Lors de la conduite, la voiture doit fréquemment changer de direction à la demande du conducteur ; c’est ce qu’on appelle la direction. Pour les véhicules à roues, la direction est assurée par un ensemble de mécanismes spécifiques qui permettent au conducteur de faire dévier les roues (les roues directrices) de l’essieu directeur (généralement l’essieu avant) d’un certain angle par rapport à l’axe longitudinal du véhicule. Lorsque la voiture roule en ligne droite, le volant est souvent soumis aux forces latérales exercées par la route et dévie automatiquement pour modifier la direction. Le conducteur peut alors utiliser ce mécanisme pour braquer le volant dans la direction opposée et rétablir la direction initiale. Cet ensemble de dispositifs permettant de modifier ou de rétablir la direction de la voiture est appelé système de direction. Ainsi, la fonction du système de direction est de garantir que la voiture puisse être dirigée et conduite selon la volonté du conducteur. [1]
Principe de construction montage diffusion
Les systèmes de direction automobile se divisent en deux catégories : les systèmes de direction mécanique et les systèmes de direction assistée.
système de direction mécanique
Le système de direction mécanique utilise la force physique du conducteur comme source d'énergie, et tous les éléments de transmission de force sont mécaniques. Ce système se compose de trois parties : le mécanisme de commande de direction, le boîtier de direction et le mécanisme de transmission de direction.
La figure 1 présente un schéma de la composition et de l'agencement du système de direction mécanique. Lors d'un virage, le conducteur applique un couple de direction au volant 1. Ce couple est transmis au boîtier de direction 5 par l'intermédiaire de l'arbre de direction 2, du joint de cardan 3 et de l'arbre de transmission 4. Le couple, amplifié par le boîtier de direction et le mouvement de décélération, est transmis au bras de direction 6, puis au bras de fusée 8 fixé sur la fusée de direction gauche 9 par la biellette de direction 7, entraînant ainsi la déviation de la fusée de direction gauche et du volant qu'il supporte. Afin de dévier la fusée de direction droite 13 et le volant droit qu'elle supporte selon les angles correspondants, un bras trapézoïdal de direction est également prévu. Ce bras trapézoïdal est composé de bras trapézoïdaux 10 et 12 fixés respectivement aux fusées de direction gauche et droite, et d'une biellette de direction 11 dont les extrémités sont reliées aux bras trapézoïdaux par des rotules.
Figure 1 Schéma de la composition et de l'agencement du système de direction mécanique
Figure 1 Schéma de la composition et de l'agencement du système de direction mécanique
L'ensemble des composants et pièces allant du volant à l'arbre de transmission de direction fait partie du mécanisme de commande de direction. L'ensemble des composants et pièces (à l'exclusion des fusées de direction) allant du bras de direction au trapèze de direction fait partie du mécanisme de transmission de direction.
système de direction assistée
La direction assistée est un système de direction qui utilise à la fois la force physique du conducteur et la puissance du moteur pour fournir l'énergie nécessaire à la direction. En temps normal, seule une petite partie de l'énergie requise pour diriger le véhicule est fournie par le conducteur, la majeure partie étant fournie par le moteur via le dispositif de direction assistée. Cependant, en cas de défaillance de ce dispositif, le conducteur doit généralement être capable de reprendre la direction du véhicule par lui-même. C'est pourquoi le système de direction assistée est constitué d'un ensemble de dispositifs d'assistance ajoutés au système de direction mécanique.
Pour un véhicule lourd d'une masse totale maximale supérieure à 50 tonnes, en cas de défaillance de la direction assistée, la force exercée par le conducteur sur la fusée de direction via la transmission mécanique est largement insuffisante pour braquer le volant et permettre de diriger le véhicule. Par conséquent, la direction assistée de tels véhicules doit être particulièrement fiable.
Figure 2 Schéma de la composition du système de direction assistée hydraulique
Figure 2 Schéma de la composition du système de direction assistée hydraulique
La figure 2 est un schéma illustrant la composition d'un système de direction assistée hydraulique et la disposition des tuyauteries. Les composants de ce système sont : un réservoir d'huile de direction 9, une pompe à huile de direction 10, un distributeur 5 et un vérin de direction 12. Lorsque le conducteur tourne le volant 1 dans le sens antihoraire (direction à gauche), le bras de direction 7 actionne la biellette de direction 6. La force de traction exercée par cette biellette agit sur le bras de direction 4 et est transmise successivement au bras trapézoïdal 3 puis à la biellette de direction 11, ce qui provoque leur déplacement vers la droite. Simultanément, la biellette de direction actionne également le tiroir du distributeur 5, reliant ainsi la chambre droite du vérin 12 au réservoir d'huile de direction à pression nulle. L'huile haute pression de la pompe 10 pénètre dans la cavité gauche du vérin de direction assistée. La force hydraulique exercée sur le piston du vérin, dirigée vers la droite, est ainsi transmise à la biellette 11 par l'intermédiaire de la tige de poussée, ce qui provoque son déplacement vers la droite. De cette manière, un faible couple de direction appliqué par le conducteur au volant suffit à vaincre le couple de résistance exercé par la route sur ce dernier.
