Qu’est-ce qu’un Système de Direction assistée? / Comment fonctionne une pompe de direction?

Qu’est-ce que la direction assistée?

Le « virage » est une fonction fondamentale d’un véhicule qui est produite par un système de direction qui change la direction du véhicule en tournant le volant, ce qui fait tourner davantage les pneus. Un système de direction assistée est un dispositif mécanique qui aide le conducteur à faire tourner le véhicule en augmentant la force de direction requise pour faire tourner les roues, ce qui facilite la direction ou le déplacement du véhicule.

La pompe de direction assistée comprime et garantit que le fluide hydraulique pénètre dans le système de direction assistée du véhicule, ce qui aide le conducteur à diriger les volants du véhicule.

Un actionneur électrique ou hydraulique fournit une puissance contrôlée au dispositif de direction afin que le conducteur puisse mettre moins d’énergie pour diriger le volant lorsqu’il roule à des vitesses normales ou lorsque le véhicule est à l’arrêt.

La direction assistée est conçue de manière à fournir un retour artificiel sur les forces agissant sur les roues. Ce système avait un rotor fendu qui tourne pour permettre au fluide d’entrer dans la pompe.

Au fur et à mesure que le fluide pénètre dans le rotor, il continue de tourner, déplaçant le fluide vers l’orifice de vidange. À ce stade, le fluide introduit un réservoir dans le système de direction, où le réservoir aide le mécanisme de direction à utiliser la pression appropriée pour maintenir les roues en rotation en douceur.

La direction assistée d’un véhicule est une composante essentielle de la dynamique du véhicule, qui combine plusieurs pièces mécaniques à des angles de clé spécifiques pour orienter les roues avant du véhicule en réponse aux entrées des passagers par les roues directrices.

De nos jours, 80% de tous les véhicules sur la route ont des systèmes de direction assistée qui sont devenus une exigence essentielle de chaque véhicule.

Comment fonctionne une direction assistée ?

Un système de direction transforme le mouvement de rotation du volant en un mouvement de pivotement de la roue de route de sorte que les jantes du volant peuvent orienter sur une longue distance pour déplacer la roue de route sur une courte distance.

Le système de direction assistée fonctionne différemment selon le multiplicateur de force utilisé. Par conséquent, pour comprendre le fonctionnement de la direction assistée, vous devez comprendre individuellement les méthodes suivantes.

1) Système de direction assistée hydraulique

Le système de direction assistée hydraulique (HPS) utilise un système hydraulique pour augmenter la force d’entrée de direction et diriger en douceur les roues avant. Cette force produit à travers une chaîne de différentes pièces telles que de l’huile hydraulique hautement comprimée, des conduites hydrauliques, une pompe à rotor hydraulique, un vérin hydraulique et un mécanisme de liaison qui relie le système hydraulique au système de direction.

Le système de direction hydraulique fonctionne de la manière suivante:

• Lorsque le conducteur envoie une entrée en tournant le volant, la pompe hydraulique entraînée par le moteur lance le pompage de l’huile hydraulique hautement pressurisée à travers la conduite.
• La force hydraulique produite par la pompe pénètre dans le cylindre, ce qui imprime cette pression au piston du cylindre hydraulique.
• Le piston haute pression commence à courir d’une extrémité à l’autre, poussant plus de fluide à travers la conduite. Lorsque le piston se déplace, la force d’entrée du conducteur se multiplie de nombreuses fois.
• Ensuite, le fluide haute pression délivré par le cylindre exerce une pression sur les pignons reliés au dispositif d’embrayage, appliquant ainsi une force importante à la crémaillère pour orienter les roues avant.

Pour mieux comprendre le fonctionnement du système de direction hydraulique, regardez la vidéo suivante:

2) Système de direction assistée électrique (EPS)

Dans les types de systèmes de direction, un système d’alimentation électrique est le dernier système de direction assistée. En effet, dans ce système, un moteur électrique utilise pour multiplier la force d’entrée de direction au lieu du fluide hydraulique. Le fonctionnement du système de direction électrique est donné ci-dessous:

• Lorsque le conducteur envoie une entrée via le volant, un capteur électronique monté sur la colonne de direction détecte les entrées et les envoie à l’ECU (unité de commande électrique) de l’automobile.
• L’ECU de l’automobile analyse l’entrée du volant et délivre un signal de tension au moteur électrique à l’extrémité de la colonne de direction. Les engrenages du moteur électrique s’engrènent toujours avec les pignons.
• L’unité de commande électrique envoie le signal de tension de sorte que le moteur électrique alimenté par la batterie de l’automobile puisse démarrer et fournir un couple spécifique en fonction de la valeur du signal de tension reçu.
• Dès le démarrage du moteur, les engrenages qui maintiennent un maillage constant avec les pignons commencent à transmettre le couple multiplié au pignon, qui transfère ce couple à la crémaillère fixe.
• Lorsque ce pignon exerce un couple sur la crémaillère, la crémaillère se déplace pour orienter les roues avant au besoin (via des tirants liés).

Pour mieux comprendre le fonctionnement de l’EPS, regardez la vidéo suivante:

Types de système de direction assistée

Le système de direction assistée a les trois types suivants:

1. Direction hydraulique
2. Direction électrique
3. Direction assistée à tringlerie
4. Direction électrohydraulique
5. Direction assistée intégrale

1) Système de direction hydraulique

Un système de direction assistée hydraulique (HPS) utilise un système hydraulique pour multiplier une force sur les entrées du volant dans la direction de la roue de route du véhicule (généralement les roues avant). La force hydraulique est généralement générée par une pompe entraînée par un moteur de l’automobile.

Un vérin hydraulique à double effet force les organes de direction à faire tourner la roue de route. Ces volants utilisent la soupape pour contrôler le débit du cylindre.

Lorsqu’un conducteur applique plus de couple à la colonne de direction et au volant, la soupape augmentera le débit de fluide par le cylindre et une plus grande force sera exercée pour faire tourner les roues. Lorsque le piston du vérin hydraulique touche la fin de sa course, la soupape de pression arrête une pression d’accumulation risquée.

La pompe de direction assistée hydraulique étant une pompe volumétrique, le débit fourni par cette pompe est proportionnel au régime moteur. Cela signifie que la direction se déplace naturellement plus rapidement à haut régime qu’à bas régime.

Avantages du système de direction hydraulique: –

• Le système de direction hydraulique n’a aucun avantage dans les voitures.
• Tous les composants sont réparables.
• Dans le cas d’un camion, il est moins cher que l’EPS

Inconvénients du système de direction hydraulique: –

• Il a un poids élevé par rapport à EPS
• Il a un prix élevé par rapport à EPS (pour les voitures)
• Plus de retard de réponse par rapport à EPS (en raison du jeu dans la construction)
• Il nécessite un entretien élevé
• Le système devient plus lourd que la direction manuelle lorsque l’assistance électrique tombe en panne.

Savez-vous comment fonctionnent les voitures hybrides?

2) Système de direction assistée électronique / électrique

La direction assistée à moteur (MDPS) ou le système de direction assistée électrique (EPS) utilise un moteur électrique au lieu d’un système hydraulique pour aider le conducteur de l’automobile.

Les capteurs du véhicule identifient le couple et l’emplacement de la colonne de direction, et un module AI transmet le couple auxiliaire via un moteur électrique qui couple la colonne de direction ou l’appareil à gouverner. De cette façon, vous pouvez fournir différents services d’assistance en fonction des situations de conduite.

Les ingénieurs peuvent ajuster la réponse de l’ensemble de l’appareil à gouverner en fonction du taux et de la vitesse variables, du système de suspension, du fonctionnement, du réglage de la conduite, de la maniabilité et de la direction de n’importe quel véhicule.

Sur les véhicules du groupe Fiat, vous pouvez ajuster le montant de l’assistance à l’aide du bouton « VILLE ». Cela vous permet de basculer entre deux courbes d’assistance différentes et de nombreux autres systèmes EPS contiennent des fonctions de support différentes. Ceux-ci aident beaucoup lorsque le véhicule ralentit et moins à grande vitesse.

Une liaison mécanique entre l’appareil à gouverner et le volant est toujours maintenue dans le MDPS. La tringlerie mécanique peut être utilisée comme dispositif de secours en cas de panne d’alimentation ou de pièce qui ne peut pas fournir d’assistance.

Si le système de direction assistée électrique tombe en panne, le conducteur se trouve dans une situation qui nécessite un effort important pour tourner le volant. Cet effort intense est similaire au travail d’un système d’assistance à la direction hydraulique non fonctionnel.

Avantages Système de direction électrique: –

• Il a moins de prix que HPS (pour les voitures)
• Son montage est simple
• Poids léger
• Il nécessite moins d’entretien qu’un système hydraulique

Inconvénients du Système de direction électrique: –

• Il a un maximum de composants non réparables.
• L’unité d’assistance se situe sur la colonne de direction, donc une colonne lourde.

3) Direction assistée électrohydraulique

Le système de direction assistée électrohydraulique est une version améliorée du système hydraulique dans lequel une pompe de direction hydraulique est placée, qui s’entraîne par un moteur électrique au lieu d’un moteur.

Ce système est également connu comme un système de direction hybride car il utilise des composants électriques et hydrauliques.

4) Direction assistée intégrale

La direction assistée intégrale permet d’obtenir une puissance d’assistance lorsque la force exercée sur la jante du volant passe de 2 à 5 livres. Ce système dispose d’une boîte de vitesses d’assistance électrique intégrée spéciale, de conduites hydrauliques et d’une pompe de direction assistée. Il a un piston hydraulique qui est installé dans la boîte de vitesses de la direction.

La boîte de vitesses comporte une soupape de commande, un piston hydraulique, un engrenage sectoriel et une vis sans fin conventionnelle. Selon la conception de direction assistée intégrée, la soupape de commande peut avoir des conceptions différentes, telles qu’une soupape rotative ou une soupape à tiroir.

La soupape de contact de réaction est reliée au palier de butée de l’arbre à vis sans fin par l’intermédiaire d’un levier d’actionneur et d’une liaison. Le couple de palier de butée déplace la soupape de commande et ouvre et ferme le passage d’huile entre le corps de la soupape et le boîtier de l’ensemble engrenage et pignon.

5) Tringlerie Direction assistée

Dans ce système, le vérin électrique se connecte à la tringlerie de direction. La direction assistée de la tringlerie est dotée d’une soupape de commande hydraulique. L’un des côtés de cette vanne se connecte à un lien central ou à un lien de traînée.

L’appareil à gouverner et le volant envoient des signaux d’entrée à la soupape de commande.

La vanne réagit, ouvre la connexion et dirige le fluide hydraulique vers le vérin hydraulique en tournant à droite ou à gauche. Ce bélier se connecte à la tringlerie de direction. L’écoulement du liquide d’un côté du piston du vérin contrôle la direction de la puissance. Un inconvénient majeur de ce système de direction est qu’il peut être facilement endommagé.

Composants du système de direction

Le système de direction comporte les principaux composants suivants:

1. Pompe de direction assistée
2. Tube de pression
3. Soupape de commande
4. Volant
5. Arbre
6. Appareil à gouverner

1) Volant

Le volant est également connu sous le nom de volant de commande que le conducteur utilise pour faire tourner l’automobile. Il dispose d’un interrupteur d’essuie-glace, d’un interrupteur d’éclairage, d’un interrupteur d’indicateur de circulation, etc. Cette roue est également appelée roue motrice. Un volant est également une sorte de commande de direction pour le véhicule.

Les volants sont utilisés dans presque toutes les dernières automobiles terrestres, y compris tous les tracteurs, camions lourds et légers, autobus, voitures, etc.

2) Arbre ou colonne de direction

L’arbre également appelé colonne de direction qui est monté dans une colonne de direction creuse. Lorsque le conducteur dirige le volant, la colonne de direction tourne également. De cette manière, le mouvement du volant est transféré aux organes de direction.

3) Appareil à gouverner

Une extrémité du bras du pitman est cannelée au culbuteur de l’appareil à gouverner et l’autre extrémité est liée à la chaîne d’entraînement par l’intermédiaire d’une rotule.

L’appareil à gouverner transmet le signal d’entrée de la direction du conducteur au mécanisme de tringlerie de direction pour faire tourner la roue du véhicule. Il multiplie également le changement de direction du conducteur pour que les roues avant puissent tourner plus haut que le volant.

4) Bras de Pitman ou bras de chute

Lorsque vous tournez le volant vers la gauche ou la droite, le pitman transfère le mouvement au tirant qu’il obtient par l’appareil à gouverner. Si l’automobile a une suspension élévatrice, un « bras de chute » sert à ajuster la direction.

5) Joints à rotule

Un joint à rotule est un roulement à billes qui relie la fusée de direction au bras de commande. Les boulons de roulement sont coniques et filetés et montés dans les trous coniques des articulations de direction. Le boîtier de protection éloigne la poussière de l’assemblage.

6) Liaison de traînée

Ce composant du système de direction transforme l’arc de flexion du bras de direction en un mouvement linéaire dans le plan des autres liaisons de direction. Les maillons de traînée relient le bras de direction au bras de chute, ou dans quelques cas, il se connecte à l’ensemble du tirant.

7) Bras de direction

Le bras de direction est le bras avec lequel la force de direction passe des organes de direction à la liaison de traînée.

L’objectif principal d’une direction assistée est de permettre au conducteur de tourner correctement et en toute sécurité.

8) Axe

Avec la rotation du volant, son mouvement est transféré par l’appareil à gouverner au bras du pitman. Après cela, ce mouvement est transféré au lien de glisser. Et le lien de traînée transmet ce mouvement à l’axe, qui tourne autour du pivot. Cela fera tourner la roue droite du véhicule.

9) Fusée de direction

Dans la suspension d’un véhicule, une fusée de direction est un composant qui a la broche ou le moyeu de roue et se connecte aux pièces de direction et de suspension. Il est également connu sous le nom de moyeu, montant, broche et fusée de direction.

10) Pompe de direction assistée

La pompe de direction assistée comprime le fluide hydraulique et augmente la pression du fluide. Après cela, la pompe de direction pompe le pressurisé dans le cylindre du système de direction.

Comment pouvez-vous identifier que votre pompe de direction assistée fonctionne mal?

Les principaux symptômes d’une pompe de direction assistée défectueuse sont les suivants:

1) Fuite de liquide de direction assistée

Le liquide de direction assistée est une partie importante de la pompe. Par conséquent, la fuite de trop peu de liquide de direction assistée de la pompe peut générer des problèmes. Les pompes peuvent également subir des dommages physiques dus à l’usure & et au vieillissement.

2) Couleur du liquide de direction assistée

Lors de la vérification du niveau de liquide du réservoir de stockage, faites attention à la couleur du liquide de direction assistée. S’il est gris, cela signifie qu’il est rouillé et ne peut pas fonctionner correctement comme il doit le faire. Une trop grande quantité d’air entrant dans le système peut causer de la rouille en raison d’une pompe de direction assistée défectueuse.

3) Couinement au démarrage

C’est un signe qui indique que la courroie d’accessoire a été desserrée, mais cela indique également que la pompe de direction assistée fonctionne mal. Avant le remplacement de la pompe, assurez-vous que la tension de la courroie accessoire est correctement réglée.

Si vous entendez un grincement dans un virage serré et pas seulement au démarrage, cela pourrait indiquer que la courroie est desserrée et que la pompe est défectueuse.

4) Bruit de gémissement ou de gémissement pendant la direction

D’autres sons anormaux peuvent survenir en raison d’un dysfonctionnement de la pompe de direction assistée. L’ombrage a un bruit plus cruel que le gémissement. Ce bruit est principalement dû à un manque de liquide adéquat qui peut endommager d’autres composants du système de direction assistée. Le bruit peut également produire en raison du roulement assommé de sa place.

Le bruit de gémissement est généralement amplifié lorsque la vitesse du moteur augmente et que le volant tourne. Si vous recevez de tels bruits étranges en tournant le volant, rendez-vous dans un endroit sûr (par exemple, une route facile) et roulez de différentes manières (accélérer, tourner, démarrer et freiner sous différents angles, etc.) pour découvrir le problème et sa solution.

5) Effort de direction accru

Les véhicules équipés d’un système de direction assistée doivent se diriger assez facilement. Si la direction de l’automobile semble difficile à tourner et augmente l’effort de direction, vous devez vérifier votre pompe de direction assistée.

Quel est le coût du remplacement de la pompe de direction assistée?

Si la pompe de direction assistée de votre véhicule a été endommagée et ne peut pas être réparée, elle doit être remplacée. Plusieurs aspects affectent le coût du remplacement d’une pompe de direction assistée. Certains de ces facteurs sont donnés ci-dessous:

1. Le premier et le plus important facteur qui affecte le coût de remplacement de la pompe de direction est le type de véhicule que vous conduisez. Le modèle et la marque de votre véhicule ont un impact significatif sur le coût de remplacement d’une pompe de direction assistée. Si vous avez une ancienne version du véhicule, le technicien peut facturer un coût élevé car il peut être plus difficile pour un mécanicien de trouver toutes les pièces qu’il souhaite. De plus, ces pièces peuvent être plus rares que les pièces du nouveau véhicule et peuvent prendre plus de temps à compléter. Dans ce cas, les frais de remplacement seront élevés.
2. Un autre facteur qui affecte le coût de remplacement d’une pompe de direction est l’emplacement ou la zone où vous habitez. Parce que le coût de tout varie selon les zones. Avant de demander à un technicien de réparer votre véhicule, il est important d’obtenir une inspection et une estimation du prix par le technicien. De cette façon, vous pouvez mieux comprendre le coût de remplacement.

Les directives générales pour le coût de remplacement d’une pompe de direction assistée se situent généralement entre 200 et 350 $. Ce prix comprend le coût des pièces et de la main-d’œuvre. Comme nous en avons discuté précédemment en fonction du modèle de votre véhicule et de la région où vous habitez, ce coût peut être augmenté.

Avantages et inconvénients de la direction assistée

Le système de direction présente les principaux avantages et inconvénients suivants:

Avantages du système de direction

• Le système de direction fournit un virage contrôlé et précis sur la route
• Il offre au conducteur une stabilité et un contrôle des volants très utiles dans l’état de la route mouillée.
• La direction assistée permet au conducteur d’effectuer une direction circulaire plus petite à une vitesse inférieure.
• Il est très pratique sur les routes ou les terrains plus difficiles
• Il offre une grande stabilité en ligne droite
• Le système de direction a la capacité de fournir une force élevée
• Ce système permet un changement de voie facile car si le conducteur conduit le véhicule à grande vitesse et qu’il souhaite un changement de voie rapide, le système de direction fournit une aide pour un changement de voie rapide.

Inconvénients du système de direction

• Le système de direction a un coût élevé car il se compose de divers composants tels que pompe de direction, arbre, volant, bras de pitman et colonne de direction, etc., de ce fait, son coût augmente.
• Parce qu’il contient de nombreux composants, il a donc toujours de nombreuses chances d’échouer.
• La liaison est extrêmement complexe.

Direction assistée vs Direction manuelle

La principale différence entre la direction assistée et la direction manuelle est donnée ci-dessous:

Direction assistée	Direction manuelle
Un système de direction qui utilise une source d’énergie pour diriger les roues du véhicule est connu sous le nom de direction assistée.	Un système de direction dans lequel une puissance manuelle est utilisée pour faire tourner les roues est appelé système de direction manuelle.
La direction de la voiture est un exemple de direction assistée.	La direction de vélo est un exemple de direction manuelle.
Il répond très rapidement.	Il a une réponse lente.
Il fait tourner les roues du véhicule très rapidement.	Ce système fait tourner la roue lentement.
La direction assistée a un coût très élevé.	La direction manuelle a un faible coût.
Il a un poids élevé.	Il a un faible poids.
Il a un design complexe.	Il a une conception simple et fiable.
Ce système comprend un ensemble de direction assistée, des conduites, des flexibles, un réservoir de fluide et une pompe hydraulique.	Ce système comporte des tringleries, une boîte de vitesses manuelle, une colonne et un volant, un bras pitman et un ensemble pignon et crémaillère.

Section FAQ

Quels sont les types de systèmes de direction?

Quelle est la fonction de base d’une direction assistée?

Combien coûte une direction assistée?

Tu sais ?

1. Comment fonctionne une voiture hybride?
2. Comment fonctionne une pompe à jet?