Combien de temps durent les joints universels ? Durée de vie, panneaux et remplacement

Joints universels durent généralement entre 75 000 et 100 000 miles dans des conditions de conduite normales , mais cette plage varie considérablement en fonction du type de véhicule, des habitudes de conduite, de la lubrification et de l'environnement d'exploitation. Sur les véhicules de tourisme bien entretenus et conduits principalement sur des routes pavées, un joint universel peut durer toute la vie du véhicule. Sur les camions, les véhicules tout-terrain ou ceux utilisés pour le remorquage, les joints universels peuvent devoir être remplacés dès 40 000 à 60 000 milles. Comprendre ce qui raccourcit la durée de vie des joints universels et reconnaître les signes avant-coureurs de défaillance peut empêcher qu'un élément d'entretien mineur ne se transforme en une panne dangereuse en bordure de route.

Qu'est-ce qu'un joint universel et à quoi sert-il ?

Un joint universel (joint en U) est un accouplement mécanique qui relie les segments d'un arbre de transmission et permet à l'arbre de transmettre la puissance de rotation sous différents angles. Dans les véhicules à propulsion arrière et à quatre roues motrices, les joints universels sont des composants essentiels qui relient l'arbre de sortie de la transmission à l'essieu arrière ou, dans les systèmes 4 roues motrices, aux essieux avant et arrière.

Le joint se compose d'une pièce centrale en forme de croix (l'"araignée" ou le "tourillon") avec quatre chapeaux de roulement remplis de roulements à aiguilles, tous maintenus ensemble par des anneaux d'arrêt ou des sangles de roulement. Lorsque l'arbre de transmission tourne à grande vitesse, ces roulements à aiguilles absorbent la charge angulaire. Au fil du temps, la chaleur, la friction et la contamination usent ces roulements, provoquant finalement la défaillance du joint.

Durée de vie des joints en U par type de véhicule et utilisation

Il n’existe pas de durée de vie unique qui s’applique à tous les joints universels. Le tableau ci-dessous fournit des attentes réalistes en matière de kilométrage en fonction du type de véhicule et du modèle d'utilisation :

Il s’agit d’estimations basées sur des calendriers de maintenance typiques. Les joints universels graissables qui sont entretenus régulièrement peuvent souvent dépasser ces plages, tandis que les joints universels scellés (non graissables) laissés dans des environnements difficiles peuvent échouer bien avant ces valeurs.

Facteurs qui raccourcissent la durée de vie des joints en U

Plusieurs variables ont un impact direct et mesurable sur la durée de vie d'un joint universel. Répondre à ces problèmes de manière proactive est le moyen le plus fiable de prolonger la durée de vie.

Manque de lubrification

C’est la principale cause de défaillance prématurée des joints universels. Les joints universels graissables nécessitent une lubrification avec de la graisse pour châssis NLGI Grade 2 à chaque vidange d'huile ou tous les 5 000 à 7 500 miles. Sans graisse adéquate, les roulements à aiguilles fonctionnent à sec, génèrent une chaleur excessive et s'usent rapidement. Un joint universel privé de graisse peut tomber en panne en aussi peu que 10 000 à 15 000 milles , même sur un véhicule neuf. Les joints universels scellés ne peuvent pas être graissés et dépendent entièrement de leur lubrifiant d'usine, qui se dégrade avec le temps, en particulier lorsque de l'eau et des contaminants pénètrent par un soufflet fissuré ou un joint usé.

Angle de fonctionnement

Les joints universels sont conçus pour fonctionner efficacement à des angles de 1 à 3 degrés dans des conditions normales, avec un angle de fonctionnement continu maximum d'environ 15 à 18 degrés selon la conception. Les camions soulevés avec des angles d'arbre de transmission abrupts, ou les véhicules avec des angles de pignon mal réglés, placent le joint universel sous une contrainte constante à l'extrême de sa plage. Chaque degré supplémentaire d'angle de fonctionnement au-delà des spécifications de conception réduit proportionnellement la durée de vie du roulement.

Charges de remorquage et à couple élevé

Chaque fois qu'un véhicule accélère brusquement après un arrêt, en particulier sous charge, l'arbre de transmission transmet un pic de couple à travers les joints universels. Un remorquage régulier, des accélérations brusques fréquentes ou la traction de charges lourdes augmentent considérablement les contraintes cumulatives sur les chapeaux de palier et les roulements à aiguilles. Un camion qui remorque régulièrement 10 000 lb usera ses joints universels beaucoup plus rapidement que le même camion conduit à vide.

Contamination par la boue, l'eau et le sel

La conduite hors route, l'exposition au sel de déneigement dans les climats hivernaux et les traversées de cours d'eau poussent les contaminants abrasifs dans les chapeaux de palier des joints en U à travers les joints usés. Cette contamination se mélange à la graisse, crée un composé abrasif à l'intérieur du roulement et accélère l'usure. Les véhicules conduits dans les États du nord des États-Unis ou au Canada, où le salage des routes est important, présentent souvent une usure des joints universels 30 à 40 % plus tôt. que les véhicules identiques dans les climats secs.

Déséquilibre ou vibration de l’arbre de transmission

Un arbre de transmission déséquilibré, causé par un contrepoids manquant, un arbre plié ou un mauvais phasage des joints universels, crée des charges de vibration cycliques qui martelent les cuvettes de roulement des milliers de fois par minute. Cela accélère l’usure d’une manière disproportionnée par rapport au seul kilométrage.

Signes avant-coureurs indiquant que vos joints universels sont défaillants

Une défaillance du joint universel se produit rarement sans avertissement. Reconnaître les symptômes à temps vous permet de remplacer le joint avant qu'il ne tombe complètement en panne, ce qui peut provoquer la chute de l'arbre de transmission du véhicule pendant le déplacement, un événement dangereux et potentiellement catastrophique.

• Bruit de claquement ou de claquement lors du changement de vitesse : Un bruit sourd lors du passage du stationnement à la conduite, ou lors de l'accélération à partir d'un arrêt, est l'un des indicateurs de défaillance de joint universel les plus précoces et les plus fiables. Le joint usé a développé un jeu (appelé « slop ») dans les cuvettes de roulement.
• Vibrations à vitesse d’autoroute : Un joint de cardan usé peut provoquer une vibration notable ressentie à travers le plancher, le siège ou le volant, apparaissant ou s'aggravant généralement à des vitesses supérieures à 45-55 mph. Ceci est différent des vibrations liées aux pneus, qui sont généralement ressenties uniquement dans le volant.
• Grincement lors d'un mouvement à basse vitesse : Un grincement ou un gazouillis aigu qui se produit à basse vitesse - souvent entendu à des vitesses de stationnement ou lorsque vous rampez dans la circulation - peut indiquer que des roulements à aiguilles secs ont besoin de graisse ou sont déjà usés au-delà de l'aide de la lubrification.
• Bruit de grattage métallique : Un bruit de grincement ou de grattage métallique lors d'une accélération ou d'une décélération suggère que les roulements à aiguilles se sont détériorés et que le tourillon tourne métal sur métal à l'intérieur du chapeau de roulement.
• Fuite de liquide de transmission à l’arrière de la transmission : Un joint de cardan arrière très usé peut déplacer l'arbre de transmission suffisamment pour endommager le joint de transmission arrière, provoquant une fuite de liquide. Si vous constatez une fuite de liquide au niveau de l'arbre de transmission de la transmission, inspectez immédiatement le joint universel.
• Rouille ou usure visible au niveau des chapeaux de palier : Lors d'une inspection visuelle, les chapeaux de palier de joint universel qui présentent des taches de rouille, de l'humidité s'infiltrant des joints ou tout mouvement visible (jeu) lorsque l'arbre de transmission est tordu à la main ont dépassé leur durée de vie.

Comment vérifier l'usure des joints universels

Une inspection de base des joints universels prend moins de cinq minutes et ne nécessite aucun outil autre qu'un équipement de levage de véhicule sécurisé. Vérifiez les joints universels à chaque fois que vous êtes sous le véhicule, ou au moins une fois par an.

1. Soulever et soutenir le véhicule en toute sécurité sur des chandelles pour que l'arbre de transmission soit accessible. Ne travaillez jamais sous un véhicule soutenu uniquement par un cric.
2. Saisissez l'arbre de transmission près de chaque joint universel avec les deux mains et essayez de le tordre dans des directions opposées (jeu de rotation) et de le pousser/tirer axialement (jeu final).
3. Tout mouvement détectable au niveau du joint en U lui-même, distinct du mouvement normal de l'arbre de transmission, indique des roulements usés. Il ne devrait y avoir aucun jeu de rotation au niveau d’un joint universel sain.
4. Inspecter les joints du chapeau de roulement visuellement. Des traces de rouille, des joints en caoutchouc fissurés ou une contamination visible par la graisse autour des chapeaux de roulement indiquent tous une usure ou une défaillance des joints.
5. Vérifier les graisseurs (raccords Zerk) sur joints universels graissables. Un raccord qui accepte la graisse indique normalement que le roulement n'est pas encore grippé ; un raccord qui repousse immédiatement la graisse sous pression suggère que le roulement est rempli de contamination ou est déjà en panne.

Joints universels graissables ou scellés : lesquels durent plus longtemps ?

Pour les camions, les véhicules de remorquage et tout véhicule utilisé hors route, les joints universels graissables sont le meilleur choix à long terme car leur lubrification peut être renouvelée selon les conditions. Les joints scellés conviennent aux applications de voitures particulières à faible contrainte où il est peu probable que la graisse d'usine se dégrade avant la vente du véhicule ou avant que le joint n'atteigne sa fin de vie naturelle.

Coût de remplacement du joint en U et à quoi s'attendre

Le remplacement d'un joint universel est une réparation relativement abordable par rapport aux dommages qu'un joint défectueux peut causer. Le coût varie selon le véhicule et selon que l'un ou les deux joints d'un arbre de transmission sont remplacés.

• Coût des pièces : Un joint de cardan de qualité de marques comme Spicer (Dana), Moog ou SKF coûte généralement 15 $ à 60 $ par joint . Les joints universels robustes ou conformes aux spécifications OEM pour camions peuvent coûter entre 50 $ et 120 $.
• Coût de la main d'œuvre : La plupart des magasins facturent 100 $ à 250 $ de main d'œuvre pour le remplacement du joint universel de l'arbre de transmission, en fonction de l'accessibilité et de la nécessité ou non d'un équilibrage de l'arbre de transmission après le travail.
• Coût total typique : Attendez-vous à payer 150 $ à 400 $ au total dans un atelier pour le remplacement d'un joint de cardan d'arbre de transmission unique sur un camion léger ou un SUV.
• Remplacez les deux joints en même temps : Si un joint universel sur un arbre de transmission est usé, l’autre est généralement juste derrière. La plupart des mécaniciens recommandent de remplacer les joints universels avant et arrière sur le même arbre de transmission au cours de la même visite d'entretien, car le coût supplémentaire de main-d'œuvre est minime.
• Remplacement DIY : Pour les propriétaires mécaniquement inclinés, le remplacement du joint universel est un travail de bricolage réalisable nécessitant une presse ou un étau et des douilles. Le coût des pièces uniquement pour une réparation de bricolage est de 15 $ à 60 $, ce qui permet d'économiser la totalité des frais de main-d'œuvre.

Comment faire durer les joints universels le plus longtemps possible

Prolonger la durée de vie des joints universels se résume à un entretien constant, à une configuration appropriée du véhicule et à éviter des contraintes inutiles sur la transmission.

• Graisser les joints universels graissables à chaque vidange d'huile ou tous les 5 000 milles, selon la première éventualité. Utilisez de la graisse pour châssis NLGI Grade 2 avec un pistolet graisseur manuel et pompez jusqu'à ce que de la graisse fraîche commence à s'écouler des joints.
• Corriger l’angle du pignon après un levage : Si votre camion a été soulevé, demandez à un spécialiste de la transmission de vérifier et de corriger l'angle du pignon afin de minimiser l'angle de fonctionnement du joint universel. Même une correction de 2 à 3 degrés peut doubler la durée de vie des joints universels sur un camion levé.
• Évitez les lancements agressifs et les accélérations de charge de choc lors du remorquage. L'application douce et progressive de l'accélérateur sous charge réduit les pics de couple dans la transmission.
• Rincer le train de roulement après une conduite hors route ou une exposition au sel de déneigement en hiver pour éliminer la contamination des joints en U avant qu'elle ne pénètre à l'intérieur.
• Inspecter chaque année dans le cadre de l'entretien courant. Attraper un joint en U qui a développé du jeu coûte entre 20 et 60 $ en pièces ; le laisser échouer complètement peut endommager le joug de l'arbre de transmission, l'arbre de transmission ou le plancher, ajoutant des centaines de dollars à la facture de réparation.