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Moteur

Le système de direction de la voiture - structure et fonctionnement

La direction est l’un des principaux dispositifs de commande de la voiture. Les systèmes de direction modernes permettent des changements de direction précis pendant la conduite ou les manœuvres. Dans cet article, vous découvrirez la structure et le fonctionnement du système de direction de la voiture. Vous obtiendrez également un aperçu des différentes pièces de direction.

Le système de direction de la voiture – structure et construction

Dans une voiture, le système de direction influence la direction de la conduite et rend l’utilisation du véhicule possible. Outre le changement de direction souhaité, la direction du véhicule doit aujourd’hui répondre à de nombreuses autres exigences. Tout au long de l’histoire de la construction automobile, les systèmes de direction ont été perfectionnés et adaptés à de nouvelles exigences, notamment un changement de direction précis et une bonne trajectoire des roues avant. La souplesse de la direction augmente en outre le confort. En revanche, le principe du système de direction a peu évolué au fil des décennies. Le changement de direction est toujours déterminé par le braquage des roues sur l’essieu directeur.

Structure de la direction dans les voitures

Sur les voitures, l’essieu directeur se trouve généralement à l’avant du véhicule. Ici, la direction agit exclusivement sur les roues avant, qui déterminent l’angle de braquage du véhicule. Seuls quelques véhicules disposent en outre de roues directrices sur l’essieu arrière pour améliorer la dynamique de conduite. Le conducteur décide de la direction à prendre en tournant le volant. Le volant est solidaire de la colonne de direction, qui établit un contact positif avec le mécanisme de direction. Il n’en va autrement que pour les véhicules équipés de la technique “steer-by-wire”. Dans ce cas, la colonne de direction n’est reliée à la boîte de vitesses qu’en cas de panne de la direction électrique.

La direction moderne à crémaillère

Presque toutes les voitures modernes sont aujourd’hui équipées d’une direction à crémaillère. La pièce maîtresse de ce type de direction est un boîtier de direction doté d’une technique particulière. Un pignon de direction relié à la colonne de direction s’engrène dans une crémaillère qui se déplace sur le volant par rotation de la colonne. Les autres types de direction ne sont pratiquement plus utilisés sur les voitures actuelles. Les véhicules tout-terrain, qui nécessitent des composants et des leviers de direction particulièrement robustes, constituent une exception. Même dans les voitures anciennes, on trouve encore parfois des directions à vis ou des directions à recirculation de billes.

La direction assistée hydraulique pour les voitures particulières

Presque toutes les voitures neuves sont aujourd’hui équipées d’une direction assistée. Ce type de direction facilite surtout le braquage à basse vitesse et les manœuvres avec le véhicule. Il suffit d’exercer une faible force sur le volant pour que les roues changent de direction. La direction assistée d’un véhicule peut être électrique ou hydraulique. Les voitures de tourisme sont souvent équipées d’une direction hydraulique. Une pompe d’assistance électrique ou mécanique génère la pression nécessaire à l’assistance de la direction.

Direction assistée électrique et boîtier de direction

De plus en plus de voitures sont équipées d’une direction assistée électrique par le constructeur. Au lieu d’un système hydraulique avec pompe d’assistance, ce sont des moteurs électriques qui assurent ici la fonction d’assistance à la direction. Selon la structure, la force agit sur la colonne de direction ou sur le boîtier de direction. Les systèmes d’assistance électrique contiennent moins de composants qui s’usent et qui peuvent un jour être défectueux. C’est pourquoi ce type de direction assistée est considéré comme plus fiable à long terme. Les systèmes de direction électro-hydrauliques avec servopompes électriques constituent un mélange des deux systèmes.

Aperçu des composants de la direction

Les systèmes de direction modernes des voitures se composent de nombreux éléments différents. Pour que la direction soit fiable et précise, tous les composants doivent être correctement adaptés les uns aux autres et fonctionner de manière optimale. Vous trouverez ci-dessous un aperçu des différentes pièces de la direction.

  • Volant : le volant permet au conducteur de déterminer la direction de la voiture. Le mouvement de direction exercé ici est transmis à la colonne de direction, qui est couplée à cette pièce.
  • Colonne de direction : la colonne de direction constitue une liaison mécanique entre le volant et le boîtier de direction. En cas d’accident, la colonne se déforme afin de réduire le risque de blessure.
  • Boîtier de direction : le boîtier de direction transmet les mouvements de direction à la tringlerie de direction. Il transforme le mouvement de rotation de la direction en direction d’un mouvement de poussée via une crémaillère.
  • Barre d’accouplement : la barre d’accouplement transmet le mouvement de direction du mécanisme de direction aux fusées d’essieu de la direction. Pour que les roues avant puissent se comprimer, cette pièce possède une rotule.
  • Fusées d’essieu : les fusées d’essieu font office de support de roue dans la direction à fusée. Elles peuvent pivoter dans le sens de la direction et relient les roues au véhicule via le moyeu de roue.
  • Pompe de direction assistée : cette pompe fait partie intégrante du système de direction avec direction assistée hydraulique. Ce composant assure un flux régulier d’huile hydraulique pour le fonctionnement de la direction.
  • Réservoir d’assistance : le réservoir d’assistance fait office de réservoir de compensation et de réserve pour l’huile hydraulique de la direction assistée. Il permet également de faire l’appoint de liquide d’assistance en cas de besoin.
  • Capteur d’angle de braquage : les véhicules modernes sont souvent équipés d’un capteur d’angle de braquage. Le capteur enregistre l’angle de braquage via la position de la colonne de direction et envoie les données à un appareil de commande.
  • Joint universel : un joint universel traduit le mouvement de rotation de la colonne de direction en un autre angle. Les joints de cardan permettent également des changements de direction au sein de la colonne de direction.
  • Amortisseur de direction : l’amortisseur de direction amortit les forces qui apparaissent dans la direction. Ce composant, tout comme les leviers de direction, n’est aujourd’hui généralement monté que sur les véhicules tout-terrain et les véhicules utilitaires.

Fonction de la direction dans le véhicule

La direction d’une voiture a pour fonction d’appliquer directement les ordres de direction du conducteur. Cette influence sur la direction se fait par la modification du braquage des roues. Sur les véhicules à suspension indépendante, les roues avant sont fixées au véhicule de manière indépendante et élastique. Grâce à la structure spéciale de la direction avec des barres d’accouplement mobiles, la modification de l’angle de braquage est néanmoins possible à tout moment.

Lorsque le conducteur tourne le volant

Si le conducteur souhaite modifier la direction de la voiture, il tourne le volant. Le mouvement de rotation exercé par le conducteur est transmis par celui-ci à la colonne de direction. Celle-ci est à son tour reliée au boîtier de direction. Le mouvement circulaire de la colonne est ainsi transmis à la crémaillère de la boîte de vitesses via le pignon de direction. Si nécessaire, la direction assistée assiste les mouvements de direction du conducteur, ce qui rend la direction particulièrement facile à utiliser. Dans le boîtier de direction, l’interaction du pignon et de la crémaillère permet de transformer le mouvement de rotation en un mouvement de poussée. Les composants à l’intérieur du boîtier de direction se déplacent dans la direction dans laquelle le conducteur souhaite diriger la voiture. La tringlerie de direction transmet ce mouvement aux fusées d’essieu ou aux leviers de direction, qui déplacent la position des roues avant. Le véhicule change ainsi immédiatement de direction.

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