3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7
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1. figure 3 9 la longueur du tube enveloppant de la colonne de direc Figure 3 8 l ments immobilis s par des injections de plastique General Motors Injections de plastique MS LL Injections de plastique O gt tion est une donn e importante elle influence directement le fonctionnement de divers m canis mes Le verrouillage du s lecteur de la transmission automatique et l interdiction d extraire la cl de contact en sont des exemples Figure 3 9 Position de la cote de contr le de l crasement d un tube enveloppant General Motors 103 22 mm CoO E Le mode de fixation de la colonne de direction la carrosserie contribue aussi la s curit du con ducteur Celui ci interdit la transmission d un choc du bas vers le haut mais tol re un mouvement du haut vers le bas la suite d un contact violent de l automobiliste contre le volant Figure 3 10 Fixation du haut de la colonne de direction la carrosserie Chrysler Boulons de fixation et rondelles Ancrage de la colonne de direction la carrosserie 3 F Support solidaire de la colonne de direction Coulisse Module 15 M canique automobile 3 7 ceka2. CHAPITRE 3 DIRECTION Introduction Tourner le volant de direction pour suivre une route sinueuse Figure 3 1 Direction essieu pivot ou stationner son v hicule est un geste que tous les automo central bilistes accomplissent naturellement sans m me s interroger sur les l ments mis en cause Pourtant la moindre modifica tion d orientation des roues directrices commande l action de m canismes et d organes situ s entre le volant de direction et le porte fus e La direction des automobiles modernes a at teint un niveau de d veloppement tel qu elle passe inaper ue aux yeux de la majorit Les nouveaux automobilistes croient souvent que ce degr de perfectionnement existe depuis tou jours La r alit est toutefois bien diff rente l invention de l automobile les fabricants conserv rent la direction alors en usage sur les voitures tir es par des chevaux soit un essieu ri gide pivot central Un changement de direction du v hicule se traduisait alors par l avancement d une roue accompagn du recul de l autre L augmentation de la vitesse et de la masse des Figure 3 2 Essieu fixe de type Ackerman Dana v hicules combin e aux difficult s d amortir le transfert des chocs et l impossibilit de monter p Inclinaison de p nn axe de pivotement des freins d montra rapidement les limites de ce syst me Imaginez un automobiliste de l poque tentant de garder son v hicule essieu pivo
3. e son v hicule poss de une direction assist e cr maill re cela d montre qu il s int resse la direction de son v hicule Tant que le v hicule r a git correctement aux commandes du volant de direction le conducteur ne se pose pas d autres questions Ce n est qu au moment de payer la facture d une r paration et qu apparaissent certains noms de pi ces que les automobilistes d couvrent que la direction compte plusieurs l ments Dans cette section vous tudierez les principes qui se rapportent l ensemble des directions ainsi que le fonctionnement de la colonne de direction DIRECTION R le La direction d multiplie et transforme le Figure 3 3 Transformation du mouvement rotatif en mouvement mouvement que le conducteur applique au rectiligne Moog Automotive volant et le transmet aux roues directrices La forte d multiplication r duit l effort n cessaire au braquage et limite la transmis sion des oscillations des pneus vers le volant de direction Le syst me de direc tion transforme galement le mouvement rotatif du volant en un d placement rectili gne qui commande le pivotement des roues directrices Rotatif Bo tier de direction circulation de billes Rapport de d multiplication de la Rectiligne direction Le rapport de d multiplication de la direction aussi appel rapport de direction indique la rela tion entre la rotation du volant et le pivotement des roues directrice
4. hui sont dites de s curit Cela signifie qu elles sont con ues de fa on en viter le recul dans l habitacle lors de collisions frontales Vous savez que dans ces circonstances la colonne de direction et le volant repr sentent un danger pour l automobiliste L crasement du tube enveloppant et le coulissage d une section t lescopique de l arbre pr vien nent habituellement le recul du volant Selon les fabricants la section t lescopique de l arbre de direction se situe la base ou comme le montre la figure 3 7 l extr mit sup rieure de la co lonne Figure 3 7 l ments de la partie sup rieure d une colonne de direction General Motors Interrupteur des clignotants Roulement sup rieur F E lt Arbre de direction Barillet k Sa de la cl de de contact A a Tige de commande du commutateur ed Li Le d allumage FRS ALAS Palier et roulement inf rieur 3 6 M canique automobile ceka Module 15 DIRECTION CHAPITRE 3 Souvent des injections de plastique des en droits pr cis immobilisent les sections t les copiques de l arbre ou du tube enveloppant La rupture de ces injections indique que la co lonne de direction a r agi un choc impor tant Dans ce cas les fabricants donnent des consignes pr cises sp cifiant si la remise en tat exige la r paration ou le remplacement des l ments touch s Comme le montre la
5. iction de d marrer ou d extraire la cl de contact les interrupteurs multifonctionnels et le coussin gonflable sont des exemples de charges qui ont exig l addition d l ments la colonne de direction Figure 3 5 l ments d une colonne de direction Chrysler Bo tier de direction 77 Arbre inf rieur Goupille lastique Cage q sup rieure Joint de cardan Interrupteurs multifonctionnels Accouplement cardan Colonne de direction pS crou du volant Barillet de la cl de contact Module du coussin gonflable Construction et fonctionnement Comme le trajet entre le bo tier et le volant de direction est rarement droit l arbre compte souvent deux ou trois sections Chacune d elles est reli e par des joints de cardan ou de caoutchouc en toil Selon les mod les l arbre s ins re en partie ou enti rement dans un tube enveloppant Des paliers situ s aux extr mit s sup rieure et inf rieure supportent l arbre et permettent la rotation sans friction Ces paliers sont parfois rempla ables s par ment ou non d montables et int gr s l ensemble de la colonne Module 15 M canique automobile 3 5 ceka CHAPITRE 3 DIRECTION Figure 3 6 Colonne de direction recouvrant la partie sup rieure de l arbre Ford Colonne de direction Palier du Arbre de roulement direction sup rieur inf rieur Les colonnes de direction d aujourd
6. s Il s obtient en divisant le mouvement du volant exprim en degr s par celui des roues directrices galement exprim en degr s titre d exemple un rapport de 15 1 provient de la division du d placement du volant de direction de 15 qui commande le pivotement sur 1 des roues directrices Pour les voitures de promenade modernes la d multiplication de la direction se situe habituellement entre 10 1 et 20 1 Le rapport de d multiplication influence directement le nombre de tours que le volant doit r aliser pour braquer les roues d une but e l autre Naturellement le nombre de tours du volant augmente avec l l vation du rapport Module 15 M canique automobile 3 3 ceka CHAPITRE 3 DIRECTION Figure 3 4 Sp cifications sur une direction extraites d un manuel de r paration Ford Description Sp cifications Gear Ratio rapport de d multiplication 15 1 Number of Turns tours au volant de but e en but e 2 5 Pinion Rack Lubricant Capacity 23 27 grams Power Steering Fluid Capacity Including Steering Pump 2 5 pints Pinion Rack and Pinion Bearing Lubricant C3AZ 19578 A ESW M1C87 A Seal Lubricant Cavity under Dust Seal DOAZ 19584 A ESBM1C93 A Premium Power Steering Fluid E6AZ 19582 AA ESW M2C33 F Effort Required to Initiate Proper Input Shaft Rotation 0 78 2 03 Nem 7 18 Ib in Power Cylinder Drained and Gear Removed from Vehicle Tie Rod Articulation Effort On P
7. tant sur la route alors que le freinage d une roue avant diff re de celui de l autre L essieu pivotant fut donc rapidement remplac par un essieu fixe termin chacune de ses extr mit s par une arti culation Ce type d essieu porte le nom d Ackerman et seuls les porte fus es pivotent lors du bra quage des roues directrices Comme vous l avez vu au chapitre pr c dent l articulation entre l essieu et le porte fus e s effectue au moyen d un axe de fus e ou de rotules et l inclinaison de l axe de pivotement vise l am lioration de la tenue de route Porte fus e Essieu fixe L adoption de ce type d essieu s est accompagn e de plusieurs innovations il a alors fallu inventer un syst me capable de transmettre la commande du volant aux deux roues directrices se d pla ant dor navant en parall le Au fil des ans diff rentes solutions furent successivement adopt es et remplac es par de plus performantes Aujourd hui deux syst mes de direction dominent le march bo tier circulation de billes et cr maill re Dans ce chapitre divis en trois sections vous tudierez d abord les l ments communs aux deux syst mes vous poursuivrez par l tude des directions bo tier circulation de billes et cr maill re 3 2 M canique automobile Module 15 cefa DIRECTION CHAPITRE 3 3 1 PRINCIPES G N RAUX ET L MENTS COMMUNS Lorsqu un automobiliste d clare que la direction d
8. ull Scale 2 10 Ib Tie Rod Outer End Lubricant None Bonded Rubber Design L usage pr vu du v hicule ses dimensions sa masse et l existence ou non d assistance font partie des facteurs consid r s lors du choix du rapport de d multiplication de la direction d un v hicule C est ainsi que le rapport de direction d une voiture sportive est habituellement inf rieur celui d une familiale ce qui acc l re les r actions aux commandes du volant Le qualificatif rapide d crit alors la direction de la voiture sportive et l adjectif lente celle de la familiale La pr sence d une direction assist e qui r duit l effort fournir par l automobiliste permet aussi d opter pour un rapport de d multiplication inf rieur Diam tre de braquage Le diam tre de braquage correspond celui de la circonf rence minimale n cessaire un v hicule pour effectuer un tour complet Dans le but de faciliter la man uvre les fabricants tentent dans la mesure du possible de maintenir le diam tre de braquage le plus faible possible Les sp cifications indiquent parfois le diam tre de braquage pour effectuer un tour complet sur une surface libre ou entre deux murs La distance entre deux murs est toujours plus importante Caract ristiques communes La direction constitue un syst me essentiel la conduite et la s curit d un v hicule Lors de la conception de la direction de toutes les automobiles les ing nieurs doi
9. vent satisfaire aux exigen ces suivantes absence de jeu lorsque le v hicule suit un trac rectiligne friction r duite entre les divers l ments possibilit de rattraper le jeu cr par l usure de composants du bo tier autocentrage c est dire tendance normale des roues revenir d elles m mes en position centrale et s y maintenir r gularit de la force n cessaire pour commander la direction d une but e l autre et main tien de cette force l int rieur de limites tablies r duction maximale de la transmission des chocs de la route au volant tout en fournissant une r troaction l automobiliste 3 4 M canique automobile Module 15 cefa DIRECTION CHAPITRE 3 la sortie de l usine la direction des v hicules r pond tous les crit res num r s Apr s un cer tain temps l usure ou des chocs importants finissent par modifier la direction La connaissance des l ments des divers syst mes est essentielle l entretien et la r paration des directions COLONNE DE DIRECTION R le La colonne de direction tablit par l entremise de l arbre de direction un lien m canique direct entre le volant et le bo tier de direction Au fil des ans plusieurs r les secondaires se sont graduel lement ajout s au r le initial D un simple tube rigide travers par un arbre la colonne des auto mobiles modernes est devenue un ensemble complexe Le verrouillage du volant l interd
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