Un joint de cardan est un dispositif mécanique qui permet la transmission d’une rotation angulaire entre deux arbres dont les axes géométriques concourent en un même point. C’est une manière de réaliser une liaison rotule à doigt. Le joint de cardan est placé en fin de chaîne cinématique, il s’agit de l’organe mécanique qui transmet le couple aux roues motrices. On les trouve à l’avant sur les tractions et à l’arrière sur les propulsions et aux quatre roues sur les transmissions intégrales quatre fois quatre. Il est utilisé sur les véhicules automobiles pour accoupler deux arbres tournants non alignés.
On utilise des joints de cardan pour éviter la flexion d’un arbre de transmission lorsqu’une pièce monobloc ne pourrait pas bénéficier d’un guidage de qualité suffisante, ou encore pour transmettre une position angulaire lorsque les angles de battement et de rotation sont faibles. Un joint de cardan est également utilisé pour l’articulation à deux degrés de liberté dans divers mécanismes complexes tels des robots parallèles.
Il existe un nombre important de joints de cardan différents. Le catalogue Michaud Chailly, un spécialiste des pièces de transmission, liste les différents joints de cardan : joint miniature en matière synthétique, joint en acier, joint en inox, joint télescopique et le joint en acier avec roulement à aiguilles.
Le joint SPI est un type de joint de cardan que l’on retrouve de manière commune sur les véhicules particuliers et les machines agricoles. Le joint spi est nommé ainsi car c’est l’entreprise SPI qui en première a mis ce type de joint sur le marché. Un joint spi est un type de joint à lèvre et est utilisé dans le fonctionnement de pièces qui nécessitent des rotations comme des amortisseurs, des vilebrequins ou des arbres à cames. Le joint de cardan spi se compose d’un corps en élastomère qui est placé dans une pièce fixe. Ce corps en élastomère sera renforcé par une armature. La lèvre d’étanchéité est placée en appui sur la partie tournante de la pièce à rendre étanche. Enfin, un ressort est inséré dans la lèvre d’étanchéité. Tout ce système permettra une parfaite étanchéité de la pièce. Il existe aussi différents types de joints spi pour les différentes pièces mécaniques sur votre machine agricole.
Sur votre arbre de transmission se trouve généralement un autre type de joint de cardan : un joint à vitesse constante ou joint homocinétique. Généralement ce joint est utilisé sur des machines à traction avant ou à traction intégrale. Un joint homocinétique peut avoir des signes de corrosion ou de dommages mécaniques sur les parties en métal du joint homocinétique. Ces défauts apparaissent à cause de la pénétration d’humidité et de poussière dans le mécanisme dus à la dépressurisation du soufflet anti-poussière. Des charges excessives sur un joint homocinétique peuvent également engendrer une usure prématurée des joints. Afin de réduire le risque de dommages sur ce type de joint il est important d’inspecter régulièrement le soufflet anti-poussière de manière visuelle. Le soufflet doit être remplacé dès la détection de petits dommages (égratignures, abrasions). Et dans la plupart des cas de dommages au soufflet, il est conseillé de changer le joint homocinétique dans son ensemble. Il est également conseillé de lubrifier avec des produits de haute qualité afin de réduire les risques de dommages. Il est également conseillé d’éviter un contact permanent du soufflet anti-poussière du joint homocinétique avec de l’eau et d’autres liquides.
Pour un fonctionnement correct, l’entretien des joints de cardan se fait grâce à un graissage périodique à l’aide d’un graisseur standard sur tous les cardans dont l’alésage (opération qui consiste à usiner avec soin la surface intérieure ou bien le résultat de cette opération) est supérieur à 16mm. On peut également utiliser un soufflet de protection rempli de graisse. Il est également conseillé d’utiliser une pompe à graisse pour faciliter le graissage de votre joint de cardan.
Pour changer ses joints de cardan, il faut compter entre 150€ et plus de 500€. De plus, sur certaines voitures, il est impératif de changer la boîte de vitesses pour changer les joints de cardan ce qui augmente considérablement le coup du changement des joints de cardan.
Les outils nécessaires sont généralement un cric d’atelier, des chandelles, une revue technique, une caisse à outils, un bac à vidange, une douille de grand diamètre, un extracteur de rotule et une seringue.
Lors du changement de cardan, il faut faire attention à ne pas manquer de matériel pour par exemple extraire un embout de cardan grippé dans le moyeu de roue, un arrache rotule, etc…
L’autre problème que l’on peut rencontrer est le manque d’expérience technique pouvant entraîner des dommages supplémentaires (matage du filetage des cardans ou des rotules, détérioration au démontage ou au montage du joint d’étanchéité du différentiel, procédure de remplissage de la boîte, etc…). Il est donc plus prudent et judicieux de confier sa voiture ou sa machine agricole à un professionnel.
La durée de vie d’un joint de cardan varie beaucoup selon l’utilisation de la voiture. Par exemple, une voiture ne parcourant que des trajets urbains où les joints de cardan sont fortement sollicités du fait des multiples redémarrages aux feux tricolores, accélération, décélérations et braquages usera plus rapidement le joint de cardan qu’une voiture utilisée principalement sur autoroute. Si le cardan se rompt, la voiture s’immobilise sauf s’il s’agit d’une transmission intégrale. Normalement, il ne doit pas casser avant les 80 000 kilomètres.
La principale cause de changement d’un joint de cardan est le claquement dans un virage. Normalement, en ligne droite, rien ne se passe, mais par contre dans les virages, pris à basse vitesse, un claquement sec permet un premier diagnostic. Pour trouver le côté affecté, il faut effectuer de petites manœuvres serrées à droite et à gauche à basse vitesse avec les fenêtres ouvertes de façon à reconnaître le bruit de cardan. Les cardans sont protégés par des soufflets de transmission en caoutchouc, s’ils sont déchirés, craquelés ou percés, c’est un signal pour changer le joint de cardan dans les 1000 prochains kilomètres. Le fait de rouler avec des amortisseurs usés est également un facteur d’usure.
Le cardan permet de transmettre le couple et la puissance moteur aux roues par l'intermédiaire de deux arbres accouplés qui forment un angle variable en fonction des amortisseurs et du braquage des roues (pour les tractions). Un soufflet de cardan protège le cardan de la poussière et permet le bonne lubrification des pièces en mouvement grâce à la graisse à transmission ou l’huile contenue dans le soufflet. Les cardans sont généralement différents en fonction du type de transmission qui est adoptée par la machine. Sur une transmission avant les deux cardans sont situés à l'avant à chaque roue. Sur une transmission arrière les deux cardans sont situés à l'arrière à chaque roue. Enfin sur une transmission intégrale un cardan est situé à chaque roue.
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