Comment fonctionne le système de direction assistée ? – Meilleure explication

Introduction

La dynamique du véhicule est une partie intégrante d’un véhicule automobile qui est aussi importante que la chaîne cinématique d’un véhicule, comme si nous avons besoin d’un groupe motopropulseur pour faire fonctionner un véhicule, nous avons également besoin de systèmes de dynamique de véhicule pour maintenir le véhicule en marche avec stabilité, Comme nous le savons, le système de suspension est la partie de la dynamique du véhicule qui fournit le contact de surface ainsi que la stabilité de rotation du véhicule, mais pensons simplement que la rotation de la direction par le véhicule tout en se déplaçant invite beaucoup de forces pour perturber la stabilité du véhicule qui donne lieu à de nombreuses questions comme Comment cela est-il fait ?. Quelles sont les conditions requises pour diriger le véhicule dans la direction souhaitée ? Pour trouver ces réponses, étudions simplement plus loin.

Un système de direction d’une automobile est une partie intégrante de la dynamique d’un véhicule dans lequel une série de composants mécaniques ayant certains angles importants se réunissent pour diriger les roues avant du véhicule selon l’entrée fournie par le passager à travers le volant.

Et le système de direction assistée est le système de direction avancé dans lequel l’effort requis pour diriger les roues avant du véhicule d’un côté à l’autre est réduit en utilisant des dispositifs électriques ou hydrauliques intermédiaires qui multiplient la force appliquée par le conducteur à travers le volant afin d’obtenir un changement de direction lisse et rapide du véhicule.

Aujourd’hui, toutes les 80% des voitures en circulation sont équipées du système de direction assistée qui est devenu le besoin fondamental de l’automobile d’aujourd’hui.

Après l’introduction de la direction assistée en 1903, on constate que le nombre d’accidents sur la route est diminué à la limite appréciable ce qui en fait la nécessité dans une voiture à 4 roues motrices.

Pourquoi avons-nous besoin de la direction assistée ?

Comme nous avons déjà discuté ci-dessus une direction assistée diminue les efforts de direction qui est la nécessité d’un véhicule automobile à 4 roues donc nous avons besoin d’une direction assistée en raison des raisons suivantes

• Réponse rapide- Comme le nombre du véhicule sur la route augmente de jour en jour et aujourd’hui près de 60% des familles du monde ont un 4 roues dans leurs maisons, avec cette augmentation du nombre de véhicules le danger d’accidents sur la route est aussi augmenté, donc pour éviter ce danger et pour prendre des virages rapides requis par les conditions de la route un système de direction à réponse rapide est nécessaire dans un véhicule à 4 roues.
• Efforts de direction – Si nous conduisons de vieilles voitures comme la Maruti Suzuki 800 , il est constaté que le volant de la voiture est très difficile à tourner lorsque le véhicule va en dessous de 40 km/h (au-dessus, la direction est moins dure), ce qui entraîne la fatigue du conducteur lors d’un long trajet. Donc, un véhicule devrait être équipé d’un système de direction assistée afin que l’effort de braquage nécessaire pour diriger les roues avant puisse être réduit.
• Bump steer- Comme nous le savons, les bosses de la route sont réduites par le système de suspension, mais comme le système de direction est directement attaché au moyeu de la roue, une certaine quantité de force de bosses est également transférée au système de direction qui, à son tour, essaie de diriger le véhicule contre la volonté du conducteur en raison de laquelle un véhicule peut perdre sa stabilité, bien que le bump steer puisse être contrôlé mécaniquement en fournissant un rayon de frottement optimal (angle entre la ligne centrale de la roue et l’inclinaison du pivot d’articulation) mais la direction assistée le contrôle d’une manière plus efficace.
• Capacité de retour – après avoir pris un virage, on constate que la direction revient automatiquement à sa position initiale, ce qui redresse automatiquement le véhicule en mouvement. Un véhicule équipé d’un système de direction assistée offre une meilleure capacité de retour au système de direction.

A lire aussi :

Comment fonctionne un moteur à piston libre ?

Types de boîte de vitesses – Explication complète

Comment fonctionne le système de freinage antiblocage (ABS) ?

Types de système de direction assistée

Sur la base de la méthode utilisée pour multiplier la force de direction, il existe 3 types de système de direction assistée qui sont-

1. Système de direction assistée hydraulique- C’est le type de système de direction assistée dans lequel un système hydraulique ayant une pompe hydraulique entraînée par le moteur et des cylindres hydrauliques, est utilisé pour multiplier la force d’entrée du volant qui, à son tour, réduit les efforts nécessaires pour diriger les roues avant du véhicule.

• Un fluide hydraulique hautement comprimé est utilisé à l’intérieur du cylindre hydraulique qui applique une pression sur le mécanisme de direction.

2. Système de direction assistée électro – hydraulique- C’est la version modifiée du système hydraulique dans lequel la pompe hydraulique rotative qui est entraînée par le moteur dans le système de direction assistée hydraulique est remplacée par la pompe hydraulique qui est entraînée par le moteur électrique.

• Il est également appelé le système de direction assistée hybride en raison de l’utilisation des deux composants hydrauliques et électriques.

3. Système de direction assistée électronique- C’est le dernier type de système de direction assistée dans lequel le système hydraulique de la direction assistée hydraulique est complètement remplacé par des moteurs électriques et des capteurs électriques, au lieu d’utiliser la force hydraulique ,le moteur entraîné par la batterie du véhicule est utilisé pour appliquer une force sur le mécanisme de direction et le couple fourni par le moteur est contrôlé par les capteurs qui détectent la position de la colonne de direction.

• La réponse de direction de ce système est rapide et très efficace c’est pourquoi il est utilisé dans presque toutes les nouvelles voitures aujourd’hui.

Composants importants

Les parties importantes d’un système de direction assistée sont-

1. Mécanisme de direction- Habituellement, le mécanisme de direction à crémaillère est utilisé dans la direction assistée dans laquelle le mouvement de rotation du volant est converti en mouvement transversal des roues par un ensemble d’engrenages à vis sans fin à engrènement constant appelé crémaillère qui fournit le mouvement transversal et un pignon qui fournit le mouvement de rotation.

2. Les liaisons – Ce sont les contraintes mécaniques qui assurent le mouvement relatif entre 2 composants, le type de liaisons utilisé dans la direction assistée est le tirant qui relie la crémaillère à la rotule de la roue afin de transférer le mouvement transversal de la crémaillère aux roues.

3. Le dispositif d’alimentation – Comme nous l’avons déjà évoqué plus haut, un dispositif multiplicateur de force (soit hydraulique ou hybride ou électrique) est utilisé pour multiplier la force du volant afin de réduire les efforts de direction. Ce dispositif est fixé avec le pignon du mécanisme à crémaillère.

4. Volant de direction- Un volant rond est utilisé à l’intérieur d’un cockpit (actionné par le conducteur) qui fournit l’entrée de direction rotative aux autres dispositifs de direction afin de diriger le véhicule.

Fonctionnement du système de direction assistée

Le fonctionnement du système de direction assistée diffère avec la différence des dispositifs de multiplication de force utilisés. donc pour comprendre le fonctionnement de la direction assistée, toutes les 3 méthodes doivent être discutées séparément.

1. Système de direction assistée hydraulique

Source de l’image

Dans ce type de système de direction assistée comme nous l’avons discuté ci-dessus, la force hydraulique est utilisée pour multiplier la force d’entrée de la direction afin d’adoucir la direction des roues avant, cette force hydraulique est générée par une série de composants qui comprend un cylindre hydraulique, une pompe hydraulique rotative, des lignes hydrauliques, un fluide hydraulique hautement comprimé et un mécanisme de couplage qui peut coupler ce système hydraulique avec la crémaillère du système de direction.

• Lorsque le conducteur fournit une entrée en tournant le volant, la pompe hydraulique entraînée par le moteur commence à pomper le fluide hydraulique hautement comprimé à travers les lignes.

• La pression hydraulique produite par la pompe entre dans le cylindre hydraulique qui à son tour applique une pression sur le piston du cylindre.

• Le piston qui est sous haute pression commence à se déplacer d’une extrémité à l’autre qui à son tour pousse le fluide supplémentaire à travers les lignes, avec ce mouvement du piston la force d’entrée appliquée par le conducteur est multipliée plusieurs fois.

• Ce fluide à haute pression envoyé par le cylindre hydraulique applique ensuite la pression au pignon attaché par le mécanisme d’accouplement qui à son tour applique une force élevée à l’engrenage de la crémaillère et l’action de direction dans les roues avant a lieu.

A lire aussi :

Qu’est-ce que la CVT – Transmission à variation continue et comment fonctionne-t-elle ?

Surcompresseur centrifuge – Principe de fonctionnement, principales pièces, avantages, inconvénients avec application

Comment fonctionne le convertisseur de couple ?

2. Système de direction assistée hybride ou semi-hydraulique

Dans ce type de système de direction assistée, la pompe hydraulique entraînée par le moteur du système de direction assistée hydraulique est remplacée par une pompe électrique qui la rend plus fiable, c’est la seule modification apportée reste le fonctionnement de ce système est le même que le système de direction assistée hydraulique mentionné ci-dessus.

Source de l’image

3. Système de direction à assistance électrique

Ce système est le plus récent de tous les systèmes de direction mentionnés ci-dessus dans ce type de système de direction comme nous l’avons déjà discuté la multiplication de la force est la fonction du moteur électrique au lieu du fluide hydraulique et le fonctionnement de ce système est le suivant….

Source d’image

• Lorsque le conducteur donne une entrée par le volant, les capteurs électroniques fixés à la colonne de direction lisent l’entrée et les envoient à l’unité de commande électrique du véhicule.

• L’UCE du véhicule analyse ces entrées et envoie le signal de tension au moteur électrique placé à l’extrémité de la colonne de direction dont l’engrenage est en prise constante avec le pignon.

• Du fait de ces signaux de tension envoyés par l’ECU, le moteur qui est entraîné par la batterie du véhicule démarre et fournit le couple particulier selon la valeur des signaux de tension reçus

• Après le démarrage du moteur, l’engrenage qui est en prise constante avec le pignon commence à transmettre le couple multiplié au pignon qui à son tour applique ce couple à la crémaillère par laquelle il est attaché.
• Avec ce couple appliqué par le pignon sur la crémaillère , la crémaillère se déplace qui à son tour oriente les roues avant (avec l’aide des tirants fixés) selon les besoins.

Pour mieux comprendre les différents types de système de direction assistée, regardez la vidéo donnée ci-dessous :

.