Crémaillère de direction: qu'est-ce que c'est et comment ça marche
Teneur
Toute voiture se compose de plusieurs systèmes clés, sans lesquels soit son fonctionnement est interdit, soit le conducteur ne réussira pas. Parmi ces systèmes figure la direction. L'élément clé de ce système est la crémaillère de direction.
Examinons plus en détail sa structure, son principe de fonctionnement, les types d'amplificateurs, ainsi que quelques dysfonctionnements courants du mécanisme.
L'histoire de la création de la direction assistée
Les premiers représentants des véhicules à quatre roues avaient une direction primitive. Les roues pivotantes étaient fixées sur une poutre, qui était fixée au corps uniquement dans la partie centrale sur une charnière - selon le principe du transport tiré par des chevaux.
Un tel mécanisme ne permettait pas aux chariots automoteurs d'être maniables, et le rayon de braquage était si énorme que la voiture pouvait faire demi-tour complètement quelque part sur la place. De plus, aucune direction assistée n'était requise pour terminer le virage.
Au fil du temps, des ajustements ont été apportés au système de direction pour minimiser l'angle de braquage de la voiture. Pour faciliter la tâche du conducteur (chaque fois que l'invention a rendu le volant plus serré), différentes options ont été développées, allant de l'augmentation du diamètre du volant lui-même à l'introduction de différents types d'engrenages dans le système.
À la suite de nombreuses années d'essais et d'erreurs, les ingénieurs ont conclu que la disposition de la crémaillère de direction était un moyen en or entre la simplicité, la disponibilité et l'augmentation du couple du volant. De plus, un tel dispositif est compatible avec la direction assistée.
Comment ça marche?
La crémaillère de la machine se présente sous la forme d'une barre à dents. Il est relié au mécanisme de pivotement du volant. Il est entraîné par l'arbre de la colonne de direction à l'aide d'un engrenage ou d'une vis sans fin.
Lorsque le volant est tourné, l'engrenage à colonne déplace la barre selon la direction dans laquelle le volant est tourné. Sur les bords de la bande, des tiges de direction sont fixes, qui à leur tour sont reliées au mécanisme d'articulation pivotante de chacun des volants.
De nombreux crémaillères de direction modernes sont en outre équipées d'un amplificateur pour faciliter la rotation du volant. Grâce à l'introduction d'un tel mécanisme, le confort et la sécurité dans les voitures ont augmenté.
Appareil et principaux composants
Le plus souvent, une modification de direction à crémaillère est utilisée dans les voitures. Le dispositif d'un tel mécanisme comprend:
- Volant - situé dans la cabine de la voiture. Avec son aide, le conducteur définit la direction pendant que la voiture roule;
- Colonne de direction - ressemble à une tige métallique à travers laquelle le couple est transmis par le volant. Pour des raisons de sécurité, cet élément comporte un ou plusieurs cardans (en cas de collision frontale, la colonne de direction se replie à plusieurs endroits, ce qui évite de blesser la poitrine du conducteur);
- Crémaillère de direction dentelée. Ces dents sont engagées par l'arbre à vis sans fin de la colonne de direction. La construction est dans un boîtier métallique;
- Tige de crémaillère de direction - tiges fixées aux deux extrémités du rail avec une connexion filetée. Il y a un filetage aux extrémités des tiges, sur lequel sont vissées les pointes à charnières;
- Les embouts de direction sont un tube creux, d'un côté duquel un filetage interne est réalisé (la tige de direction y est vissée), et de l'autre, une charnière reliée à la fusée d'essieu du volant.
Certaines modifications de la crémaillère de direction sont équipées d'un amortisseur. Il est situé entre le corps de crémaillère et les tiges. Le but de cette pièce est d'amortir les vibrations provenant des roues lorsque la voiture roule sur des chaussées inégales. Le plus souvent, cet élément est installé dans les rails des SUV.
Types et versions
Comme mentionné précédemment, les éléments clés de la crémaillère de direction n'ont pas changé depuis de nombreuses décennies. Seuls des ajustements mineurs sont apportés au mécanisme, mais le principe reste le même.
La seule chose qui distingue toutes les unités de ce type est le lecteur d'amplificateur. Il y a trois modifications au total. Examinons les caractéristiques de chacun d'eux.
Crémaillère de direction mécanique
Cette modification est classique. Toutes les voitures en étaient équipées jusqu'au moment où les amplificateurs hydrauliques et électriques ont été créés. Une crémaillère de direction mécanique est le type d'appareil le plus simple. Grâce aux petites dents et au grand volant en comparaison avec eux, le conducteur n'a pas à faire beaucoup d'efforts pour faire tourner la voiture.
Il existe des crémaillères de direction avec différents rapports de démultiplication. Une transmission à engrenages avec une amplitude plus petite est réalisée au centre de la barre, et cet indicateur augmente aux extrémités. Cela permet au conducteur de tourner encore plus facilement le volant au démarrage ou dans les virages à grande vitesse. Et dans les parkings, lorsque les roues doivent être complètement tournées, le conducteur n'a pas besoin de tourner le volant plusieurs fois.
Crémaillère de direction hydraulique
Cette modification diffère de la précédente en ce que son dispositif dispose d'un mécanisme supplémentaire, qui est dû à une action hydraulique. En savoir plus sur le principe de fonctionnement du surpresseur hydraulique. ici.
Le servomoteur hydraulique assure la douceur et en même temps la netteté de la réponse de la crémaillère de direction à la fois lors de la conduite à différentes vitesses et dans une voiture à l'arrêt. Ce booster offre également plus de sécurité lorsque la voiture est dans une ornière. Dans ce cas, les chances que le volant se détache des mains du conducteur en cas de dénivelé sont bien moindres.
Crémaillère de direction électrique
Le rail électrique est un amplificateur similaire. Au lieu d'un entraînement hydraulique, un moteur électrique est installé dans sa conception, ce qui améliore le mouvement de la crémaillère de direction.
Dans les modifications budgétaires du servomoteur électrique, le moteur est dans la colonne de direction. L'option la plus sûre est considérée comme un amplificateur électrique installé dans le rail lui-même. Cette modification est incluse dans le package des voitures premium.
La première option est la plus dangereuse, car si l'amplificateur tombe en panne, il sera presque impossible de continuer à faire fonctionner la voiture.
Par rapport à une direction assistée, un rail électrique présente plusieurs avantages:
- Une meilleure efficacité;
- Moins de ressources du véhicule sont consommées - le fluide de travail circule en permanence dans la direction assistée, car l'entraînement de la pompe est connecté à la poulie de vilebrequin et n'est désactivé que lorsque le moteur est arrêté. Le servomoteur électrique ne fonctionne que lorsque le volant est tourné;
- Le fonctionnement du mécanisme ne dépend pas de la température de l'air (il n'est pas nécessaire de réchauffer le liquide pour augmenter sa fluidité);
- Moins d'attention est nécessaire pour la maintenance - il n'est pas nécessaire de surveiller le niveau d'huile, car le mécanisme fonctionne sur un principe différent;
- L'appareil comprend moins de joints différents et il n'y a pas de tuyaux, de joints pouvant résister à une pression élevée. Grâce à cela, le mécanisme est plus fiable que la direction assistée.
Les principaux dysfonctionnements de la crémaillère de direction
Les signes suivants indiquent un dysfonctionnement de la crémaillère de direction:
- Lors de la conduite sur une route à faible couverture, un cognement apparaît, qui disparaît lorsque le volant est plus tourné;
- Réduction ou absence d'efforts lors de la rotation du volant ou dans sa position centrale;
- Le volant tourne tout seul;
- Après avoir tourné, le volant revient fermement à sa position d'origine ou, en général, il doit être tourné de force;
- Avec une petite amplitude de volant, les roues elles-mêmes tournent beaucoup plus qu'auparavant;
- Le jeu de direction a augmenté;
- Augmentation du recul du volant lors de la conduite sur des bosses;
- Si la voiture est équipée d'un surpresseur hydraulique, le fluide s'écoule sous le joint d'huile, le coffre ou d'autres éléments du mécanisme sont contaminés par l'huile.
Si au moins l'un des symptômes répertoriés apparaît, vous devez immédiatement diagnostiquer l'appareil et le réparer. Il suffit souvent d'acheter un kit de réparation et de remplacer tous les joints, joints et anthères pour que l'appareil commence à fonctionner correctement.
Voici les pannes de crémaillère de direction les plus courantes et les options de réparation:
| Dysfonctionnement | Comment réparer |
| Travail sur les dents de la barre ou dans l'arbre de vis sans fin | La récupération de ces éléments est impossible, ils sont donc remplacés par de nouveaux. |
| Rupture du boîtier du rack | Le mécanisme est complètement remplacé |
| Destruction des anthères (la saleté et le sable pénètrent à l'intérieur du mécanisme, ce qui conduit au développement ou à la rouille des pièces métalliques) | Remplacement des matériaux d'étanchéité du kit de réparation |
| Déformation ou rupture des tirants ou des pointes | Les pièces endommagées sont remplacées |
| La douille est usée ou cassée, provoquant un jeu dans la colonne de direction | Remplacement de la bague |
En outre, la vidéo raconte les pannes et les options de réparation des crémaillères de direction:
Prévention des dysfonctionnements
La crémaillère de direction est un mécanisme assez fiable et stable. Ses pannes surviennent le plus souvent soit en raison d'un mauvais fonctionnement du véhicule, soit en raison du non-respect du programme d'entretien courant.
Pour prolonger la durée de vie de ce mécanisme, vous devez respecter des règles simples:
- Lorsque vous conduisez sur des routes inégales, réduisez la vitesse de la voiture afin que moins de chocs soient reçus dans le mécanisme de direction;
- Laissez une voiture garée avec des roues droites;
- Ne tournez pas complètement le volant (s'il y a une direction assistée, un grincement ou un bourdonnement de la pompe de l'amplificateur se fera entendre), et ne le maintenez pas dans cette position pendant plus de 5 secondes;
- Changer l'huile dans le réservoir de direction assistée à temps, contrôler le niveau de ce liquide;
- Effectuez périodiquement une inspection visuelle des anthères et des phoques;
- Réchauffez la direction assistée en tournant le volant plusieurs fois dans les deux sens avant de conduire.
Le bon fonctionnement de la crémaillère de direction affecte directement la sécurité pendant le déplacement de la voiture, vous ne pouvez donc pas ignorer les alarmes indiquant des dysfonctionnements du mécanisme.
Questions et réponses
Qu'est-ce qu'une crémaillère de direction ? C'est le mécanisme par lequel le couple est transmis du volant au porte-fusée des volants. La colonne de direction convertit le mouvement rotatif en mouvement linéaire.
Que se passe-t-il si la crémaillère de direction casse ? Les dysfonctionnements de la crémaillère de direction entraînent un jeu excessif de la direction, ce qui entraîne une urgence sur la route. Avec une crémaillère de direction défectueuse, la maniabilité de la machine est perdue.
Combien de temps dure la crémaillère de direction ? Cela dépend de sa conception : quel type d'amplificateur il contient, quel type de transmission est utilisé. Certains d'entre eux s'occupent de 70 80 à 150 000 personnes, tandis que d'autres travaillent régulièrement pour XNUMX XNUMX personnes.
