Comment fonctionne la crémaillère ?
La direction permet de contrôler la trajectoire d'une voiture dans la direction choisie par le conducteur. Les principaux composants du système de direction sont le mécanisme de direction et le système de commande de direction. Aujourd'hui, les constructeurs automobiles équipent les voitures particulières de mécanismes de direction à crémaillère, dont la base est la crémaillère de direction.
Pour garantir un haut niveau de confort de conduite, la crémaillère de direction est équipée d'une direction assistée hydraulique (HPS) ou d'une direction assistée électromécanique (EPS). Il existe trois principaux types de crémaillères de direction :
- Crémaillères de direction mécaniques.
- Crémaillères avec direction assistée hydraulique (HPS).
- Crémaillères avec direction assistée électromécanique (EPS).
Crémaillères de direction mécaniques
Les plus simples dans leur conception, elles représentent un transfert direct du couple de l'arbre d'entrée avec un engrenage vers la crémaillère dentée. Ce type de crémaillère est souvent utilisé en combinaison avec l'EPS et est installé sur la colonne de direction.
Parmi les principaux composants d'une crémaillère de direction mécanique, on peut citer les suivants :
- Boîtier en aluminium, avec une cavité spéciale pour la protection ondulée afin d'empêcher l'humidité et la saleté de pénétrer dans le mécanisme.
- Engrenage ou roue dentée, situé à l'intérieur du boîtier du mécanisme de direction, maintenu en place par un roulement spécial.
- Ressort avec piston sous pression. Son rôle est de presser fermement la crémaillère de direction contre l'engrenage, permettant ainsi un engagement maximal des dents.
- Douille pour le joint de la barre d'accouplement. Elle fonctionne selon un intervalle spécifié par les ingénieurs et assure le mouvement nécessaire à la crémaillère mécanique.
Crémaillères de direction avec direction assistée hydraulique
La principale différence par rapport à une crémaillère mécanique réside dans la présence de vérins hydrauliques formés entre la crémaillère dentée et le boîtier. Une vanne à tiroir est installée sur la barre d'entrée de la crémaillère.
Il est nécessaire de surveiller en permanence l'état de l'entraînement hydraulique afin d'éviter les fuites de fluides de travail et leur contamination. Pour retirer le mécanisme de direction, il est nécessaire de vidanger le fluide de travail. Lors du remplissage de l'entraînement hydraulique avec du fluide de travail neuf, il est nécessaire de purger l'air du système.
Ce type de crémaillère a été largement utilisé jusqu'en 2000. Ensuite, on est passé à des crémaillères avec direction assistée électromécanique. Actuellement, le HPS est principalement utilisé dans les véhicules tout-terrain et utilitaires. Environ 98 % de toutes les voitures particulières produites aujourd'hui sont équipées d'un EPS.
Crémaillères de direction avec direction assistée électrique
Dans les crémaillères de ce type, le renforcement est assuré par un moteur électrique. Le fonctionnement du moteur électrique est contrôlé par le système EPS.
Il existe plusieurs types d'EPS, qui diffèrent par la manière dont la force est transmise à la barre de crémaillère et par l'emplacement du bloc de commande.
- La conception la plus courante consiste à placer le moteur électrique à côté de la crémaillère et à assister son mouvement à l'aide d'un engrenage supplémentaire et d'un engrenage à vis sans fin.
- Une autre solution consiste à placer le moteur électrique parallèlement à la crémaillère, la transmission de la force étant assurée par une courroie crantée.
- La troisième option est appelée « entraînement direct ». Dans ce type de crémaillère, la barre de crémaillère se déplace à l'intérieur du moteur à l'aide d'un système de transmission de force à vis et écrou, ce qui rend l'ensemble très compact.
Les blocs de commande avec direction assistée électromécanique diffèrent également par leur emplacement. Dans les voitures européennes, le bloc EPS est souvent monté à côté du moteur électrique ou sur celui-ci, essentiellement sur la crémaillère. Dans les voitures japonaises et coréennes, le bloc de commande est installé plus près du tableau de bord. Dans le premier cas, la conception est plus facile à réparer, mais le bloc de commande peut subir des dommages mécaniques ou des infiltrations d'eau. Dans le second cas, le bloc de commande est mieux protégé, mais si un contrôle séparé de la crémaillère est nécessaire, il faut tirer plusieurs mètres de câbles pour trouver le bloc de commande lui-même.
