Inspection de la direction et de la suspension : maintenir les angles en ligne avec Ackermann

Apr 12, 2023

La plupart des gens considèrent que la tige de pneu commune est de faible technologie. Mais, si l'on considère l'évolution des suspensions avant, passant d'essieux droits à des conceptions indépendantes, le tirant a dû s'adapter à de nouveaux angles et géométries.

Le garder sur la route était simple avec l'essieu droit. Un essieu à poutre avec deux broches attachées avec des pivots d'attelage placés à un angle appelé «inclinaison du pivot d'attelage». L'angle maintient le rayon de braquage et passe par le centre de la surface de contact du pneu. Un lien de traînée et un tirant relient les broches à l'appareil à gouverner. Les roues sont tournées à deux angles différents avec la roue intérieure tournée plus que la roue extérieure pour empêcher le pneu intérieur de frotter et de provoquer l'usure des pneus.

Un homme du nom d'Ackermann en 1881 a breveté la géométrie qui permettait aux roues intérieures et extérieures de tourner à des angles différents.

Il y a beaucoup de VUS à quatre roues motrices, de camions légers et moyens qui utilisent encore un essieu avant droit. Tout est pareil sauf que l'essieu a un différentiel et des joints universels ou homocinétiques pour permettre aux roues de tourner.

En 1934, GM a fait son premier essai d'une suspension indépendante avec suspension "Knee Action" sur la Chevrolet. Cinq ans plus tard, GM a réessayé avec la suspension avant indépendante à double triangulation. Cela a apporté une nouvelle série de défis à la conception de la tringlerie de direction.

Les triangles de suspension indépendants, que l'on appelle maintenant les bras de commande, se déplacent en arc de cercle depuis leur fixation au châssis. Les bras de commande supérieur et inférieur sont de longueurs différentes pour que la zone de contact de la roue et du pneu conserve la même position lorsque la suspension se déplace.

Le terme inclinaison du pivot d'attelage est désormais appelé "inclinaison de l'axe de direction" (SAI). Une suspension à jambe de force fait de même en s'alignant sur le SAI pour compenser le bras de commande inférieur. La direction de l'essieu droit a été modifiée pour la suspension indépendante en déplaçant le secteur de l'appareil à gouverner en position verticale et en fixant le bras pitman et le lien de traînée à un bras de renvoi. Le tirant a été remplacé par deux tirants et attaché au lien de traînée. Cette modification est devenue ce qu'on appelle un appareil à gouverner conventionnel.

Bump Steer : Quelle traînée Les tirants de l'appareil à gouverner conventionnel se déplacent en arc de cercle tout comme les bras de commande. Lorsqu'une roue heurte une bosse, le mouvement de la biellette entraîne le remorquage de la roue. C'est ce qu'on appelle le bump steer. La même chose se produit lorsque le châssis roule dans un coin. Cela peut être appelé sous-virage. La longueur et l'emplacement des tirants et l'arc dans lequel ils se déplacent sont conçus pour minimiser les bosses et les roulis.

Fonctionnement de l'appareil à gouverner conventionnelL'appareil à gouverner peut être une vis sans fin et un secteur ou un écrou à recirculation de billes et un secteur.

Le secteur est une section d'un engrenage qui fait tourner un arbre. Attaché à l'arbre du secteur est un bras pitman. La bielle pendante est reliée à un joint fixe situé dans le lien de traînée. Le lien de traînée est relié au bras de renvoi, qui a deux articulations fixes. Un joint fixe a un siège conique ou droit qui fait bouger le bras de renvoi et le bras de guidage dans le même plan. Le lien de traînée se déplace dans un plan parallèle au bras du pitman et au bras de renvoi. Les embouts de biellette sont des rotules reliées au porte-fusée. Le tirant est attaché au lien de traînée par un joint fixe appelé lien central. Les liens centraux maintiennent la position du tirant par rapport au lien de traînée.

Il existe des variations sur la configuration conventionnelle. Les plus notables sont les mini-fourgonnettes Chevrolet Astro et GMC Safari, où il y a deux bras de renvoi qui supportent le lien de traînée. La bielle pendante de l'appareil à gouverner est montée en position verticale et montée sur une deuxième biellette de traînée.

Inspection de l'appareil à gouverner conventionnelLa meilleure façon d'inspecter le système de direction est avec le véhicule au sol ou sur les plaques tournantes d'une crémaillère d'alignement.

Inspecter dans le bon sens L'inspection doit commencer par le pitman et les bras de renvoi. Ils doivent rester dans le même plan lorsque les roues sont tournées d'un verrou à l'autre. Dans le cas du mini van, il en va de même pour le deuxième lien de traînée. Certains bras de renvoi ont un jeu axial spécifié qui est mesuré avec une jauge de tension de ressort.

Vient ensuite l'appareil à gouverner. Vérifier les fuites au niveau de l'arbre du secteur. Si ces composants sont OK, vérifiez le jeu dans le volant. La vis sans fin et le secteur et la bille de recirculation ont une vis de réglage de poussée. Une règle empirique dit qu'il devrait y avoir un à deux pouces de jeu libre dans le volant et qu'il n'y a pas de coincement lorsque le volant est tourné de butée à butée. Il y a une vis de réglage de poussée située au-dessus du secteur. Le réglage de la vis peut modifier la quantité de jeu libre dans l'appareil à gouverner. Il est important de suivre les procédures de réglage recommandées, car certains rapports ne peuvent pas être réglés dans le véhicule.

Fonctionnement à crémaillère et pignon Le piston d'assistance hydraulique fait partie de la crémaillère et les tirants sont fixés directement à la crémaillère à l'aide d'un logement fileté pour maintenir la bille. Dans ces applications, les tirants sont reliés à la crémaillère. Il faut un outil spécial pour retirer le joint à rotule de la crémaillère sans endommager un joint sur le cylindre de puissance. Une variante de l'appareil à gouverner à pignon et crémaillère est le décollage central. Les tirants sont fixés au centre de la crémaillère et le vérin d'assistance électrique est déplacé vers l'extrémité de la crémaillère. La longueur étendue des tirants du centre de décollage est conçue pour réduire la quantité de bosse et de roulis. La crémaillère a un réglage pour le jeu de poussée du pignon par rapport à la crémaillère. Le régleur est composé d'un sabot et d'un mécanisme de réglage situés sous le pignon. Il a la même fonction que la vis de butée pour une vis sans fin et un secteur ou un écrou à billes et un secteur.

Inspection de la crémaillère et du pignon La plupart des crémaillères produites aujourd'hui sont assistées. Les tirants sont directement reliés à l'ensemble d'engrenage à crémaillère.

Un joint à rotule relie la biellette à la crémaillère et une extrémité de biellette, qui est également une rotule qui se fixe au porte-fusée. Le boîtier de direction à prise centrale utilise des bagues en caoutchouc pour fixer les tirants au centre du boîtier de la crémaillère.

Tirants Entre 45 et 60 mph, une vibration et un shimmy vont et viennent. Est-ce les biellettes ou la tringlerie de direction ? Le shimmy est très probablement les tirants. Si le véhicule erre et nécessite des corrections de direction constantes, la tringlerie ou l'appareil à gouverner doit en être la cause. Commençons par un boîtier de direction conventionnel. Les embouts de biellette sont des rotules reliées au porte-fusée. Il ne devrait pas y avoir de liaison ou de fin de jeu. Les liens centraux doivent rester parallèles au lien de traînée. La meilleure façon est une opération à deux personnes. Une personne doit tourner le volant de butée à butée tandis que la seconde observe l'extrémité de la biellette de direction et la biellette centrale. Le meilleur endroit pour commencer est le côté passager car il est le plus proche des éclaboussures de la route et des coups de trottoir. S'il s'agit d'un boîtier de direction à crémaillère et pignon, ce sont les tirants.

Il existe deux types d'articulations différentes. L'extrémité de la biellette de direction intérieure est une rotule reliée directement à la crémaillère de direction. Le remplacement d'un joint intérieur nécessite des outils spéciaux pour retirer l'écrou et la douille de la crémaillère. L'outil évite d'endommager les joints du piston de puissance. L'extrémité extérieure de la biellette de direction est identique à celle d'un boîtier de direction conventionnel et est reliée à la fusée d'essieu. L'engrenage à crémaillère et pignon de décollage central nécessite que vous utilisiez un outil spécial et un lubrifiant pour installer de nouvelles bagues OE. La plaque de verrouillage et les rondelles de couverture appropriées doivent être installées correctement pour éviter d'endommager le boîtier du rack.

Bon outil Il existe de nombreux outils pour travailler sur la tringlerie de direction. La plus ancienne est la fourche à cornichon, utilisée pour séparer le joint de la tringlerie. Cela fonctionne, mais cela peut endommager un soufflet d'étanchéité. Il existe des extracteurs qui peuvent causer moins de dégâts, mais qui coûtent plus cher. Si vous n'aimez pas les outils spéciaux, retournez l'écrou et ne forcez pas. Procurez-vous un plus gros marteau.

Il y a de plus en plus de véhicules avec des suspensions indépendantes aux quatre roues où la suspension arrière a les mêmes composants que l'avant. La seule différence est que la plupart n'auront pas de boîtier de direction. Au fur et à mesure que ces véhicules vieillissent, le besoin d'entretien et de réparation de ces suspensions augmente.