La direction à crémaillère et pignon est progressivement parvenue à dominer le monde automobile. Aujourd’hui, il équipe de série tous les véhicules, des citadines compactes aux gros SUV. Ce système est élégant dans sa simplicité. Le tube métallique protecteur contient une série de pignons qui convertissent les mouvements de la main en mouvements physiques.
Le cœur du système est le pignon à crémaillère. La crémaillère est un pignon allongé dont les dents sont de même longueur. Il est situé à l’intérieur d’un tube métallique dont les deux extrémités dépassent. Attachés à ces extrémités se trouvent des tirants. Ces tiges font le lien entre le mécanisme intérieur et le monde extérieur.
L’action commence par le haut. Le pignon est fixé à l’arbre de direction qui descend du volant. Lorsque vous tournez la roue, l’arbre fait tourner le pignon. Le pignon engage les dents de la crémaillère et pousse la crémaillère d’un côté à l’autre. Ce mouvement linéaire est transmis par les tirants aux bras de direction, qui sont reliés à l’axe de roue.
Ce mécanisme remplit simultanément deux fonctions importantes. Tout d’abord, convertissez le mouvement de rotation du volant en mouvement linéaire nécessaire pour faire tourner le volant. Deuxièmement, il fournit une réduction par pignon. Cette réduction est essentielle. Cela rend la rotation de la roue beaucoup plus facile que de fixer la roue directement sur l’arbre.
La plupart des véhicules modernes nécessitent trois ou quatre tours de volant pour passer d’une serrure à l’autre. C’est la distance entre le virage le plus à gauche et le virage le plus à droite. Cette plage est définie par le rapport de direction.
Comprendre le rapport de direction
Le rapport de direction est une relation mathématique simple. Comparez la rotation du volant à la mesure dans laquelle les roues de la voiture changent réellement de direction. Si une rotation du volant (360 degrés) fait tourner les roues de la voiture de 20 degrés, le rapport est de 18 : 1.
Un nombre plus grand signifie que plus de tours de roue sont nécessaires pour un angle donné. Mais cela signifie aussi moins de travail physique. La réduction de vitesse fait le gros du travail.
C’est là que les préférences du conducteur entrent en jeu. Les véhicules plus légers et plus sportifs ont généralement un rapport de direction inférieur. Plus le rapport est petit (par exemple 12:1), plus la voiture réagit rapidement. Vous effectuez une petite action et les roues réagissent immédiatement. Ceci est essentiel pour l’agilité des voitures de performance. Ces véhicules sont suffisamment légers pour permettre aux conducteurs de gérer le stress accru sans avoir l’impression de flotter sans assistance électrique.
Les gros camions et les berlines familiales utilisent souvent des ratios plus élevés. La priorité ici est la stabilité et une charge de travail réduite lors de la conduite sur autoroute. Vous n’avez pas besoin d’une réponse nerveuse ; Un contrôle constant est requis.
Certains constructeurs ont trouvé un juste milieu avec la direction à rapport variable. Ce système modifie l’engrenage à crémaillère. Les dents de la crémaillère ne sont pas espacées uniformément. Au milieu, l’espace entre les dents devient plus détaillé. Cela fournit la réponse rapide nécessaire lors du lancement d’un virage. À mesure que le volant approche de sa limite de rotation, l’espacement des pignons devient plus grossier. Cela réduit l’effort requis pour verrouiller complètement les roues, réduisant ainsi le stationnement et les manœuvres serrées.
Systèmes de puissance à crémaillère et pignon
L’ajout d’une assistance électrique à l’équation modifie un peu la conception. La plupart des conducteurs s’appuient sur des systèmes à crémaillère et pignon. Ces unités intègrent une assistance hydraulique ou électrique directement dans le châssis. Le principe de base reste le même. Le pignon déplace toujours la crémaillère. Mais aujourd’hui, l’hydraulique et les moteurs électriques fournissent le muscle.
Cette aide est variable. Cela varie en fonction de la vitesse du véhicule. La plus grande assistance est fournie lors de la conduite à basse vitesse, comme lors du stationnement en créneau. Vous pouvez faire tourner une lourde roue avec un seul doigt. L’assistance électrique diminue lors de la conduite à grande vitesse. Cela empêche la voiture de se sentir floue ou trop sensible aux petites sollicitations de la direction. Le retour devient plus lourd et affecte le conducteur
Mécanisme auxiliaire
Ce n’est pas de la magie. Les systèmes hydrauliques permettent de soulever des charges lourdes.
Il y a un cylindre à l’intérieur du boîtier du rack. Au centre du cylindre se trouve un piston. Le piston est verrouillé sur la crémaillère elle-même. Par conséquent, lorsque le piston bouge, la crémaillère bouge également. Période.
Le liquide entre par deux ports. C’est à gauche. C’est sur la droite.
Voici l’astuce : pompez du fluide à haute pression d’un côté du piston. La différence de pression force le piston à glisser. La glissière pousse le support. Du coup, le volant n’a plus l’impression de tourner une meule.
Il s’agit d’un système qui aide la pression hydraulique. Dites-leur simplement cela.
Mais comment le liquide y arrive-t-il ? Comment le système sait-il dans quelle direction vous souhaitez tourner avant même d’avoir beaucoup bougé le volant ? Plus tard, nous aborderons la pompe, les vannes et la logique derrière le débit.
Tout d’abord, éloignons-nous des chiffons hydrauliques et examinons un autre acteur important dans le domaine de la direction.
