Un agencement de direction à crémaillère et pignon typique, montrant comment la crémaillère agit directement sur les bras de direction de roues.
Le système de direction convertit la rotation du volant de direction en un mouvement de pivotement des roues de route de telle manière que le bord extérieur du volant vise à déplacer les roues sur une courte distance.
Le système permet ainsi un minimum d'effort afin de déplacer une charge lourde. La jante de 380 mm de diamètre peut se déplacer de quatre tours à gauche et à droite soit près de 5 m, tandis que le bord d'une roue de route se déplace sur une distance de seulement un peu plus de 300 mm. Si ce système n'était pas en place, la force que le conducteur devrait développer serait 16 fois plus importante.
L'effort de direction passe aux roues par un système de joints pivotants. Ils sont conçus pour permettre aux roues de se déplacer vers le haut et vers le bas avec lasuspension sans en changer l'angle de direction.
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Ils assurent également que dans les virages, la roue avant intérieure - qui doit se déplacer autour d'une courbe plus serrée que celui de l'extérieur - une inclinaison plus forte.
Les joints doivent être ajustés de façon très précise, une seule erreur peut endommager la direction et rendre le véhicule très dangereux.
Il existe deux systèmes de direction d'usage courant, le pignon et crémaillère et le boîtier de direction.
Sur les grandes voitures, soit le système peut être assistée pour réduire davantage l'effort nécessaire pour le déplacement, surtout quand la voiture se déplace lentement.
Le système à crémaillère et pignon
Crémaillère et pignon
Le pignon est en prise étroite avec la crémaillère , de sorte qu'il n'y a pas de jeu dans les engrenages. Cela donne la direction très précise.
A la base de la colonne de direction se trouve un petit pignon (en roue dentée) à l'intérieur d'un boîtier. Ses dents sont prisent avec une autre rangée de dents sur une grille, elle même situé sur une longue barre transversale.
Lorsque le pignon tourne, il fait bouger la grille de droite à gauche. Les extrémités de la crémaillère sont couplés aux roues des barres d'accouplement.
Ce système est simple, avec peu de pièces mobiles pour éviter l'usure, et permet ainsi de rendre l'ensemble plus précis.
Un joint universel dans la colonne de direction permet de se connecter avec le rack sans incliné le volant maladroitement.
La boîte de direction
A la base de la colonne de direction se trouve une boîte qui contient une vis sans fin. Un ver est un cylindre fileté, comme un petit boulon. Imaginez tourner un boulon tout en maintenant un écrou sur elle ; l'écrou se déplacer le long du boulon. De la même manière, en tournant la vis sans fin, l'écrou se déplace dans son fil.
Selon la conception, la partie mobile peut être un secteur (comme une tranche d'une roue dentée), une cheville ou un rouleau relié à une fourchette ou à une noix.
Dans direction à vis et à embout, la vis se déplace sur le bras par un embout connecté à la fourche.
Le système d'écrou peut durcir les billes fonctionnant à l'intérieur du fil entre la vis et l'écrou. Comme les écrous se déplacent, les billes sortent dans un tube qui les ramène au début ; il est appelé un système à recirculation de billes.
Le ver se déplace sur bras de baisse liée par une tige, jusqu'à un bras de direction qui fonctionne avec la roue avant la plus proche.
Dans la re-circulation de billes direction, le fil entre la vis et l'écrou est rempli de boules .
Une barre d'accouplement atteint par le centre, l'autre côté de la voiture, où elle est reliée à l'autre roue avant par une autre barre d'accouplement et par le bras de direction. Un bras de renvoi pivotant tient le bout de la tige au niveau du centre.L'agencements de bras varient beaucoup suivant le type de voiture.
Le système de direction a de nombreuses pièces mobiles, donc il est moins précis que le système de rack, du fait qu'il y ait plus de place pour l'usure et le déplacement.
Direction assistée
Sur une voiture lourde, la direction est tellement lourde, qu'un système d'aide est installer pour rendre le geste moins difficile.
L'engrenage lourd peut être gênant lors du stationnement dans les espaces confinés. La direction assistée surmonte alors ce problème. Le moteur entraîne une pompe qui fournit de l'huile sous haute pression à l'armoire ou au boîtier de direction.
Les valves dans la boîte de direction s'ouvrent lorsque le conducteur tourne le volant, permettant à l'huile de s'engouffrer dans le cylindre. L'huile fonctionne comme un piston qui aide à pousser le volant dans la direction appropriée.
Dès que le conducteur arrête de tourner la roue, les vannes se ferme et l'action de poussée du piston s'arrête.
L'alimentation assiste seulement le directeur - le volant est toujours liée aux roues de façon habituelle .
Donc, si la puissance échoue, le pilote peut encore piloter mais le pilotage devient beaucoup plus lourd et physique.
