À quoi ressemble un mauvais joint en U ? Signes et correctifs

Un mauvais Joint en U produit le plus souvent un bruit sourd, un cognement ou un grincement qui apparaît lors de l'accélération, de la décélération ou lors du passage de la marche arrière à la marche arrière. Le bruit provient généralement du dessous du véhicule, près de l'arbre de transmission, et change d'intensité en fonction de la vitesse ou de la charge du véhicule. Dans de nombreux cas, un joint universel défaillant provoque également une vibration ressentie à travers le sol ou le siège qui s'aggrave à mesure que la vitesse augmente. Si rien n’est fait, un joint universel usé peut se séparer complètement, provoquant une défaillance catastrophique de l’arbre de transmission et une perte de contrôle du véhicule.

Ce guide couvre tous les sons émis par un mauvais joint U, explique pourquoi chaque bruit se produit et explique comment confirmer qu'un joint U en est la source - et non un essieu CV, un différentiel ou un roulement de roue - avant de consacrer du temps ou de l'argent à une mauvaise réparation.

Qu'est-ce qu'un joint en U et à quoi sert-il

Un joint universel (joint en U) est un accouplement mécanique qui relie deux arbres rotatifs selon un angle, permettant de transmettre le couple même lorsque les arbres ne sont pas parfaitement alignés. Sur les véhicules à propulsion arrière et à quatre roues motrices, les joints universels relient l'arbre de sortie de la transmission à l'arbre de transmission et l'arbre de transmission au différentiel arrière, permettant à l'arbre de transmission de fléchir lorsque la suspension monte et descend tout en transférant la puissance du moteur aux roues.

Un joint en U typique se compose d'une pièce centrale en forme de croix appelée tourillon ou araignée, de quatre chapeaux de roulement remplis de roulements à aiguilles et de circlips ou de boulons en U qui fixent les chapeaux aux jougs. La plupart des joints universels de véhicules de tourisme sont évalués pour 100 000 à 150 000 milles dans des conditions normales. , bien que l'utilisation hors route, le remorquage lourd et le manque de lubrification réduisent considérablement la durée de vie. Certains joints universels scellés ne sont pas graissables et tombent en panne plus tôt – souvent entre 60 000 et 80 000 miles – en particulier dans les véhicules conduits dans des conditions humides ou boueuses.

Les sons spécifiques que produit un mauvais joint en U

Le bruit produit par un joint universel défaillant dépend du mode de défaillance : si le joint est sec et usé, fissuré ou s'il a perdu ses roulements à aiguilles. Chaque modèle sonore indique un stade d’échec différent et un niveau d’urgence différent.

Claquement ou cognement pendant l'accélération ou la décélération

Il s’agit du mauvais bruit de joint en U le plus fréquemment signalé. Un bruit sourd ou un cognement distinct lors de l'accélération à partir d'un arrêt ou lorsque vous relâchez l'accélérateur est un indicateur fort d'un joint universel usé ou desserré. Le claquement est causé par un jeu excessif dans l'articulation : les roulements à aiguilles sont usés ou le tourillon s'est incliné, il y a donc un jeu momentané lorsque la direction du couple s'inverse. Le son se produit souvent exactement une fois par transition (un bruit sourd à l'accélération, un à la décélération) plutôt qu'en continu. Ce type de bruit caractéristique lors d'une transition de charge est l'un des indices de diagnostic les plus fiables permettant de distinguer la défaillance du joint universel du bruit du différentiel ou de la transmission.

Grincements ou grincements à basse vitesse

Un grincement ou un grincement rythmé à basse vitesse du véhicule - souvent décrit comme se produisant une fois par rotation de l'arbre de transmission - indique généralement un joint universel sec et fonctionnant sans lubrification adéquate. Les roulements à aiguilles à l'intérieur des chapeaux de roulement sont métal sur métal et, sans graisse, ils génèrent un bruit de frottement à chaque fois qu'ils passent par la position de charge élevée lors de la rotation du joint. Ce grincement dépend généralement de la vitesse : il s'accélère à mesure que la vitesse du véhicule augmente et disparaît à vitesse d'autoroute. , remplacé par des vibrations car le joint usé ne peut pas maintenir une rotation fluide à un régime plus élevé. Si votre joint universel peut être graissé (doté d'un raccord Zerk), cette étape est souvent réversible : la graisse introduite à ce stade peut rétablir temporairement un fonctionnement silencieux pendant que vous organisez le remplacement.

Bruit de grattage ou de meulage métallique

Un bruit de grincement ou de grattage provenant du dessous du véhicule pendant la conduite - en particulier un bruit qui change de hauteur ou d'intensité avec la vitesse du véhicule - suggère un joint en U où les cuvettes de roulement sont usées ou les surfaces des tourillons sont gravement corrodées. A ce stade, le joint fonctionne métal sur métal sans aucune surface d'appui , et l’échec est imminent. Il s’agit d’une situation de conduite immédiate vers un magasin ou d’arrêt de conduite. L'arbre de transmission peut se séparer du véhicule en quelques kilomètres une fois le meulage commencé.

Vibration qui ressemble à un grondement

Un mauvais joint universel qui a développé une usure importante ne tourne pas en douceur – il crée un déséquilibre dans l’arbre de transmission qui produit une vibration ressentie à travers le plancher, le siège et parfois le volant. Cette vibration ressemble souvent à un grondement à basse fréquence ou à un bourdonnement qui commence 45 à 55 mph et peut diminuer ou changer de tonalité à des vitesses plus élevées. Contrairement au déséquilibre des pneus (qui apparaît généralement à une plage de vitesse spécifique et disparaît à des vitesses plus élevées), une vibration du joint de cardan a tendance à s'aggraver progressivement avec la vitesse et ne s'allume et ne s'éteint pas de la même manière prévisible.

Claquements lors du passage de la conduite à la marche arrière

L'un des symptômes les plus révélateurs de l'articulation en U est un bruit sourd lors du déplacement du sélecteur de Drive à Reverse ou de Park à Drive , notamment lorsque le véhicule est à l'arrêt. Cela se produit parce que le changement de vitesse inverse la direction de la charge sur l'arbre de transmission - un joint en U usé avec un jeu excessif traverse ce jeu lorsque la direction du couple change. De nombreux conducteurs remarquent ce symptôme pour la première fois lors de manœuvres dans des parkings ou des allées et le confondent avec un problème de transmission ou de différentiel.

Sons de défaillance des joints en U par rapport aux autres bruits courants de la transmission

Les bruits produits par un mauvais joint U se chevauchent considérablement avec ceux des roulements de roue, des essieux homocinétiques, des différentiels et des roulements d'arbre de sortie de transmission. Les erreurs de diagnostic sont courantes et le remplacement du mauvais composant gaspille des centaines de dollars. Le tableau ci-dessous compare les principales caractéristiques distinctives.

Le moyen le plus fiable de différencier un claquement de joint universel d'un problème de fourche à glissement ou de différentiel est une inspection physique sous le véhicule avec la transmission au repos - décrite dans la section de diagnostic ci-dessous.

Pourquoi les joints universels échouent : les causes profondes du bruit

Comprendre pourquoi un joint universel échoue aide à la fois à diagnostiquer le problème et à prévenir une défaillance prématurée après son remplacement. Le bruit est un symptôme – la cause sous-jacente est presque toujours l’une des cinq conditions suivantes.

Manque de lubrification

Les joints universels graissables nécessitent une lubrification périodique — la plupart des fabricants spécifient un graissage tous les 5 000 miles ou à chaque vidange d'huile pour les véhicules utilisés dans des conditions difficiles (tout-terrain, remorquage ou traversées de cours d'eau fréquentes). Les joints universels scellés (non graissables) sont lubrifiés en usine et ne peuvent pas être entretenus, ce qui signifie que lorsque la graisse se dégrade – généralement après 60 000 à 80 000 miles – une défaillance s'ensuit. Les roulements à aiguilles secs surchauffent, se creusent et finissent par se désintégrer, créant le grincement rythmique puis le grincement décrit ci-dessus.

Corrosion due à l'intrusion d'eau et de boue

L’eau, la boue et le sel de déneigement comptent parmi les forces les plus destructrices pour les joints universels. Lorsque de l’eau contaminée pénètre dans les chapeaux de roulement – ​​ce qui se produit lorsque les joints en caoutchouc des cuvettes de roulement se fissurent ou sont endommagés – elle élimine la graisse et favorise une rouille rapide sur les surfaces des tourillons et des roulements à aiguilles. Les véhicules conduits en eau profonde ou dans des conditions hors route peuvent subir une défaillance du joint universel en moins de 30 000 milles. si les joints ne sont pas graissés fréquemment et les joints ne sont pas inspectés régulièrement.

Fonctionnement à des angles extrêmes

Les joints universels sont conçus pour fonctionner efficacement à des angles allant jusqu'à environ 15 à 20 degrés . Les véhicules dotés de suspensions relevées ou d'une géométrie d'arbre de transmission modifiée qui poussent les angles de joint au-delà de cette plage soumettent les roulements à des contraintes nettement plus élevées à chaque rotation, accélérant considérablement l'usure. C'est pourquoi les camions levés et les véhicules tout-terrain équipés de joints universels d'origine subissent souvent une défaillance prématurée : le changement de géométrie créé par le pont élévateur n'a pas été compensé par un arbre de transmission différent ou un joint à double cardan.

Applications de surcharge et de couple élevé

Le remorquage de charges lourdes, les lancements de véhicules à plein régime et l'utilisation agressive des quatre roues motrices imposent tous des charges de couple maximales sur les joints universels qui dépassent leurs spécifications de conception au fil du temps. La croix du tourillon peut développer des fractures de contrainte et les chapeaux de palier peuvent se desserrer de leurs rainures de circlip, conduisant au claquement et éventuellement à la séparation catastrophique décrite dans les étapes de défaillance ultérieures.

Âge et usure normale

Même dans des conditions idéales, les joints universels sont des pièces d'usure. Les roulements à aiguilles parcourent leur zone de charge des millions de fois au cours de la vie d'un véhicule : à 60 mph, l'arbre de transmission d'un véhicule à propulsion arrière typique tourne à environ 1 500 à 2 000 tr/min , ce qui signifie que chaque jeu de roulements à cardan passe par sa position de charge plus de 1 500 fois par minute. Au-delà de 100 000 milles, cela s’accumule et donne lieu à un nombre énorme de cycles de fatigue, et la dégradation de la surface des roulements est inévitable.

Comment diagnostiquer un mauvais joint en U à la maison

L’inspection physique est plus fiable que le son seul pour confirmer qu’un joint universel est la source du bruit. Cette procédure nécessite de soulever le véhicule en toute sécurité sur des chandelles – ne travaillez jamais sous un véhicule soutenu uniquement par un cric.

1. Soulever et soutenir le véhicule sur un sol plat à l'aide de chandelles sous le châssis ou de points de levage désignés. Mettez la transmission au point mort.
2. Localisez l'arbre de transmission — il va de l'arrière de la transmission (ou de la boîte de transfert) jusqu'au différentiel. La plupart des véhicules à propulsion arrière et à 4 roues motrices ont un ou deux arbres de transmission, chacun avec deux joints universels ou plus.
3. Saisissez fermement l'arbre de transmission avec les deux mains et essayez de le faire pivoter d'avant en arrière (ne pas le faire tourner, mais le faire pivoter de quelques degrés dans chaque direction). Tout jeu libre perceptible (mouvement qui se produit avant que l'arbre de transmission n'engage la transmission) indique une usure excessive du joint universel ou de la chape coulissante. Un arbre de transmission sain ne devrait avoir pratiquement aucun jeu de rotation.
4. Saisissez l'arbre de transmission et essayez de le déplacer de haut en bas, à gauche et à droite. à chaque emplacement de joint universel. Tout jeu ou mouvement dans le joint lui-même (la traverse se déplaçant à l'intérieur de l'étrier) confirme que le joint en U est usé au-delà des limites acceptables.
5. Inspecter visuellement chaque joint pour les traces de rouille émanant des chapeaux de roulement (un signe d'infiltration d'eau et de défaillance des joints), des anneaux d'arrêt manquants ou délogés, ou des chapeaux de roulement qui ont commencé à sortir de leurs sièges d'arcade.
6. Faites tourner l'arbre de transmission à la main lors d'un tour complet et ressentez la rugosité, la liaison ou la résistance à tout moment de la rotation - un point raide ou rugueux dans une position spécifique indique un roulement grippé ou piqué.

Tout jeu détecté à l'étape 3 ou 4, toute rugosité à l'étape 6 ou toute corrosion visible et dommage au joint à l'étape 5 constitue un joint universel défectueux qui nécessite un remplacement immédiat.

Les étapes de la défaillance d'un joint universel : du premier grincement à la séparation de l'arbre de transmission

La défaillance d’une articulation de cardan est progressive : elle ne se produit pas soudainement dans la plupart des cas. Comprendre les étapes aide les propriétaires de véhicules à évaluer le degré d’urgence à attribuer à la réparation.

Un arbre de transmission qui se sépare à vitesse d'autoroute peut tomber sur la chaussée, se placer sous le véhicule et provoquer une perte de contrôle ou de contact avec d'autres véhicules. Les dossiers de la NHTSA documentent plusieurs décès et accidents graves causés par la séparation de l'arbre de transmission liée à des joints universels défectueux. Le coût du remplacement du joint universel – généralement 150 $ à 400 $ en magasin, main d'œuvre comprise – doit être mis en balance avec ce risque.

Comment confirmer que le bruit provient du joint en U, et non de la transmission ou du différentiel

Trois tests simples, effectués avant de dépenser de l'argent en pièces de rechange, aident à isoler le bruit du joint de cardan de la transmission, du différentiel ou des roulements de roue.

Le test du clunk du stationnement au volant

Le véhicule étant sur un terrain plat et le frein de stationnement serré, déplacez lentement le sélecteur de Park à Reverse, puis de Reverse à Drive, tout en écoutant attentivement. Un seul bruit sourd à chaque fois que la transmission se charge dans une nouvelle direction - mais aucun bruit pendant les transitions de conduite normales dans le même rapport - suggère fortement un jeu du joint de cardan plutôt qu'une usure interne de la transmission. Les bruits de transmission sont généralement continus ou liés au régime plutôt que de se produire uniquement lors de l'inversion directionnelle de la charge.

Le test de charge de direction pour les roulements de roue par rapport aux joints en U

À environ 30 mph sur une route droite et déserte, tournez doucement le véhicule vers la gauche et la droite tout en écoutant le bruit. Si le bruit change de manière significative lorsque vous tournez le volant – plus fort lorsque vous tournez dans un sens, plus silencieux lorsque vous tournez dans l’autre – la source est presque certainement un roulement de roue et non un joint universel. Le bruit du joint de cardan ne change pas de manière significative lorsque la charge de direction se déplace d'un côté à l'autre, car l'arbre de transmission est un composant central qui n'est pas affecté par l'angle des roues sur la plupart des véhicules à propulsion.

Le test de décélération pour l'essieu CV par rapport au joint en U

Le claquement de l'essieu CV ne se produit généralement que sous charge pendant les virages. Si le bruit ou le bruit se produit lors d'une conduite en ligne droite, en particulier lorsque vous relâchez l'accélérateur, et est absent lors de virages lents et serrés, il est peu probable qu'un essieu CV en soit la cause. Le claquement des joints universels est plus important lors des accélérations et des décélérations en ligne droite, et non lors des virages. Sur les véhicules à traction avant sans joints universels traditionnels, un clic dans les virages qui est absent en conduite droite confirme un joint homocinétique et non un joint universel.

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

Une fois qu’un joint universel est confirmé comme étant la source de la défaillance, le remplacement est la seule solution correcte. Graisser un joint très usé ou appliquer des produits anti-fuites ne rétablit pas l’intégrité structurelle et ne fait que retarder – brièvement – ​​la défaillance inévitable.

Les mécaniciens professionnels recommandent généralement de remplacer tous les joints universels sur un arbre de transmission en même temps lorsqu'un joint est usé, le coût de la main-d'œuvre pour retirer et réinstaller l'arbre de transmission est le même, que vous remplaciez un joint ou tous, et un joint adjacent à un joint défectueux a connu la même durée de vie et des conditions d'usure similaires. Remplacer uniquement le pire joint et laisser les autres est une fausse économie.

Pour le remplacement par soi-même, le remplacement d'un joint en U nécessite une presse ou une grande pince en C, une pince à circlips et des outils manuels de base - c'est un travail simple pour quelqu'un à l'aise avec le travail sur la transmission. Le coût des pièces de 15 $ à 60 $ par joint rend le remplacement par le bricolage particulièrement rentable sur les véhicules dotés d'arbres de transmission accessibles.

Prévenir la défaillance des joints universels : une maintenance qui prolonge la durée de vie

Sur les véhicules équipés de joints universels graissables, une pratique de lubrification correcte est le moyen le plus efficace de prolonger la durée de vie des joints. Les habitudes de maintenance suivantes réduisent considérablement les pannes prématurées :

• Graisser les joints universels graissables tous les 5 000 miles (ou à chaque vidange d'huile) dans des conditions normales d'utilisation et tous les 1 000 à 2 000 milles pour une utilisation hors route, de remorquage ou de traversée de cours d'eau. Utilisez une graisse NLGI #2 de haute qualité conçue pour les applications extrême pression (EP).
• Lors du graissage, pompez de la graisse jusqu'à ce que de la graisse fraîche s'échappe des quatre chapeaux de palier : cela confirme que l'ancienne graisse contaminée a été déplacée. La purge n'est pas facultative ; l'arrêt lorsque la résistance augmente laisse de la vieille graisse dans les zones les plus critiques.
• Inspecter les joints en U à chaque intervalle de lubrification en cas de fissures, de fissures ou de lèvres d'étanchéité manquantes — un joint compromis laisse pénétrer l'eau et la saleté même si le joint est fraîchement graissé.
• Après avoir traversé de l'eau profonde ou de la boue, regraissez tous les joints universels dès que possible : l'eau déplace la graisse même dans un joint correctement scellé sous pression d'immersion.
• Si vous soulevez un camion ou un SUV, faites mesurer et corriger les angles de l'arbre de transmission après l'installation du pont élévateur : un fonctionnement à des angles excessifs accélère l'usure de façon exponentielle, quelle que soit la fréquence de lubrification.
• Envisagez de passer à des joints universels robustes ou graissables lors du remplacement des joints scellés d'origine sur des véhicules utilisés pour le remorquage, tout-terrain ou pour des applications à couple élevé - le modeste coût supplémentaire est amorti par une durée de vie considérablement prolongée.