Sous le capot d’un véhicule, de nombreux systèmes fonctionnent pour assurer la sécurité des déplacements et le système de direction en fait partie. Mais qu’est-ce que la timonerie de direction et pourquoi est-elle importante dans les véhicules ?
Les systèmes de timonerie de direction se composent de nombreuses pièces qui maintiennent le véhicule dans la bonne direction lorsque le volant est actionné.
Il s’agit d’un élément essentiel de la mobilité des camions. Si vous vous intéressez à la technologie diesel et que vous souhaitez en apprendre les bases, vous pouvez commencer par découvrir les systèmes d’attelage de direction et la manière dont ils aident à transporter les personnes d’un point A à un point B.
Qu’est-ce qu’une timonerie de direction ?
La timonerie de direction est un composant du système de direction qui permet de transférer le mouvement du volant aux roues du véhicule et de les faire tourner dans la bonne direction à la bonne vitesse. Elle est également intégrée à la suspension avant, à l’essieu directeur et aux éléments roue/pneu.
Le système de direction assure également un contrôle directionnel précis du châssis d’un véhicule à poids variable afin de minimiser l’effort du conducteur. Ceci est particulièrement important pour la conduite de semi-remorques et d’autres véhicules lourds.
Rôle de la timonerie de direction
La timonerie de direction est un terme utilisé pour décrire un système de différents pivots et pièces de connexion situés entre les bras de direction et le boîtier de direction qui déplace les pneus d’un véhicule.
Les timoneries de direction prennent le mouvement de la sortie du boîtier de direction et le transfèrent aux bras de direction, qui à leur tour l’envoient aux roues et leur permettent de tourner dans différentes directions. Le système fonctionne lorsque le conducteur tourne le volant.
Histoire de la timonerie de direction
Carl Benz, concepteur de moteurs et ingénieur automobile allemand, a déposé une demande de brevet en 1886 pour inventer officiellement ce que nous appelons aujourd’hui les premières voitures. Elles étaient équipées d’une direction manuelle, beaucoup plus difficile à utiliser que la direction motorisée actuelle, qui nous permet de voyager avec beaucoup moins d’huile de coude !
La direction assistée a été inventée en 1876 par George Fitts, un ingénieur américain. En 1902, Frederick W. Lanchester, un ingénieur anglais qui a commencé ses projets automobiles comme un hobby avant de développer une entreprise automobile, a amélioré la direction assistée grâce à une nouvelle conception hydraulique. En 1926, l’ingénieur américain Francis W. Davis a inventé la première version d’un système de direction assistée pouvant être installé dans une voiture : une direction assistée électrique (EPS).
Toutefois, les constructeurs automobiles n’ont pas adopté ces schémas de direction évolutifs avant les années 1950, lorsque Chrysler a mis en œuvre le premier système EPS dans un système automobile disponible à l’achat pour les consommateurs. À partir de ce moment-là, les systèmes EPS ont commencé à être incorporés dans une grande variété de véhicules, jusqu’à ce que la direction à commande manuelle devienne pratiquement obsolète !
Pièces de la timonerie de direction
La timonerie de direction comprend une série de pièces en fonction du système utilisé, notamment les rotules de direction, le bras de commande de la direction, les embouts de biellette, la barre de traction, le bras de Pitman et les joints à rotule.
- Volant : Le volant d’un véhicule est un dispositif d’entrée mécanique relié à la colonne de direction, elle-même reliée aux roues avant du véhicule par un système de tringlerie et d’engrenages. Lorsque le conducteur tourne le volant, un mouvement de rotation est transmis à la colonne de direction, qui transmet un déplacement angulaire aux roues avant et permet au conducteur de contrôler la direction du véhicule.
- Bras de commande de la direction : Les bras de commande sont des composants qui relient la barre d’accouplement et la mâchoire de direction du côté conducteur d’un véhicule. Lorsque la barre de traction est déplacée en ligne droite, le bras de commande de direction déplace la mâchoire de direction, ce qui modifie l’angle de la mâchoire de direction.
- Rotules de direction : Montées sur la poutre de l’essieu avant par des goupilles en acier également appelées « pivots », les rotules de direction permettent l’action de pivotement nécessaire pour diriger le véhicule. Elles contiennent également un axe sur lequel sont montés les roulements et les moyeux de roue.
- Articulations à rotule : Ces composants assurent la liaison entre les bras de commande de la direction et les fusées de direction. Ils permettent aux rotules de se déplacer. Ils jouent un rôle clé en aidant les roues avant à se déplacer d’avant en arrière, ainsi que de haut en bas, et n’affectent pas la direction.
- Extrémités de biellettes : Les extrémités de biellette sont des douilles à billes qui relient les bras de commande de chaque fusée de direction. Elles permettent de transférer et de synchroniser l’action de direction des deux roues directrices. Les biellettes sont graissées pour protéger les billes et les douilles des tringleries lorsqu’elles se déplacent l’une contre l’autre.
Types de timoneries de direction
En ce qui concerne les systèmes d’engrenages de direction pour service intensif, il existe trois types généraux. Il s’agit des systèmes de direction à vis sans fin et à secteur, à crémaillère et à pignon, et à recirculation de billes.
Vis sans fin et secteur
L’engrenage à vis sans fin utilisé dans ces systèmes de direction est légèrement modifié. Les filets de l’engrenage à vis sans fin d’entraînement sont engrenés avec les filets d’un engrenage à secteur (par l’intermédiaire d’un arbre d’entrée). La rotation de l’arbre d’entrée transmet le mouvement de rotation (via un arbre de sortie) au bras de Pitman. Le mouvement du bras de Pitman est transmis par l’intermédiaire de la biellette, au bras de commande de la direction, puis à la mâchoire de direction et enfin aux roues.
Crémaillère et pignon
La direction à crémaillère est l’option la plus courante sur la plupart des voitures, des petits camions et des SUV. La crémaillère d’un semi-remorque utilise un pignon vertical, une crémaillère horizontale et un système d’assistance qui aide à traduire le mouvement du volant en un mouvement linéaire, qui actionne les barres d’accouplement pour faire tourner les roues du véhicule. Freightliner a introduit la direction à crémaillère sur son châssis Cascadia en 2007.
Boule de recirculation
L’arbre d’entrée de ce type est également relié à l’engrenage à vis sans fin. Cependant, la vis sans fin utilisée est droite. Un écrou à billes monté sur l’engrenage à vis sans fin s’accouple avec celui-ci et présente des dents extérieures d’un côté qui s’engrènent avec un engrenage à secteurs. Des roulements à billes situés dans les rainures entre l’écrou à billes et l’engrenage à vis sans fin transmettent la force lorsque le volant est tourné.
Lorsque la bille qui fait tourner l’écrou se déplace de haut en bas, elle entraîne la rotation de l’engrenage à secteur, ce qui permet au bras Pitman de transmettre le mouvement au bras de commande de la direction et à la mâchoire de direction par l’intermédiaire de la barre de traction, afin de faire tourner les roues.
Symptômes courants d’une timonerie de direction défectueuse
Si des pièces de la timonerie de direction commencent à s’user, vous pouvez ressentir toute une série de symptômes sur la route. Les symptômes les plus courants d’une timonerie de direction défectueuse sont les suivants :
- Le véhicule tire d’un côté pendant la conduite
- Usure irrégulière des pneus
- Augmentation des bosses et des rebonds
- Dérive de la direction dans les virages
- Vibrations dans le volant
- La direction glisse lorsqu’on tourne la roue
- Bruits de cognement et d’entrechoquement
Plusieurs de ces symptômes sont similaires pour de nombreuses pièces des systèmes de direction et de suspension. Il est donc important de faire inspecter votre véhicule par un technicien qualifié afin de diagnostiquer la source du problème.
FAQ sur la timonerie de direction
En quoi consiste une timonerie de direction ?
Les systèmes de timonerie de direction prennent le mouvement du boîtier de direction et le transmettent à vos roues. Cela permet de s’assurer que votre voiture va dans la direction que vous souhaitez lorsque vous tournez le volant.
Quelles sont les différentes parties d’une timonerie de direction ?
Le système de timonerie de direction comporte de nombreuses pièces. Il s’agit notamment du volant, du bras de commande de la direction, des rotules de direction, des joints à rotule et des extrémités des barres d’accouplement. Elles travaillent ensemble pour transmettre les signaux du conducteur du volant aux roues avant du véhicule, en contrôlant la direction du véhicule et en permettant aux roues avant de se déplacer en synchronisation, ainsi que d’avant en arrière, de haut en bas et de bas en haut.
Les composants de la direction d’un camion sont-ils différents de ceux d’une voiture ?
Absolument, il existe des différences entre les pièces de la timonerie de direction d’un camion et les composants de la direction d’une voiture. En raison de leur poids, les camions ont besoin d’un couple plus important pour faire tourner les roues avant, ce qui se traduit par un volant plus grand pour un effet de levier plus important et inclut souvent des composants supplémentaires tels qu’un stabilisateur de direction.
Quels sont les symptômes courants d’une timonerie de direction défectueuse ?
Les symptômes les plus courants d’une timonerie de direction défectueuse sont les suivants : le véhicule tire d’un côté, l’usure des pneus est irrégulière, la conduite est plus cahoteuse, le véhicule dérive dans les virages, le volant vibre, le véhicule glisse dans les virages ou même il y a des bruits de cliquetis.
Les pièces de la timonerie de direction doivent-elles faire l’objet d’un entretien spécifique ?
Oui, les pièces de la timonerie de direction doivent faire l’objet d’un certain nombre d’opérations d’entretien. Elles doivent être inspectées régulièrement et ajustées pour compenser l’usure. La lubrification est également essentielle pour éviter une usure prématurée et des contraintes excessives sur le système.
Puis-je remplacer moi-même les composants de la timonerie de direction ou dois-je faire appel à un professionnel ?
Les réparations et les remplacements des systèmes de timonerie de direction peuvent être des tâches complexes ! Une erreur peut entraîner de graves problèmes de sécurité. Si vous n’avez pas l’expérience et les compétences nécessaires, il est préférable de confier cette tâche à un professionnel.
Une timonerie de direction endommagée pose-t-elle des problèmes de sécurité ?
Oui, une timonerie de direction endommagée pose de sérieux problèmes de sécurité. En particulier, en cas de défaillance, vous risquez de perdre le contrôle de votre véhicule, ce qui pourrait entraîner un accident.
