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L’arbre de transmission
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Le joint de cardan est un composant du cardan ou de l'arbre longitudinal et est également appelé croisillon ou joint d’arbre longitudinal. Il constitue un accouplement mobile entre deux arbres. Les deux joints de cardan (ou cardans) sont responsables de la transmission du couple entre le moteur et l'essieu arrière. En outre, les composants sont présents sous forme de petits croisillons, par exemple dans la direction.
Selon le type de construction, les cardans se distinguent par leur conception et leur taille, mais leur structure est fondamentalement identique ou similaire. Ils se composent de deux bras articulés et d'un croisillon qui permet aux bras d'être décalés de 90 degrés l'un par rapport à l'autre. La liaison est assurée par un roulement à aiguilles. Ainsi, un mouvement de rotation peut être transmis dans n'importe quelle direction à partir de l'arbre longitudinal. En position fléchie, le joint fonctionne de manière irrégulière (non-linéarité de la vitesse angulaire entre l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie). Alors que du côté de la sortie, la vitesse de rotation varie, le côté de l'entrée fonctionne à une vitesse uniforme, la variation augmente avec le degré de flexion. Pour compenser cette irrégularité, plusieurs joints de cardan sont montés, de sorte qu'au total, on obtient à nouveau une vitesse régulière. Dans l'arbre à cardan, un ou plusieurs joints de cardan transmettent le mouvement de rotation dans différentes directions et permettent ainsi une transmission indirecte de la force entre la boîte de vitesses et le train de roulement.
On trouve une forme simple de joint de cardan dans la plupart des jeux de clés à douilles, afin d'atteindre et de « sur-visser » avec les embouts des zones difficiles d'accès.
Les joints de cardan de l'arbre de transmission assurent une liaison mobile et suspendue entre le moteur et l'essieu arrière. Ils compensent les différences de hauteur lors de la conduite et assurent la mobilité de l'essieu moteur. Ce faisant, ils transmettent des forces de rotation très élevées qui se concentrent à l'intérieur des cardans sur une surface de quelques centimètres carrés.
Les arbres à cardan sont montés pour transmettre la force motrice aux roues dans les véhicules à transmission arrière et moteur avant et à transmission arrière ou à transmission intégrale. Ce composant n'est pas nécessaire dans les véhicules à moteur à transmission avant ou à suspension indépendante. L'arbre longitudinal transmet le couple de l'unité de moteur ou de transmission au différentiel dans l'essieu arrière. Sur les véhicules modernes, les arbres eux-mêmes sont constitués de tubes en aluminium qui, par rapport aux tubes en acier, présentent une grande rigidité, un faible poids et peu de problèmes de déséquilibre. Sauf pour les véhicules à empattement court, les arbres à cardan sont généralement conçus en plusieurs parties afin de couvrir de plus grandes distances, et ils possèdent donc plusieurs joints de cardan. Les joints de cardan sont souvent remplacés par des joints homocinétiques. Les composants de base de l'arbre à cardan sont :
Les joints de cardan ne sont utilisés que pour les constructions présentant un faible angle de flexion jusqu'à 25 degrés. Au-delà, on utilise des joints homocinétiques, car ils permettent de transmettre la vitesse angulaire et le couple de manière uniforme d'un arbre à l'autre.
Un joint de cardan fléchi entraîne une transmission irrégulière de la rotation entre l’arbre d’entrée et l’arbre de sortie. Cette irrégularité augmente avec l'angle de flexion du joint.
En principe, les arbres à cardan sont des composants automobiles durables et nécessitant peu d'entretien, conçus pour fonctionner pendant toute la durée d'utilisation. Si un dommage survient, il s'agit souvent d'un joint de cardan usé. Cela se traduit par des vibrations et des bruits de choc lors des changements de charge, c'est-à-dire au démarrage ou au freinage. Des bruits de roulement inhabituels ou une fuite de graisse au niveau du soufflet peuvent également être le signe d'un dommage. On parle alors d'un arbre de transmission usé ou disloqué. Les principales causes de dommages sont les accidents, la corrosion, la fatigue des matériaux ou la surcharge. Un joint de cardan est défectueux lorsqu'il y a du jeu dans la position à 90 degrés de l'articulation.
Si vous soupçonnez un dommage au niveau de l'arbre de transmission, vous devriez vous rendre si possible immédiatement chez un garagiste, sans quoi la boîte de vitesses ou le pont pourraient être endommagés.
L'arbre à cardan des voitures se trouve généralement dans le tunnel de cardan, qui passe entre les sièges du conducteur et du passager. L'espace pour les jambes sur la banquette arrière est donc limité. Si le joint de cardan est endommagé, l'arbre entier doit être déposé puis désassemblé. Si la panne d'un arbre à cardan est due à un joint de cardan défectueux, celui-ci peut être remplacé. Lors du démontage, il est important de marquer au préalable la position des différentes pièces les unes par rapport aux autres afin de garantir un remontage correct. Sur les véhicules anciens en particulier, le démontage peut nécessiter un certain effort et, selon le modèle, des outils spéciaux. Après le démontage de l'articulation défectueuse, les nouveaux joints croisés sont montés. Selon l'état de lubrification, il peut être judicieux de remplir les canaux de graisse avec une graisse adaptée. Ensuite, les coussinets sont réinsérés à la presse et les circlips sont fixés.
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