La direction assistée permet de réduire l’effort fourni par le conducteur pour diriger son véhicule en faisant appel à une source de puissance annexe pour orienter les roues.
1) Fonctionnement :
a) Le réservoir et son filtre :
Il contient le liquide hydraulique, son bouchon est pourvu d’une jauge permettant de contrôler le niveau aussi bien à chaud qu’à froid.
Un filtre monté sur l’arrivé du retour permet d’épurer le liquide il est plaqué sur la conduite de retour par un ressort, celui-ci permet au filtre de se soulever si la pression de retour est trop importante (colmatage, froid)et laisser passer l’huile directement dans le réservoir.
2) Le boîtier de direction :
a) Description :
- Corps 2.Ecrou-piston à crémaillère 3. Arbre d’entrée /distributeur rotatif
6. Limiteurs de braquage 7. Arbre de torsion
b)Fonctionnement mécanique :
L’effort du conducteur est transmis via l’arbre d’entrée à la vis sans fin à circulation de bille.
La rotation de la vis entraîne le déplacement à gauche ou à droite de l’écrou piston.
Le piston est pourvu d’une crémaillère, lors de son déplacement la crémaillère va transmettre le mouvement au secteur denté transformant ainsi la translation en rotation.
Le secteur denté est relié à la bielle pendante qui transmet ainsi l’effort de commande à la timonerie.
Le fonctionnement sans assistance demande un effort important de la part du conducteur, en effet le rapport de démultiplication est faible, mais cela permet en contre partie d’avoir un système de direction précis. Il va de soit que le mode sans assistance est un mode de secours.
c) Fonctionnement de l’assistance :L’assistance est pilotée par un distributeur rotatif réalisé par trois élément principaux :
- La vis sans fin.
- L’arbre de torsion.
- L’arbre d’entrée.
L’arbre d’entrée est lié de manière élastique à la vis sans fin grâce à l’arbre de torsion.
Cette élasticité permet de dévoiler ou masquer des canaux usinés dans l’arbre d’entrée et la vis sans fin.
Afin de comprendre le fonctionnement de l’assistance une section de cet ensemble est reportée à droite du boîtier de direction sur chacune des positions.
(a) Volant au point milieu :
Lorsque que le volant est au point milieu aucun effort n’est transmis à l’arbre d’entrée
il n’y donc pas de décalage entre les canaux de l’arbre d’entrée et ceux de la vis sans fin.
Dans cette position le liquide hydraulique circule librement dans les deux chambres et vers le canal de retour via l’arbre d’entrée.
Les limiteurs d’angle de braquage sont tous les deux ouverts laissant eux aussi passé d’une chambre à l’autre.
(b) Braquage à droite :
L’effort de rotation transmis à l’arbre d’entrée permet grâce à l’élasticité de l’arbre de torsion de mettre en communication les canaux d’alimentation avec les canaux reliés à la chambre de droite.
Les canaux de retour sont mis en communication avec les canaux de la chambre de gauche.
Le limiteur d’angle de braquage gauche est plaqué sur son siège bloquant ainsi la circulation entre les deux chambres.
La pression dans la chambre droite augmente assistant ainsi l’effort de commande sur le secteur denté.
(c) Braquage à gauche :
L’effort de rotation transmis à l’arbre d’entrée permet grâce à l’élasticité de l’arbre de torsion de mettre en communication les canaux d’alimentation avec les canaux reliés à la chambre de gauche.
Les canaux de retour sont mis en communication avec les canaux de la chambre de droite.
Le limiteur d’angle de braquage droit est plaqué sur son siège bloquant ainsi la circulation entre les deux chambres.
La pression dans la chambre gauche augmente assistant ainsi l’effort de commande sur le secteur denté.
(d) Limitation de l’angle de braquage :
Les limiteurs d’angle permettent de faire chuter la pression dans les chambres d’assistance lorsque l’angle de braquage maxi (gauche ou droit) est atteint. Ils empêchent ainsi la détérioration des rotules et pivots de direction qui pourrait se trouver en contrainte.
(e) Le limiteur de pression et le clapet de ré aspiration :
Le limiteur de pression (6) permet de limiter la pression dans le boîtier de direction selon une valeur établie par le constructeur.
Lorsque l’effort engendré par la pression sur la surface de la bille devient supérieur à l’effort du ressort, la bille se déplace et met en communication le circuit d’alimentation avec le circuit de retour.
Le clapet de ré-aspiration (7) permet la circulation de l’huile lorsqu’il y a braquage sans assistance.
3) La pompe hydraulique et son limiteur de débit :
Le bloc de pompe se compose de deux parties :
(a) La pompe :
Composée de l’arbre d’entrée (1) guidé par le roulement (3) et le palier (12), du rotor (14)et de ses ailettes (7), du stator 6 et des bagues de pression (13)et (15).
Le roulement (3) est graissé par l’huile moteur, l’étanchéité avec la pompe est assuré par la bague (4)
Le palier (12) est graissé par le liquide hydraulique de direction.
Le joint torique (8) et la rondelle d’étanchéité (16) poussent le disque de pression (15) contre le stator et le rotor réalisant ainsi l’étanchéité rotor/stator.
(b) Le limiteur de débit :
Il se compose d’un orifice calibré placé dans la conduite de refoulement et de la valve de limitation de débit (10) maintenue en position fermée par le ressort (17).
Fonctionnement du limiteur de débit :
Le débit engendré par la pompe à palettes est fonction du régime moteur, le système de direction assisté nécessite un débit constant :
En effet la vitesse de rotation des roues ne doit pas être fonction du régime moteur, de plus le volume du circuit de direction est constant il ne nécessite donc pas de variation de débit.
On équipe donc la pompe d’un orifice calibré (1) et d’une valve de limitation de débit (6)
(a) Débit pompe <>
L’effort engendré par le ressort (4) et la pression de refoulement présente dans le canal 3 sur la face arrière de la valve (6) est supérieur à l’effort engendré par la pression de refoulement sur la face avant de la valve (6) celle ci est plaquée sur sa butée fermant ainsi le canal de circulation interne (5).La totalité du débit de la pompe va vers le boîtier de direction via
(b)Débit pompe > débit Max :
Lorsque le débit de la pompe atteint le débit maximum souhaité, l’effort engendré par la pression de refoulement sur la face avant de la valve (6) devient supérieur à l’effort du ressort (4) et à l’effort engendré par la pression de refoulement sur la face arrière de la valve (6), celle-ci se déplace alors vers la droite découvrant ainsi le canal de circulation interne (5).
Une partie du débit de la pompe est alors dirigée vers les canaux d’admission.
Si le débit diminue légèrement la valve recouvre partiellement le canal de circulation (5) la quantité d’huile dirigée vers les canaux d’admission diminue.
On réalise ainsi un débit quasi constant vers le boîtier de direction.
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