi réduire l'usure.

Le principe de fonctionnement du mécanisme ressemble au fonctionnement d'un système à vis sans fin. Lorsque le conducteur agit sur le volant, l'arbre est mis en mouvement et, avec lui, la vis qui déplace l'écrou tourne. Dans ce cas, les billes se déplacent à l'intérieur du mécanisme. L'écrou, lorsqu'il est exposé à la crémaillère, déplace le secteur d'engrenage. Le bras de direction se déplace également avec le secteur.

Cette direction est plus efficace que la vis sans fin. Le système est installé survoitures de luxe, camions lourds et divers modèles de bus.

Direction assistée

Tous les systèmes ci-dessus ont nécessité des efforts. Pour faciliter le fonctionnement des voitures, ainsi que pour s'assurer que la conduite apporte émotions et bonne humeur, les ingénieurs ont créé un appareil qui permet de conduire une voiture sans presque aucun effort. Cet appareil s'appelle un amplificateur. Aujourd'hui, la plupart des voitures sont équipées d'un tel système.

Distinguer la direction assistée hydraulique, électrique et hydroélectrique. Les mécanismes pneumatiques peuvent également être distingués.

Direction assistée

C'est l'un des éléments structurels du système de contrôle. Ici, lorsque le volant est tourné, la force principale est générée par un entraînement hydraulique.

L'amplificateur le plus simple est une pompe entraînée par un vilebrequin. Cette solution a un rendement directement proportionnel au régime moteur. Cela correspond aux besoins de conduite. Si la vitesse est maximale, un gain minimal est requis et vice versa.

Ce système fonctionne comme suit. Lorsque vous roulez tout droit, la pompe de direction fait circuler le liquide hydraulique. Lorsque le volant est tourné, la barre de torsion est tordue. Le processus s'accompagne de la rotation du tiroir par rapport au manchon distributeur. Les canaux s'ouvrent et le liquide pénètre dans l'une des cavités du cylindre de puissance. Liquide del'autre cavité va dans le réservoir. Le piston dans le mécanisme de puissance déplace la crémaillère. La force est transmise aux biellettes de direction, ce qui entraîne la rotation des roues directrices.

Lorsque les virages sont effectués à basse vitesse, l'amplificateur fonctionne à ses performances maximales. Sur la base des signaux des capteurs, l'ECU augmente la vitesse de la pompe. Le fluide de travail pénètre plus intensément dans le cylindre du mécanisme de puissance. Cela réduit l'effort nécessaire pour tourner le volant.

Booster électrique: caractéristiques

Ce type de dispositif de direction est plus compliqué. Il y a beaucoup de capteurs ici. Le système se compose d'un moteur électrique et d'éléments mécaniques. Les conceptions les plus courantes sont à deux vitesses, ainsi qu'à entraînement parallèle. Cet amplificateur est souvent situé dans la même unité avec le mécanisme du système de direction.

Lorsque le conducteur tourne le volant, la barre de torsion se tord ou se dévisse. Ceci est mesuré par un capteur - le couple actuel et l'angle de rotation sont pris en compte. La vitesse de déplacement est également prise en compte. Tous ces chiffres sont envoyés à l'ECU, qui calcule la force requise. En changeant la force actuelle, la force sur le rail du mécanisme change.

Conclusion

Ce sont tous les systèmes de direction des voitures modernes qui existent aujourd'hui. Peut-être que les ingénieurs trouveront de meilleures solutions à l'avenir. En attendant, une crémaillère de direction assistée suffit.