Sans contraintes, une
roue est en équilibre vertical, et roule suivant son plan de symétrie. Dès lors que la direction de déplacement n'est plus dans ce plan de symétrie, une force latérale se développe.
Une composante importante de cette
force est la force de glissement,
associée à ce qu'on appelle l'angle de glissement, c'est-à-dire l'angle, noté \alpha, entre l'axe longitudinal de la roue et la direction de déplacement :
La force latérale dépend
également, mais dans une moindre mesure, de
l'angle de
carrossage entre le plan de la roue et
la verticale, noté \gamma. La composante associée est nommée force, ou poussée,
de carrossage :
Cette force de carrossage est approximativement
proportionnelle à l'angle de carrossage, ce qui permet de définir la raideur de carrossage kc, de
l'ordre de 2kN/rad pour un pneu radial de voiture. Elle est également
proportionnelle à la force verticale, ce qui nous amène à définir un
coefficient de raideur de carrossage cc.
On a donc, lorsque le
glissement est nul :
Fy = kc \gamma = cc Fv
\gamma
cc vaut à peu
près 1.0 pour un pneu diagonal, et 0.4 pour un pneu radial. Même si les angles de carrossage sont réduits (inférieurs à 1o
en statique, pas plus de 10o
dans les conditions extrêmes), les forces développées peuvent avoir des
conséquences non négligeables sur la tenue de
route des véhicules, principalement à cause de
la variation de carrossage lors des
mouvements de suspension, qui peuvent
être différents entre les trains avant et arrière.
La poussée de carrossage se superpose de manière algébrique à l'effort latéral, et
peut permettre d'augmenter la valeur de
crête de celui-ci si le carrossage est
"du bon côté". En pratique, on ne peut évidemment pas augmenter le
carrossage indéfiniment, pour des raisons d'uniformisation de l'échauffement et de l'usure de la bande de roulement. Pour des pneus larges de route, l'effort de carrossage tend à s'effondrer au-delà de 5°. Pour les pneus à section circulaire
utilisés sur les motos, l'effort de
carrossage reste important jusqu'à près de
50°.
On considère généralement
que les effets de glissement et de carrossage sont indépendants, et donc que
l'on peut décomposer la force latérale de
manière unique :
Fy
= Fg + Fc
= kg \alpha + kc
\gamma
= Fv (cg \alpha + cc
\gamma)
Ceci n'est plus tout à
fait vrai en régime non-linéaire, c'est-à-dire pour des angles importants. Sur
une moto, par exemple, la raideur latérale diminue considérablement avec l'angle de
carrossage lorsque celui-ci atteint des valeurs élevées. La diminution de cg est de l'ordre de 0.3 à 0.7
% par degré d'angle de carrossage, relation pratiquement linéaire
jusqu'à 60o de carrossage.