Qu’est-ce qu’un volant ?
Un volant est un élément en forme d’anneau dans une voiture qui actionne le mécanisme de direction et lui permet de tourner et d’ajuster le sens de la marche.
Il est généralement de forme circulaire, la jante étant la partie de préhension tenue par le conducteur, le moyeu étant la partie centrale reliée à l’arbre de direction et les rayons étant les parties reliant le volant à l’arbre de direction (colonne de direction).
Utilisations des volants
Le volant sert à modifier l’angle des roues du véhicule et à ajuster la direction de la marche. Le conducteur saisit le volant à deux mains et le tourne pour ajuster la direction du véhicule.
L’opération de base consiste à tourner le volant dans le sens des aiguilles d’une montre pour avancer vers la droite ou reculer vers la droite, et dans le sens inverse des aiguilles d’une montre pour avancer vers la gauche ou reculer vers la gauche pour avancer ou reculer. Les camions et les autobus équipés de pneus de plus grand diamètre et les véhicules plus lourds utilisent des directions de plus grand diamètre afin de réduire le couple de fonctionnement.
Les voitures de course et de sport utilisent des volants de petit diamètre afin que la voiture réagisse avec agilité avec un angle de manœuvre réduit.
Principe des volants
Le volant est essentiellement circulaire, et la rotation du plus grand cercle transmet la rotation au plus petit cercle (arbre de direction) au centre. Ce principe de levier permet de diriger le volant avec une force légère.
L’action transmise à l’arbre de direction est transmise, via le boîtier de direction, à un élément appelé biellette. Les biellettes sont des tiges qui déplacent le volant vers la gauche ou la droite et qui relient le boîtier de direction au volant. Le mouvement de rotation de l’arbre est transformé en mouvement des biellettes vers la gauche et la droite.
Autres informations sur les volants
1. Le mécanisme d’Ackermann
Les extrémités des barres d’accouplement (extrémités des barres d’accouplement) et les points centraux des pneus gauche et droit sont conçus de manière à former un trapèze vu de dessus. De ce fait, les pneus intérieurs tournent à un angle plus grand que les pneus extérieurs dans le sens de rotation de la carrosserie du véhicule lorsque l’on tourne le volant. Il s’agit du mécanisme d’Ackermann.
Un mécanisme de direction doté d’une liaison normale à quatre articulations est appelé mécanisme de direction parallèle. Dans un mécanisme de direction parallèle, les pneus intérieurs et extérieurs n’ont pas d’angle différent. Il en résulte un angle de glissement dans les virages.
En revanche, dans le mécanisme d’Ackermann, les roues avant gauche et droite forment un cercle avec le même centre, ce qui permet au véhicule de tourner dans des conditions qui sollicitent moins les pneus.
2. Le mécanisme de direction
Le mécanisme de direction peut être classé selon les types suivants :
Type à crémaillère et pignon
Le type à crémaillère utilise un engrenage de petit diamètre (pignon) coaxial avec l’arbre de direction et une barre de crémaillère correspondant au pignon. La structure relativement simple permet de créer un système léger.
Il est également très rigide et réactif lors de l’opération de direction, c’est pourquoi il a tendance à être utilisé dans les modèles sportifs.
Type à écrou sphérique
Le type à écrou sphérique comporte plus de pièces et une structure plus complexe que le type à crémaillère et pignon. En revanche, il présente l’avantage d’un fonctionnement en douceur et d’un rapport de transmission de direction important.
C’est pourquoi il est généralement utilisé dans les véhicules de grande taille, tels que les camions, qui nécessitent une force de manœuvre importante.
3. Direction assistée
Les véhicules actuels sont équipés d’un système de direction assistée qui permet au conducteur de tourner le volant avec une légère force de direction. Des objets lourds tels que le moteur sont montés à l’avant du véhicule, et il y a également un frottement entre les pneus et le sol.
En raison de ces facteurs, les véhicules dépourvus de direction assistée peuvent avoir une direction lourde en raison des forces de réaction. Il existe deux types principaux de direction assistée : hydraulique et électrique.
Afin d’atténuer le phénomène susmentionné d’un volant lourd, la puissance du moteur ou de l’électricité est utilisée pour assister le fonctionnement du volant.