Quel est le système de direction automobile le plus couramment utilisé au monde ?
La direction est l'un des composants les plus critiques d'une voiture, directement lié à la tenue de route et à la sécurité routière. Du premier système de direction mécanique au système moderne,système de direction assistée électriqueLa technologie de direction automobile a connu de nombreuses innovations. Différents systèmes de direction automobile sont largement utilisés dans le monde. Chaque système présente ses avantages et ses inconvénients, mais certains sont devenus les plus répandus au monde grâce à leurs excellentes performances et à leur large champ d'application.
Cet article explorera les systèmes de direction automobile les plus couramment utilisés dans le monde aujourd'hui, analysera leurs principes de fonctionnement, leurs avantages et leurs inconvénients, ainsi que les raisons de leur large application.
Qu'est-ce qu'un système de direction automobile ?
Le système de direction est un élément important du système de contrôle du véhicule. Sa fonction principale est de transmettre avec précision les instructions de direction du conducteur aux roues pour assurer la direction du véhicule. Qu'il s'agisse d'une voiture compacte, d'un SUV ou d'un camion utilitaire, tous les véhicules dépendent du système de direction pour maintenir la bonne direction et effectuer les manœuvres nécessaires.
Les performances du système de direction automobile influencent directement la stabilité, le confort et la sécurité du véhicule. C'est pourquoi la conception d'un système de direction efficace et fiable a toujours été un enjeu majeur en ingénierie automobile.
Quels sont les principaux types de systèmes de direction automobile ?
À l’heure actuelle, les types de systèmes de direction courants dans l’industrie automobile comprennent principalement les suivants :
● Système de direction mécanique : le premier type de système de direction, une structure purement mécanique, composée d'une colonne de direction, d'une crémaillère de direction, d'une barre de direction et d'autres composants.
● Système de direction assistée hydraulique (HPS) : fournit de la puissance via une pompe hydraulique pour réduire la force requise par le conducteur pour tourner le volant.
● Système de direction assistée électrique (EPS) : utilise un moteur électrique pour fournir la puissance de direction et a progressivement remplacé le système d'alimentation hydraulique et est devenu le choix courant.
● Système de direction assistée hydraulique électronique (EHPS) : combine les caractéristiques des systèmes de direction assistée hydraulique et électrique et optimise l'effet de direction assistée grâce au contrôle électronique.
● Système de direction à quatre roues (4WS) : un système équipé sur certains modèles haut de gamme, les roues avant et arrière peuvent être directrices, ce qui améliore la maniabilité et la stabilité.
Système de direction assistée hydraulique (HPS)
Le principe de fonctionnement du système de direction assistée hydraulique :
La direction assistée hydraulique (HPS) était autrefois le système de direction le plus répandu au monde, notamment sur le marché automobile, des années 1990 au début du XXIe siècle. Son principe de fonctionnement consiste à générer de la pression via une pompe hydraulique entraînée par le moteur, laquelle alimente en huile hydraulique haute pression le vérin de direction situé aux deux extrémités de la crémaillère. Lorsque le conducteur tourne le volant, la soupape de direction pilote l'huile hydraulique pour qu'elle pénètre à gauche ou à droite du vérin de direction selon le sens de rotation et l'amplitude du volant, fournissant ainsi une assistance et facilitant la direction.
Avantages du système de direction assistée hydraulique :
● Retour de force de direction réel : le retour de force du système d'alimentation hydraulique est relativement linéaire et le conducteur peut clairement ressentir le contact entre le volant et le sol, ce qui contribue à renforcer la confiance de conduite.
● Technologie mature et coût relativement faible : Depuis sa création, la direction assistée hydraulique a connu des décennies de développement et d'amélioration. Sa technologie est très mature et son coût de production est relativement faible.
● Large gamme d'applications : le système d'alimentation hydraulique convient à différents types de véhicules, des petites voitures aux camions lourds.
Inconvénients du système de direction assistée hydraulique :
● Consommation d'énergie élevée : Le système hydraulique nécessite que le moteur fournisse la puissance nécessaire pour entraîner la pompe hydraulique. Même sans direction, la pompe hydraulique continue de fonctionner, ce qui entraîne un gaspillage d'énergie.
● Coût de maintenance élevé : la direction assistée hydraulique doit remplacer régulièrement l'huile hydraulique, et les joints sont sujets au vieillissement et aux fuites d'huile, ce qui augmente la complexité et le coût de la maintenance.
● Poids lourd : la pompe hydraulique, le vérin de puissance, le tuyau d'huile et les autres composants du système d'alimentation hydraulique sont relativement lourds, ce qui n'est pas propice à la conception légère du véhicule.
Application du système de direction assistée hydraulique :
La direction assistée hydraulique était autrefois largement utilisée dans les voitures particulières et les véhicules utilitaires, notamment à la fin du XXe siècle. Presque tous les véhicules de milieu et haut de gamme en étaient équipés. Cependant, avec l'essor de la direction assistée électrique (EPS), son utilisation a progressivement diminué. Cependant, elle conserve sa place sur certains véhicules lourds et spéciaux.
Système de direction assistée électrique (EPS)
Principe de fonctionnement du système de direction assistée électrique :
La direction assistée électrique (EPS) est l'un des systèmes de direction les plus répandus au monde. Contrairement aux systèmes hydrauliques traditionnels, la direction assistée électrique fournit une assistance directe via un moteur électrique. Son principe de fonctionnement est le suivant : lorsque le conducteur tourne le volant, un capteur détecte l'angle et la force de braquage et transmet le signal au calculateur électronique (ECU). Ce dernier contrôle le fonctionnement du moteur en fonction du signal, puis alimente la crémaillère de direction via un mécanisme à engrenages ou une transmission par courroie.
Avantages du système de direction assistée électrique :
● Haute efficacité énergétique : La direction assistée électrique ne démarre le moteur que lorsque le conducteur tourne. En ligne droite, le moteur est en veille et ne consomme pas d'énergie. Par conséquent, la direction assistée électrique est plus économe en énergie et permet de réduire efficacement la consommation de carburant du véhicule.
● Poids léger : Comparé au système de direction assistée hydraulique, le système de direction assistée électrique ne nécessite pas de pompe hydraulique, de tuyau d'huile et de vérin de puissance, il est donc plus léger et contribue à la conception légère du véhicule.
● Forte programmabilité : Étant donné que le système de direction assistée électrique est géré par l'unité de commande électronique, la taille et les caractéristiques de l'assistance à la direction peuvent être ajustées par logiciel pour s'adapter aux différentes conditions de conduite et aux préférences du conducteur.
● Entretien simple : le système de direction assistée électrique n'utilise pas d'huile hydraulique, il n'est donc pas nécessaire de remplacer l'huile hydraulique et il n'y a pas de problème de fuite dans le système hydraulique, ce qui réduit les coûts et la complexité de maintenance.
Inconvénients du système de direction assistée électrique :
● Manque de retour d'information réaliste : Bien que le système de direction assistée électrique puisse simuler un certain retour de force grâce à la programmation, son retour de force n'est pas aussi réaliste que celui du système de direction assistée hydraulique traditionnel, ce qui peut parfois donner au conducteur l'impression d'un manque de connexion avec la route.
● Risque de défaillance des composants électroniques : Le système de direction assistée électrique repose sur le fonctionnement précis des composants électroniques. En cas de défaillance de l'unité de commande électronique ou du moteur, la direction assistée peut être défaillante.
Application du système de direction assistée électrique :
La direction assistée électrique est aujourd'hui devenue la norme sur le marché automobile mondial, notamment pour les voitures particulières. Presque tous les nouveaux modèles sont équipés de ce système. Ce système est non seulement utilisé sur les citadines et les SUV, mais il a également progressivement fait son apparition sur certains véhicules utilitaires et poids lourds. Son utilisation répandue s'explique par son efficacité énergétique élevée, sa légèreté et sa facilité d'entretien, ainsi que par sa conformité aux normes de plus en plus strictes en matière d'émissions et de consommation de carburant des véhicules modernes.
Système de direction assistée hydraulique électronique (EHPS)
Le principe de fonctionnement du système de direction assistée hydraulique électronique :
La direction assistée hydraulique électronique (EHPS) est une combinaison de direction assistée hydraulique et de direction assistée électrique. Son principe de fonctionnement consiste à entraîner la pompe hydraulique via un moteur électrique pour fournir une assistance hydraulique. Ce système optimise la consommation d'énergie grâce à la commande électronique tout en conservant les avantages de l'assistance hydraulique.
Avantages du système de direction assistée hydraulique électronique :
● Combinaison des avantages des systèmes hydrauliques et électriques : la direction assistée hydraulique électronique conserve non seulement les bonnes caractéristiques de retour de force du système de direction assistée hydraulique, mais améliore également l'efficacité énergétique du système grâce à l'unité de commande électronique, réduisant ainsi la consommation d'énergie inutile.
● Large applicabilité : le système de direction assistée hydraulique électronique peut être appliqué à divers types de véhicules, en particulier les gros véhicules ayant une forte demande d'assistance à la direction, tels que les camions et les SUV.
Inconvénients du système de direction assistée hydraulique électronique :
● Structure complexe et coût élevé : le système d'alimentation hydraulique électronique combine les systèmes hydrauliques et électriques, ce qui entraîne une structure plus complexe et des coûts de fabrication et de maintenance relativement élevés.
● Poids lourd : Comparé au système de direction assistée électrique pur, le système de direction assistée hydraulique électronique a un poids global plus important en raison de la rétention de la partie hydraulique, ce qui n'est pas propice à la conception légère du véhicule.
Application du système de direction assistée hydraulique électronique :
La direction assistée hydraulique électronique est principalement utilisée sur les véhicules nécessitant une assistance de direction importante, tels que les poids lourds, les SUV et certaines voitures de sport hautes performances. Ces véhicules nécessitent généralement une assistance de direction plus importante, et la direction assistée hydraulique électronique peut fournir une assistance performante tout en maintenant une bonne efficacité énergétique.
Le système de direction le plus utilisé au monde
En général, lesystème de direction assistée électriqueLe système de direction assistée (EPS) est devenu le système le plus utilisé au monde. Grâce à son rendement élevé, sa légèreté et sa facilité d'entretien, ce système a progressivement remplacé le système hydraulique traditionnel et est devenu le premier choix des grands constructeurs automobiles.
Bien que les systèmes de direction assistée hydraulique et électronique conservent leur place dans certains domaines spécifiques, leur champ d'application s'est progressivement restreint. Les avantages des systèmes de direction assistée électrique en termes d'efficacité énergétique, de maniabilité et d'adaptabilité ont valu à ces systèmes une large reconnaissance et une utilisation mondiale.
Le système EPS est donc sans aucun doute le système de direction le plus utilisé au monde, garantissant la sécurité et le confort de conduite de millions de véhicules à travers le monde.
