Dispositif et types de direction de voiture

Quelle que soit la beauté et la puissance de la voiture, sans ce mécanisme, il serait impossible de se déplacer en toute sécurité. La direction permet au véhicule de manœuvrer dans les virages.

Aucun véhicule n'est dépourvu de cet appareil. Dans certains cas, il a une conception primitive, dans d'autres il est suffisamment complexe pour que seuls les spécialistes puissent le réparer.

Même dans les voitures, le système de direction a également plusieurs modifications. Considérez comment ce mécanisme fonctionne, selon quel principe il fonctionne, et aussi quelles sont les exigences pour le pilotage.

Qu'est-ce que la direction automobile

Le système de direction est une combinaison de pièces en un seul mécanisme, dont le but est de changer l'angle des roues avant de la voiture pour faire tourner le véhicule pendant le mouvement. Ce mécanisme vous permet de changer la direction de la voiture en fonction du désir du conducteur.

Le système est contrôlé en tournant le volant. Pour faciliter la tâche du conducteur dans les véhicules encombrants, une direction assistée est toujours installée. Récemment, cependant, la grande majorité des voitures sont également équipées de diverses modifications d'amplificateurs.

L'appareil à gouverner

Un système de direction standard comprend les composants suivants:

• Volant. Situé dans la cabine (ou à l'intérieur du véhicule). En modifiant sa position, le conducteur modifie la déviation des roues gauche et droite par rapport à la trajectoire d'origine. Dans les voitures modernes, il dispose de quelques boutons de fonction (par exemple, pour contrôler le système multimédia ou changer les paramètres affichés sur l'écran du tableau de bord).
• Colonne de direction. C'est l'une des variétés de la transmission articulaire universelle. Dans ce mécanisme, plusieurs arbres sont reliés entre eux par des charnières. Grâce à cette conception, les constructeurs peuvent utiliser l'option de modifier l'angle de la colonne (pour assurer un plus grand confort si la voiture est conduite par plusieurs personnes, par exemple, mari et femme). La colonne de direction transmet le couple du volant au boîtier de direction. Les charnières multiples servent également à augmenter la sécurité en cas de collision frontale. Une colonne à plusieurs sections se déforme plus facilement, ce qui nuit moins au conducteur. Les palettes de changement de vitesse sont installées sur le boîtier de ce mécanisme (les principales sont les interrupteurs des modes d'éclairage et de lave-glace).
• L'appareil à gouverner. Il se compose de tiges de direction de différentes longueurs, qui prennent l'effort de la colonne de direction et le transmettent plus loin aux roues. Ce mécanisme comprend également des pointes et des leviers. Selon le modèle du véhicule, la conception de cette pièce peut également différer.

En plus des principaux éléments de la direction, il peut également y avoir une direction assistée et un système d'absorption des chocs (amortisseur).

Conception du système de direction

Aujourd'hui, il existe de nombreuses modifications du système de direction de la voiture. Il existe même des évolutions capables d'interférer avec les actions du conducteur en ajustant les manœuvres du véhicule. Il y a aussi des développements avec le pilotage automatique, bien que les pilotes automatiques à part entière soient encore au stade de la conception, et la législation n'autorise pas encore les véhicules autonomes sur la voie publique.

Parmi les systèmes d'assistance à la conduite modernes, il y a le maintien de voie ou la surveillance de l'état du conducteur (par exemple, lorsqu'il s'endort, ses mains desserrent progressivement la prise du volant, les capteurs réagissent à cette force et le système reconstruit la voiture sur le côté de la route).

La direction standard comprend les composants suivants:

• Volant;
• Colonne de direction;
• Commande de direction;
• Direction assistée.

Voici quelques-unes des caractéristiques de ces articles.

Volant (volant, volant)

Ce simple détail permet au conducteur de choisir la trajectoire du véhicule. Les volants modernes ont des commandes qui permettent au conducteur d'activer ou de basculer entre différents systèmes sans être distrait de la conduite.

La taille du volant est importante. Si la voiture n'a pas de direction assistée, le volant de petit diamètre sera plus difficile à manipuler. Dans ce cas, un modèle de plus grand diamètre peut être installé. Mais d'un autre côté, un grand volant affecte également le confort de conduite. Dans le même temps, le contrôle d'une voiture avec un petit volant est particulièrement pointu.

Premièrement, la partie supérieure du volant affectera la vue, ou si le conducteur est grand, il se reposera contre ses pieds, ce qui affecte également négativement la sécurité de conduite. Deuxièmement, un volant trop petit exigera beaucoup d'efforts de la part du conducteur, en particulier lors des manœuvres à grande vitesse. De plus, il n'est pas rare que de petits volants obscurcissent les signaux affichés sur le tableau de bord.

Dans les magasins de pièces automobiles, vous pouvez trouver des volants de formes différentes (pas seulement parfaitement ronds). Une tresse est montée sur le volant pour augmenter le confort de conduite. Les modèles de voitures plus chers ont un volant chauffant.

Cette vidéo présente des conseils pour les conducteurs novices concernant une bonne utilisation du volant:

Comment conduire - technique de roulage. Instructeur automobile Sergey Markitesov.

Colonne de direction

Pour transférer le couple du volant au boîtier de direction, chaque véhicule dispose d'une colonne de direction. Des éléments de commande y sont attachés sous le volant - des commutateurs pour les virages et des essuie-glaces avec diverses fonctions supplémentaires. Dans les voitures de sport, on trouve parfois des palettes de changement de vitesse qui permettent au conducteur de changer de vitesse ou de simuler ce changement en amenant la transmission au mode approprié.

Dans les versions antérieures, un arbre droit était utilisé dans la colonne de direction. Dans les versions modernes, il est divisé en plusieurs segments, qui sont interconnectés par une transmission à cardan. Ceci est pour des raisons de sécurité - en cas de collision frontale, la colonne de direction se replie et ne colle pas dans la poitrine du conducteur.

Grâce à cette conception, de nombreux véhicules de dernière génération ont une colonne réglable. Cela permet d'adapter la direction aux données physiques des différents conducteurs. Dans une voiture haut de gamme, cet élément est équipé d'un réglage automatique, qui a souvent une mémoire pour plusieurs conducteurs.

Pour éliminer les vibrations provenant des roues pendant la conduite, un amortisseur est installé dans la colonne de direction.

Appareil à gouverner et appareil à gouverner

La colonne de direction est reliée au volant d'un côté et au boîtier de direction de l'autre. Cette unité est représentée par un ensemble de tiges et d'articulations qui transfèrent les forces aux roues. Le conducteur utilise l'énergie de rotation pour faire tourner la machine, qui est convertie en énergie linéaire dans le mécanisme de direction.

Pour cela, une paire de transmission est utilisée. Fondamentalement, il s'agit d'un engrenage à crémaillère ou d'un rouleau à vis sans fin. Mais il existe également d'autres modifications qui ont leur propre structure et le principe de transfert des forces du volant vers les roues. En savoir plus sur l'appareil et le principe de fonctionnement de la crémaillère de direction ici.

Le boîtier de direction a deux fonctions importantes:

1. Assure la rotation des roues avant;
2. Ramène les roues à leur position d'origine dès que les forces dans la colonne de direction du côté conducteur sont relâchées.

L'ensemble de l'appareil à gouverner est logé dans le boîtier (crémaillère de direction). L'ensemble est installé à l'avant de la voiture (souvent sur le sous-châssis avant, et en l'absence de châssis, puis sur le châssis, sur la transmission, voire sur le moteur). Il est à noter que plus ce mécanisme est installé bas, plus la commande de la machine fonctionnera efficacement.

Dans la conception classique, le boîtier de direction fait tourner les roues avant du véhicule. Cependant, ces dernières années, les systèmes à direction des roues arrière gagnent à nouveau en popularité, comme dans la dernière génération de Volkswagen Touareg. Dans de tels systèmes à des vitesses allant jusqu'à 40 km / h. les roues arrière et avant tournent dans des directions opposées. Lorsque le véhicule roule à une vitesse supérieure à 40 km / h, les roues arrière et avant tournent dans le même sens dans un virage. Cette modification réduit considérablement le rayon de braquage et améliore également la tenue de route de la voiture dans les virages.

Direction assistée

Étant donné que le mécanisme de direction standard pour faire tourner les roues (en particulier dans une voiture à l'arrêt) nécessite un certain effort de la part du conducteur, les fabricants ont développé divers types d'amplificateurs. Au départ, des modifications hydrauliques ont été utilisées dans le transport de marchandises. Peu à peu, un tel système a trouvé son application dans les voitures particulières.

Le besoin d'un amplificateur n'apparaît pas uniquement pour augmenter le confort. Le fait est que lors de la conduite à haute vitesse, il devient difficile de tenir le volant d'une voiture dans les virages, en particulier dans une voiture de sport. La direction assistée facilite ce processus. Le système a également reçu des réponses positives de la gent féminine.

Les amplificateurs fonctionnent sur différents principes. Le plus courant est la direction assistée. Les amplificateurs électriques ont également acquis une popularité considérable. Mais il existe également des systèmes combinés qui utilisent les fonctions des deux modifications (EGUR). En outre, sur les types de crémaillères de direction racontés dans un examen séparé.

But de la direction

La direction fait le plus souvent tourner les roues avant, mais il existe également des transmissions à deux essieux (principalement des véhicules de grande taille à quatre essieux, dont deux tournés), ainsi que des modifications avec la traction arrière.

Aucune voiture ne peut se passer de direction, car il n'y a pas de route directe au monde. Même si nous imaginions conditionnellement une telle route, des obstacles qui devraient être contournés y figureraient toujours. Sans direction, il serait également impossible de garer votre voiture en toute sécurité.

Si le constructeur n'installait pas ce système dans les voitures, leur maniabilité ne serait pas différente de la maniabilité du train. Bien que les tentatives de création d'une machine pouvant être contrôlée par le pouvoir de la pensée ne s'arrêtent pas (sur la photo ci-dessus - l'un des développements de GM).

Principe de pilotage

Le principe de pilotage est assez simple. Le conducteur tourne le volant, les forces sont transmises à la colonne de direction. Ensuite, ils entrent dans l'appareil à gouverner. Dans la version classique, la crémaillère entraîne les tiges de direction reliées aux roues à l'aide d'un système à pointe sphérique.

La précision de la rotation des roues dépend de la taille du volant. De plus, la force qui doit être appliquée pour faire tourner les roues dépend de ce paramètre. De nombreux modèles sont équipés d'une direction électrique ou assistée, ce qui permet d'utiliser un petit volant dans la voiture.

Types de direction

Tous les systèmes de direction sont divisés en trois types:

• Mécanisme à crémaillère et pignon. Le plus souvent utilisé dans les voitures économiques. La conception d'un tel contrôle est la plus simple. Il a une crémaillère avec des dents. Il est entraîné par le pignon de la colonne de direction. Un tel schéma est très efficace. Le seul inconvénient de ce mécanisme est la sensibilité aux chocs d'une chaussée de mauvaise qualité.
• Vis sans fin. Cette modification offre un plus grand angle de rotation de la roue. Il est moins sensible aux chocs, mais coûte plus cher que le précédent, car il est plus difficile à fabriquer.
• Mécanisme à vis. C'est une modification de l'analogue de ver, a seulement une efficacité accrue et augmente l'effort requis pour manœuvrer la voiture.

Quel que soit le type de lecteur, le fonctionnement de ces mécanismes peut être amélioré par de tels appareils:

• Booster hydraulique. Il a la conception la plus simple de cette liste. Le système est compact et bon marché à entretenir. Une telle modification est même équipée de certains modèles économiques de voitures des dernières générations. Pour que le système fonctionne correctement, il est nécessaire de surveiller en permanence le niveau du fluide de travail. La pompe amplificatrice est entraînée par le moteur à combustion interne.
• Booster électrique. C'est l'une des dernières modifications. Il ne nécessite pas d'entretien compliqué, ni de réglage fin. Fournit une réactivité de direction maximale. Comme son nom l'indique, le mécanisme est amélioré par le fonctionnement d'un moteur électrique.
• Amplificateur électro-hydraulique. Cette modification fonctionne sur la base de la direction assistée. La seule différence est que la pompe hydraulique est alimentée en électricité et non connectée à l'entraînement du moteur, comme dans le premier cas. Les deux derniers développements vous permettent d'utiliser moins de carburant par rapport au premier type, car le système n'est pas connecté à l'entraînement du moteur.

En plus de divers amplificateurs, la voiture peut être équipée d'un système de contrôle actif dynamique ou adaptatif. Leurs différences sont les suivantes:

1. Règle le rapport de vitesse en fonction de la vitesse de la roue. Cela garantit une stabilité maximale sur les routes glissantes. Le système ne vous permet pas de tourner brusquement le volant, empêchant un excès ou un sous-virage.
2. Le système dynamique fonctionne sur un principe similaire, seul un moteur électrique est utilisé à la place d'un entraînement planétaire.
3. Il est considéré comme une technologie innovante, car dans de tels mécanismes de direction, il n'y a pas de connexion physique entre le volant et le mécanisme de direction. Le système est contrôlé par une unité de contrôle électronique qui analyse de nombreuses données: à partir de capteurs de vitesse de roue, de force de direction, etc.

Récemment, sur certains modèles de voitures haut de gamme et de voitures de sport, une technologie spéciale est installée avec la rotation non seulement des roues avant mais aussi arrière. Cela augmente la stabilité de la voiture dans les virages à grande vitesse. Les roues arrière tournent en fonction de la vitesse du véhicule.

Si la voiture roule à un maximum de 40 km / h, l'essieu arrière tourne dans le sens opposé aux roues avant (si elles regardent vers la droite de l'avant, les roues arrière regarderont vers la gauche).

Lorsque la vitesse de la voiture devient supérieure à 40 km / h, puis en entrant dans le virage, les roues arrière tourneront dans le même sens que les roues avant. Cela réduit le risque de dérapage.

Exigences de pilotage

La direction de tout véhicule doit répondre aux exigences suivantes:

• Assure une manœuvrabilité suffisante du véhicule à n'importe quelle vitesse. Le conducteur doit facilement définir la direction souhaitée de la voiture;
• Il doit être facile à utiliser pour que même un conducteur fatigué puisse se rendre en toute sécurité au lieu de repos;
• Lorsque vous tournez les roues, la direction doit assurer le roulement le plus propre. Dans les virages, les roues ne doivent pas glisser afin que la voiture ne perde pas sa stabilité. Pour cela, l'angle d'inclinaison et de rotation des roues doit être clairement calibré;
• Remettez les roues en ligne droite (le long du corps), une fois que le conducteur a cessé de faire des efforts pour tourner;
• Amortit les vibrations lors de la conduite sur des routes accidentées;
• Posséder une réactivité élevée aux commandes de tout conducteur;
• Même si les amplificateurs tombent en panne, le mécanisme doit toujours permettre au conducteur de contrôler la machine.

Un autre paramètre qui appartient à la catégorie des exigences pour la direction est le jeu de direction. Pour plus d'informations sur le jeu acceptable, voir article séparé.

Caractéristiques de la direction gauche et droite

Ce n'est un secret pour personne que la loi de certains pays prévoit la circulation à gauche sur la route. Dans ce cas, le volant sera installé sur le côté droit de la voiture, et le conducteur sera naturellement assis là où il est de coutume de voir le passager avant dans notre région.

La différence entre cette direction n'est pas seulement l'emplacement du volant dans la cabine. Le constructeur adapte également le mécanisme de direction en fonction de la connexion à la boîte de vitesses. Mais même dans ce cas, une voiture conçue pour être utilisée sur des routes à conduite à gauche peut être convertie en conditions de conduite à droite. Pour ce faire, avant d'acheter la voiture d'origine, vous devez savoir si les appareils de direction appropriés sont vendus, vous permettant de convertir cette voiture.

Certains types de machines agricoles utilisent un système hydraulique qui permet d'installer le volant dans n'importe quelle partie de la cabine. Dans ce cas, la liaison entre le volant et l'appareil à gouverner est assurée par l'hydraulique, qui est contrôlée par une pompe doseuse.

Dans cette modification, il n'y a pas de jeu (même celui d'origine), car il n'a pas de boîte de vitesses avec un engrenage, une vis sans fin ou une transmission à vis. Bien sûr, dans le transport de passagers, un tel système est extrêmement rare. Son application principale est un équipement spécial à grande échelle.

Les principaux dysfonctionnements de la direction

Les défauts de direction comprennent:

• Jeu du volant (ce qui le cause, lisez ici);
• Cogner pendant la conduite (résultant du desserrage des boulons de fixation du mécanisme de direction);
• Détérioration des joints de bielle de direction;
• Usure des dents sur la paire de transmission (sur un engrenage, une crémaillère, une vis sans fin ou un rouleau);
• Violation du réglage du mécanisme d'engrenage;
• Pannes du surpresseur hydraulique ou électrique (pour les pannes et les possibilités de réparation, lisez dans un article séparé).

Pour éliminer les dysfonctionnements, il est nécessaire de serrer tous les boulons de fixation, de remplacer les pièces usées et de régler le mécanisme de paire de transmission. Dans la plupart des cas, la direction échoue rarement soudainement. Grâce à une maintenance ponctuelle, les principaux éléments dureront suffisamment longtemps (souvent même plus longtemps que la période fixée par le fabricant).

Questions et réponses

Quels sont les types de pilotage ? Trois types de mécanismes sont courants : à crémaillère, à vis sans fin et à vis. Dans les voitures économiques, le premier type de mécanisme de direction est utilisé. Chacun d'eux peut contenir un amplificateur.

Quel est le but du pilotage ? Fournit le mouvement de la voiture dans la direction définie par le conducteur. Le mécanisme déplace les roues directrices dans un plan horizontal. Il est interdit de conduire avec un système de direction défectueux.

Quelles sont les parties principales du volant ? Il se compose : d'une bielle transversale, d'un bras inférieur, d'un axe de pivot, d'un bras supérieur, d'une bielle longitudinale, d'un bipied d'entraînement de direction, d'un boîtier de direction, d'un arbre de direction et d'un volant.