DIRAVI

DIRAVI est le nom donné par Citroën à son système exclusif de direction assistée, sorti pour la première fois en 1970.

DIRAVI est l'acronyme de « Direction à rappel asservi »[1]. Au Royaume-Uni, il était commercialisé sous le nom de VariPower et aux États-Unis sous le nom de SpeedFeel.

Il s'agissait du premier type de direction assistée à assistance variable disponible dans le commerce, permettant l'assistance électrique du conducteur lors du stationnement, mais tenant compte du fait qu'à grande vitesse, le besoin d'assistance de direction nécessaire est moindre[2]. Cette fonctionnalité se retrouve dorénavant[Quand ?] dans de nombreux véhicules grand public, avec cependant des moteurs électriques plutôt qu'une actuation hydraulique[3]. Le système était aussi auto-centrant.

C'est l'ingénieur Citroën Paul Magès qui a inventé le système dans le cadre de ses efforts pour concevoir une voiture à traction qui soit à la fois pratique et à haute puissance - un nouveau type de véhicule à l'époque[4].

Ce système DIRAVI vient en complément du système intégré de suspension (et de freinage) hydropneumatique Citroën. Celui-ci était alimenté à la fois par une pompe entraînée par un moteur et par un accumulateur hydraulique.

Ce système de direction auto-centrant à commande assistée créé par Citroën équipe plusieurs modèles : Citroën SM, Citroën CX (la plupart), Citroën XM (premières séries de V6 à conduite à gauche), ainsi que les Maserati Quattroporte II et Khamsin.

Fonctionnement

Dans le système DIRAVI, le volant est relié à une unité de commande hydraulique, qui contient un tiroir, les engrenages de commande et la tringlerie, ainsi que le piston et la came de centrage. Le pignon de crémaillère de direction est relié à l'unité de commande hydraulique par l'intermédiaire d'un dispositif de réglage, ce dernier permettant d'ajuster le point central de la direction. Celui-ci entraîne alors l'un des boîtiers de commande, l'autre étant entraîné par le volant. La tringlerie de commande se compose de deux engrenages couplés à des tiges par l'intermédiaire de rotules. Lorsque les engrenages sont tournés l'un par rapport à l'autre, les tiges déplacent la vanne coulissante, permettant au fluide d'entrer ou de sortir de la crémaillère. Cela déplace la crémaillère, qui à son tour déplace son pignon, faisant revenir les engrenages de commande à leur position centrale. Le système DIRAVI présente donc une conception très différente de celle d'une direction assistée conventionnelle, puisque cette dernière utilise simplement la flexion d'un ressort puissant pour contrôler la soupape.

La crémaillère de direction est presque conventionnelle. Comme pour une configuration de direction assistée normale, il y a une crémaillère et un bélier hydraulique étagé avec une plaque de séparation (le piston) au milieu. D'un côté de la plaque, la surface du piston est la moitié de la surface de l'autre, ce rapport de 1 à 2 s'appliquant donc aux surfaces sur lesquelles le fluide travaille. Avec une pression totale du système du côté de la petite surface du vérin et la moitié de cette pression du côté de la surface deux fois plus grande, le vérin reste parfaitement équilibré et centré, puisque la moindre pression (facteur 0.5) est exactement compensée par la plus grande surface de travail (facteur 2). En fonctionnement, le plus petit côté du piston est à pression hydraulique constante, et c'est la pression du côté large du piston qui est variable. REMARQUE : L'auteur semble décrire le piston et la tige de direction assistée de la Citroën DS, sur laquelle le piston est au milieu de la tige. Le vérin de direction de la Citroën SM a le piston à l'extrémité d'une tige dont la section transversale occupe la moitié de la surface du piston. La pleine pression hydraulique est admise du côté de la tige à tout moment tandis que la pression de l'autre côté du piston (sa "tête") est régulée[5].

La direction avait en fait la même "assistance" à toutes les vitesses - la direction était verrouillée hydrauliquement contre le mouvement de direction des roues de la route ("rétroaction") jusqu'à la capacité de l'unité. La réduction de « l'assistance » était obtenue par un ensemble piston/rouleau poussant sur une came en forme de cœur reliée par engrenage à l'arbre de direction (d'où le rapport d'un tour complet jusqu'au verrouillage). La pression du système était asservie à la vitesse du véhicule (la pression augmentant avec la vitesse). En conséquence, à vitesse élevée, l'assistance à la direction était réduite et l'effort de centrage était augmenté. La rotation complète du volant était disponible à toutes les vitesses, bien qu'à grande vitesse, une force considérable fût nécessaire pour tourner le volant. La pression était suffisante pour qu'à l'arrêt les roues soient ramenées en position droite sans intervention du conducteur. La pression de centrage était régulée par un régulateur centrifuge à masselotte entraîné par l'arbre de pignon (secondaire) de la boîte de vitesses manuelle (ou par un doseur relié à la pression du fluide pour les véhicules à boîte automatique). La pression augmentait jusqu'à un maximum atteint à 190 km/h. Une fonction subsidiaire de cette alimentation était d'éteindre les ventilateurs de climatisation au-dessus de 50 km/h.

Lorsqu'il n'y a pas de pression disponible pour faire fonctionner le vérin (en cas de défaillance du système hydraulique), le volant déplaçait mécaniquement la crémaillère via un arbre dont le jeu était important[1]. Du côté du volant, une goupille s'accouplait avec une fente sur l'arbre de sortie relié à la crémaillère. Le jeu important dans ce système d'urgence purement mécanique était nécessaire pour que le système DIRAVI puisse actionner sa boucle de rétroaction en temps normal. En pratique, ce mode de direction manuelle lourd et imprécis de DIRAVI était activé seulement en cas de défaut du système hydraulique. NOTE : L'effort de direction à appliquer dans ce mode était très important (ressenti de volant « lourd »). La conduite de la voiture dans ce mode n'est prévue strictement que pour guider le véhicule vers un endroit sûr pour s'arrêter. Tenter de tourner le volant sans électricité lorsque la voiture ne bouge pas peut casser le volant[6].

En raison de la plus grande sensibilité du système DIRAVI par rapport aux systèmes conventionnels, un mécanisme permettant d'éviter d'éventuels sur-compensations à haute vitesse par le conducteur dût être conçu. Dans ce but, une came de centrage en forme de cœur était présente à l'intérieur de l'unité. Un piston chargé de pression avec un rouleau à l'extrémité court contre le bord de cette came. Cette pression provient d'une vanne de dosage du régulateur centrifuge entraînée par la boîte de vitesses (sur les boîtes de vitesses manuelles - sur les boîtes de vitesses automatiques la pression interne du régulateur de la boîte de vitesses contrôle la pression de centrage). À basse vitesse, la pression du piston de centrage est de 290 psig, pour fournir un léger degré d'auto-centrage lors du stationnement, etc. Proportionnellement, la pression d'auto-centrage s'élève à un maximum d'environ 800 psig à 80 km/h, auquel les forces d'autocentrage deviennent maximales, raidissant la direction mais pas excessivement.

Caractéristiques

  • Entièrement hydraulique (pas de liaison mécanique directe entre l'arbre du volant et le pignon de direction en fonctionnement normal).
  • À commande hydraulique contrairement aux systèmes de direction assistée conventionnels.
  • Centrage automatique rapide en position tout droit - dès que le moteur tourne, le volant revient au centre, même en stationnement
  • Sensation artificielle intégrée - la force de centrage varie en fonction de la vitesse du véhicule et/ou de la déviation du volant.
  • Alimentation du système à partir d'une pompe hydraulique haute pression régulée qui actionne également les freins et le système de suspension.
  • La direction est actionnée par un système à crémaillère et pignon qui ne fonctionne normalement que comme une boucle de rétroaction.
  • La crémaillère prend la forme d'un vérin hydraulique à double effet, mais est capable de prendre en charge la pleine fonction de direction en cas de panne hydraulique. Pendant le fonctionnement normal, la crémaillère et le pignon fournissent simplement une indication de position à la soupape de commande de direction par l'intermédiaire de l'arbre de pignon. La crémaillère et le pignon n'assurent la direction proprement dite qu'en l'absence de pression hydraulique du système.
  • Une vanne de priorisation de la sécurité de la puissance hydraulique règle la disponibilité du fluide hydraulique sur chaque circuit du système Citroën.
  • En cas de panne du système hydraulique, l'ordre de perte est d'abord la direction, puis la suspension, puis les freins.

Avantages

  • Aucun « rebond de direction » - les nids-de-poule, ornières, etc. ne peuvent pas affecter la direction du volant. Celles-ci ne peuvent être déplacées que par l'action du volant, et la rétroaction apparente est entièrement artificielle et n'a aucun rapport avec les forces réelles sur les roues avant issues de l'inertie du véhicule et de la traction sur la chaussée. La conduite donne une apparence de grande stabilité.
  • Nécessite un effort physique minimal lors des manœuvres (à basse vitesse) - Dans le SM, le volant peut être tourné de butée à butée avec un doigt même lorsque la voiture est à l'arrêt.
  • Très rapide (des petites corrections au volant engendrent des grands mouvements des roues avant) - 2,0 tours de verrouillage à verrouillage dans la configuration SM, 2,5 dans le CX.
  • Peut être configuré pour permettre au véhicule de se déplacer en ligne droite sans intervention du conducteur sur une route droite à carrossage constant dans des conditions stables.

Désavantages

  • Aucun « rebond de direction » - le retour apparent est entièrement artificiel et n'a aucun rapport avec les forces réelles exercées sur les roues avant par l'inertie du véhicule et la traction sur la chaussée.
  • Les limites d'adhérence sont plus difficiles à ressentir lors de la conduite (absence de remontées du volant), et le conducteur doit se baser sur d'autres indices (visuels notamment) pour estimer la marge d'adhérence disponible.
  • Nécessite un certain degré d'apprentissage avant d'être familier avec la conduite de véhicules équipés de ce système, les primo-utilisateurs de DIRAVI rapportent souvent que le système est trop rapide et sensible.
  • Ne permet pas de tourner d'une seule main car le mécanisme d'auto-centrage est très rapide et puissant
  • L'absence d'une liaison mécanique ferme entre le volant et les roues engendre une perte du degré de contrôlabilité du véhicule en cas de panne hydraulique.

Références

 

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