La fonction de l'appareil à gouverner est de transformer de manière appropriée le couple et l'angle de direction du volant (principalement en réduisant la vitesse et en augmentant le couple) avant de les transmettre à la tringlerie de direction, permettant ainsi au véhicule de diriger. Ainsi, l'appareil à gouverner est essentiellement une boîte de vitesses et est généralement constitué de 1 à 2 étages de réducteurs.
Au cours de l’histoire, différents types d’appareils à gouverner ont été développés, dont beaucoup sont aujourd’hui obsolètes. Les appareils à gouverner peuvent être classés en types mécaniques (non assistés) et assistés en fonction du type d'assistance fournie.
Les appareils à gouverner mécaniques peuvent en outre être divisés en différentes formes structurelles, notamment les types à crémaillère et pignon, à recirculation de billes, à vis sans fin et secteur, à recirculation de billes et de leviers et à vis sans fin et à rouleaux. Les types les plus couramment utilisés sont les modèles à crémaillère, à recirculation de billes et à vis sans fin.
L'appareil à gouverner à crémaillère est la forme d'appareil à gouverner la plus simple. Il offre des avantages tels qu'une structure simple et compacte, une rigidité élevée, un faible coût, une direction réactive, un rapport de direction élevé dans les deux sens, une facilité d'agencement et une compatibilité avec la suspension à triangulation et les jambes de force MacPherson. Il peut également entraîner directement la biellette de traînée, simplifiant ainsi le mécanisme de transmission de direction. En conséquence, son application est largement répandue dans les voitures particulières et les camions légers.
Les boîtiers de direction à recirculation de billes offrent des rapports positifs et négatifs élevés, ce qui les rend faciles à utiliser, offrant une longue durée de vie, un fonctionnement stable et fiable. Cependant, en raison du rapport négatif élevé, les chocs de la route peuvent facilement se transmettre au volant.
Les boîtiers de direction assistée combinent des boîtiers de direction mécaniques avec des dispositifs d'assistance électrique. Selon le fluide de transfert, les boîtiers de direction assistée peuvent être pneumatiques ou hydrauliques. Les boîtiers de direction assistée hydraulique peuvent être classés en fonction de leur disposition et de leur connexion entre le boîtier de direction mécanique, le vérin de direction assistée et la vanne de commande de direction. Ces catégories comprennent le type intégral (où l'appareil de direction mécanique, le vérin de direction assistée et la soupape de commande de direction sont conçus comme une seule unité), le type semi-intégral (où l'appareil de direction mécanique et la soupape de commande de direction sont intégrés tandis que le vérin de direction assistée reste séparé). ), et type séparable (où le mécanisme de direction mécanique est séparé tandis que la soupape de commande de direction et le vérin de direction assistée sont combinés).
Il convient de noter que les camions lourds avec de grandes capacités de charge ne conviennent pas aux boîtiers de direction assistée pneumatiques car la pression de service du système pneumatique est relativement faible (ne dépassant généralement pas 0,7 MPa). Lorsqu'ils sont utilisés dans des véhicules lourds, la taille des composants deviendrait excessivement grande. Les boîtiers de direction assistée hydraulique peuvent fonctionner à des pressions supérieures à 10 MPa, ce qui permet d'utiliser des composants de plus petite taille. Les systèmes hydrauliques fonctionnent silencieusement, ont des temps de réponse courts et peuvent absorber les chocs dus à des surfaces routières inégales. Par conséquent, les boîtiers de direction assistée hydraulique ont été largement utilisés dans divers types et classes de véhicules.
Le boîtier de direction à crémaillère et pignon est le type le plus courant. Sa structure de base se compose d'une paire de pignons engrenés et d'une crémaillère. Lorsque l’arbre de direction entraîne la rotation du pignon, la crémaillère se déplace linéairement. Parfois, la crémaillère entraîne directement la biellette de direction, permettant ainsi au volant de tourner. Pour amortir les oscillations du volant, un amortisseur de direction est souvent ajouté au système de direction avec un mécanisme de direction à crémaillère et pignon.