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Les cardans d’une voiture

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Que la voiture soit à traction ou à propulsion, le mouvement disponible à la sortie de la boîte de vitesses ou du pont doit être transmis aux roues ; mais le groupe propulseur est fixé à la carrosserie, alors que les roues se déplacent par rapport à celle-ci, étant soumises aux mouvements de la suspension pour les quatre roues, et au braquage de la direction pour les roues avant. Les suspensions sont également soumises à des torsions résultant des couples d’accélération et de freinage. De plus, la distance entre la roue et la sortie du pont varie en fonction des débattements de la suspension, la roue se rapprochant ou s’éloignant de quelques millimètres de l’axe de la voiture.

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Le cardan

Le “joint” inventé par Cardan au XVle siècle, permet la transmission d’un mouvement entre deux arbres tournants placés bout à bout et formant entre eux un angle variable. Le cardan est donc un organe articulé réalisant un accouplement, d’où l’expression “joint de Cardan”. Il comporte deux fourches placées chacune à l’extrémité d’un des arbres, positionnées perpendiculairement entre elles et reliées par un croisillon permettant le pivotement, les fourches agissant comme des chapes.

 

La vitesse est dite "homocinétique" si les arbres menant et menés (séparés par un arbre intermédiaire relié par deux cardans) tournent à la même vitesse, ce qui se produit dans la plupart des cas. Ce type de joint à deux cardans a été mis au point par Hooke au XVlle siècle.

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Joint de Cardan sur les propulsions

Un arbre de transmission relie la sortie de la boîte de vitesses à l’entrée du pont. Cet arbre mesure environ 1,50 m de long et son diamètre (5 à 7 cm) augmente avec la puissance à transmettre. Il comporte un cardan à chaque extrémité et un emmanchement à cannelures à l’une des extrémités autorise la variation de longueur. Le constructeur, généralement, dispose l’ensemble moteur-boîte de vitesses en l’inclinant de telle façon que l’arbre de sortie de boîte soit parfaitement aligné avec l’arbre de transmission. L’angle étant très réduit, le cardan ne travaille pratiquement pas, ce qui évite à l’arbre de « fouetter ». Dans certains cas, l’arbre de transmission est divisé en deux parties avec un palier central monté sur roulement pour éviter les vibrations. La partie arrière est formée d’un arbre de transmission classique plus court, alors que la partie avant est rigide et reliée à la boîte de vitesses par un « flector » (anneau élastique) en caoutchouc. La sortie de boîte et l’extrémité de l’arbre comportent des brides boulonnées sur ce flector.

 

Notons que les arbres de transmission des propulsions étant très longs et d’un diamètre assez important, ils doivent être soigneusement équilibrés pour éviter les vibrations. En cas de remplacement, et lorsqu’il y a un joint coulissant à cannelures, il faut absolument monter les deux chapes des cardans dans la même position relative l’une par rapport à l’autre, en pratiquant des repères sur les pièces avant le démontage.


Joint de Cardan sur les tractions

Les arbres sont beaucoup plus courts et les angles plus forts du fait du braquage. Le cardan classique n’étant plus adapté, il a fallu étudier une autre forme de transmission.

 

L’ingénieur Grégoire a mis au point dans les années 20, le joint “Tracta” à noix centrale double, comportant des saignées dans lesquelles les fourches plates des extrémités des arbres viennent s’engager. C’est une évolution du joint à rotule comportant deux gorges perpendiculaires usinées dans une bille, dans lesquelles s’encastrent les fourches des arbres.

 

L’ingénieur Rzeppa mit au point un montage avec une cage intermédiaire formant bissectrice entre les arbres.

 

Le joint homocinétique moderne reprend le même principe, la cage contenant des billes qui coulissent dans des gorges. L’ensemble est enfermé dans un soufflet en caoutchouc et baigne dans une huile spéciale.

 

Les cardans et joints homocinétiques modernes n’exigent aucun entretien particulier, si ce n’est leur remplacement lorsqu’ils sont usés. Les joints homocinétiques sont fournis en échange standard, alors que les cardans sont réparables, mais il est préférable de les confier à un spécialiste. Le remplacement s’impose lorsque la transmission émet un claquement en marche roues braquées, ou lorsqu’un soufflet en caoutchouc est crevé. Sur certaines voitures anciennes, les cardans comportent des graisseurs et il faut en effectuer régulièrement le graissage.

 



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