QU’EST CE QUE LA
GÉOMÉTRIE DES ROUES?
Une partie importante du
contrôle de la suspension d’un véhicule
est le contrôle directionnel. Le véhicule se déplacera-t-il en droite ligne sur
la route? Sera-t-il facile à diriger? Les pneus seront-ils soumis à une usure
minimale? Le volant de direction
retournera-t-il à la position «droit devant» après avoir pris un virage? Pour
que la réponse soit oui à toutes ces questions, la géométrie des roues du
véhicule doit être bien réglée.
La géométrie des roues est
l’ajustement des angles faits par les roues par rapport à :
USURE DES PNEUS ET
GÉOMÉTRIE DES ROUES
Les pneus sont l’élément le
plus visible du système de suspension
du véhicule et leur usure peut être une indication inestimable de l’état des autres éléments du système de suspension.
Un exemple d’usure de pneus indiquant d’autres problèmes serait
le bosselage. Le bosselage est causé par le rebondissement du pneu lorsqu’il
roule, créant une forte usure sur de petites
surfaces. Des amortisseurs usés sont souvent la cause du bosselage, mais des
pièces desserrées de la suspension ou
un déséquilibre du pneu sont aussi des causes possibles.
Le déséquilibre du pneu est un autre
facteur qui contribue aux angles de la
géométrie ainsi qu’à l’usure de la
suspension et des pneus. Généralement, un pneu déséquilibré statiquement
démontrera une usure vers le centre de
la semelle. Le déséquilibre fait que la roue se soulève verticalement de la surface de
la route. Lorsqu’elle retombe sur la route, le pneu frotte sur la surface.
Cette action s’appelle rebondissement ou sautillement de la roue.
Un déséquilibre dynamique cause un dandinement latéral de la roue (shimmy de
la roue). Le pneu frotte sur la route latéralement tout en roulant. L’usure
causée par le déséquilibre dynamique est habituellement remarquable sur les
bords de la semelle.
N’oubliez pas que l’usure
des pneus est une indication particulièrement valide de problèmes de
géométrie de roues.
Nous allons
maintenant discuter des trois angles principaux de
la géométrie des roues et comment ces angles affectent l’usure des pneus.
ANGLES DE BASE DE
LA GÉOMÉTRIE DES ROUES
L’angle de chasse est l’inclinaison vers l’arrière ou
vers l’avant de l’axe de pivot des fusées (vue du côté). L’axe de pivot des fusées est une ligne imaginaire
tracée passant par les centres des deux joints à rotule, supérieur et
inférieur, sur une suspension traditionnelle. Sur un système à jambes de suspension, la ligne traverse le joint à
rotule inférieur et le montage supérieur de
la jambe de suspension elle-même. L’angle de
chasse est mesuré entre la ligne
centrale du support du pivot de roues
et une ligne verticale passant par le centre de
la roue. On considère que cet angle est
positif lorsque la ligne centrale du support de
fusée coupe la route en avant du point de
contact du pneu avec la route. L’angle
est négatif lorsque la ligne centrale du support de
fusée coupe la route en arrière du point de
contact du pneu. Il existe un angle de chasse
de zéro lorsque la ligne centrale du
support de fusée est verticale, coupant
la route au point de contact du pneu.
La plupart des automobiles sont conçues avec un angle
de chasse
positif.
Un angle
de chasse
positif offre une excellente stabilité directionnelle, en dirigeant les roues
pour qu’elles suivent le poids du véhicule. Ceci aide les roues avant à
maintenir la position droit devant. Un angle
de chasse
positif excessif peut rendre la direction dure, causer des chocs excessifs de la route et un shimmy du volant.
Un angle de
chasse élevé aligne l’axe de pivot des fusées avec les irrégularités de la route. Les chocs causés par les
irrégularités de la route ne sont alors
pas arrêtés et se déplacent jusque dans l’habitacle de l’automobile. Un angle
de chasse
trop négatif doit aussi être évité car il réduira la stabilité directionnelle
et la tendance des roues à retourner à la position droit devant.
L’angle de chasse ne doit pas différer fortement d’un
côté à l’autre. Une forte différence d’un côté à l’autre de l’angle
de chasse
peut faire que l’automobile «tirera» d’un côté ou de
l’autre. Dans la plupart des cas, un véhicule tirera vers le côté ayant le
moindre angle de chasse. Toutefois,
une certaine variation de l’angle de
chasse peut être utilisée pour compenser
pour la courbure de la route.
L’angle de carrossage est
l’inclinaison vers l’intérieur ou vers l’extérieur des roues, vue de l’avant. L’angle
de carrossage est positif lorsque la
partie supérieure de la roue est
inclinée vers l’extérieur et négatif lorsque la partie supérieure de la roue est inclinée vers l’intérieur. Un angle de
carrossage est de zéro lorsque la roue
est parfaitement verticale. L’angle de carrossage est mesuré entre la ligne
centrale de la roue (vue de l’avant) et la ligne verticale réelle qui
intercepte la ligne centrale au point de
contact du pneu avec la route.
Le but de
l’angle de
carrossage est de distribuer
uniformément la charge du véhicule sur la surface du pneu. La plupart des
constructeurs automobiles exigent un angle
de carrossage positif à l’avant. L’angle de
carrossage avant positif permet d’isoler les forces provenant de la route et de
maintenir la stabilité directionnelle.
Un angle de carrossage
excessif, positif ou négatif, augmentera considérablement l’usure des pneus.
Avec un angle de carrossage positif excessif, le pneu s’usera sur les bords
extérieurs. Avec un angle de carrossage négatif excessif, l’usure se
trouve à l’intérieur du pneu. Là encore, le motif d’usure est remarquable et
indique immédiatement qu’un réglage de
la géométrie est nécessaire. Ce motif d’usure du pneu ressemblera à un réglage
excessif du pincement.
Des angles de carrossage incorrects peuvent aussi causer des problèmes de direction. Si par exemple, l’angle de
carrossage avant de la roue gauche est de 1,5 degré et de
zéro sur la roue droite, le véhicule tirera vers la gauche.
Des pièces de la suspension usées ou desserrées peuvent
causer des problèmes d’usure des pneus ou de
réglage de la géométrie. Par exemple,
des bagues du bras de suspension usées
feront déraper les pneus et ceci causera de
légères marques sur la semelle. Des raccordements desserrés causés par des
bagues usées, ou plus communément, des joints à rotule usés, peuvent causer des
points d’usure si importants qu’ils deviendront en fait des creux.
Le pincement est la différence de la distance entre l’avant des roues avant
et l’arrière des roues avant. Si l’avant des roues est plus rapproché que
l’arrière, la différence de la distance
s’appelle le pincement. Si l’avant des roues est plus écarté que l’arrière, la
distance s’appelle le bâillement.
Le pincement est l’angle de
réglage des roues est plus important. Le but du pincement est d’assurer un
roulement parallèle des roues avant et des roues arrière, en rapport avec la
ligne centrale géométrique du véhicule. Un pincement excessif augmentera
l’usure du côté extérieur du pneu alors qu’un bâillement excessif augmentera
l’usure à l’intérieur du pneu.
Lorsque l’une ou l’autre de ces situations se présente, le pneu est en
contact avec la route selon un certain angle.
Ceci résulte en un dérapage latéral du pneu à mesure qu’il roule et la semelle
s’use irrégulièrement. Ceci crée une usure d’un motif particulier, en biseau.
Les motifs d’usure peuvent être facilement sentis en passant la main sur la
semelle.
Le pincement des roues
arrière est tout aussi important que les pincements des roues avant.
Pratiquement tout ce que l’on a dit au sujet du pincement des roues avant est
valide pour le pincement des roues arrière.
Toutefois, les données techniques
du pincement des roues arrière sont généralement pour un pincement positif. Un
pincement excessif des roues arrière peut aussi causer des motifs d’usure
similaire que ceux expliqués pour le pincement des roues avant. En plus de ces motifs d’usure typiques, il peut se
développer un dérapage latéral.
Lorsque le pincement est déréglé soit
à l’avant ou à l’arrière, il causera un angle
de poussée qui dérèglera la voie,
appelé aussi «roulement en crabe». Lorsque l’essieu arrière est incliné d’un
côté, la ligne de poussée (la ligne
imaginaire qui est perpendiculaire à l’essieu arrière) crée un angle de
poussée de la ligne centrale du
véhicule. Si cette ligne coïncide avec la ligne centrale du véhicule, le
véhicule roule bien droit.
Toutefois, si l’essieu est légèrement
déporté d’un côté de la ligne centrale,
il en résulte un angle de poussée et le véhicule roulera «en crabe».
Des changements de l’angle de
chasse ou de
carrossage se produiront lorsque les roues avant suivent la ligne de poussée. Il peut en résulter que le
véhicule tirera d’un côté à la suite d’une différence d’un côté à l’autre de l’angle
de chasse
ou de carrossage, ou les deux. Un
volant de direction déporté peut être
le résultat d’une mauvaise ligne de
poussée.
L’effet de la ligne de
poussée sur le volant de direction est
le même, que le véhicule soit à traction avant ou arrière, équipé d’une Janvier
2002 4 de 6 Section 2 Compréhension de la géométrie des roues Section 2
suspension arrière indépendante ou d’un essieu arrière rigide. L’équipement de réglage de
la géométrie qui peut lire les quatre roues ensemble est primordial pour
calculer la ligne centrale et la ligne de
poussée nécessaires.
L’angle
de braquage signifie un bâillement lors
de virages. Il s’agit de l’angle
d’usure d’un pneu mesuré en degrés et c’est la distance qu’une roue avant
tourne plus que l’autre. La roue avant à l’intérieur du virage tourne moins que
la roue avant extérieure, créant une situation de
bâillement lorsque le véhicule tourne soit à droite ou à gauche. La conception
des bras de direction par rapport à
l’empattement du véhicule permet ce rapport. Le bon angle de braquage
permet aux pneus avant de rouler
librement lors des virages.
L’inclinaison de l’axe de pivotement est l’angle d’une ligne tracée à travers les points de pivot inférieur et supérieur de la fusée et la verticale réelle.
L’inclinaison de l’axe de pivotement est incorporée aux emplacements
de montage de la suspension pour fournir une stabilité en ligne droite et
le retour à la position droit devant du volant.
Comme l’angle de
carrossage, l’inclinaison de l’axe de pivotement est mesurée sous la forme d’un
degré de différence entre la ligne de l’inclinaison et la verticale réelle.
Contrairement à l’angle de carrossage, l’inclinaison de l’axe de
pivotement n’est pas ajustable. Il est incorporé au système de suspension par les endroits de montage supérieur des jambes de suspension. L’inclinaison de l’axe de
pivotement ne changera pas, sauf s’il y a eu des dégâts aux éléments de la suspension ou à leurs endroits de montage.
L’importance de l’inclinaison de l’axe de pivotement
pour la facilité et la stabilité de la
direction est basée sur le rapport du rayon de
frottement de pneus. Le rayon de frottement est la distance entre les
points où l’inclinaison de l’axe de pivotement et la ligne centrale du pneu
coupe la surface de la route. Plus la
distance est grande entre ces deux points, plus grande sera la résistance aux
virages.
AJUSTEMENT DES ANGLES DE LA GÉOMÉTRIE
Certains véhicules avec une
suspension traditionnelle comportent des cales de
contact permettant d’ajuster l’angle de chasse
ou de carrossage de roues avant. Les cales sont normalement
situées soit à l’intérieur ou à l’extérieur du cadre. Dans l’exemple
ci-dessous, les cales sont situées à l’intérieur du cadre.
Pour augmenter l’angle de
carrossage dans cet exemple, les cales doivent être enlevées à l’avant et à
l’arrière, également. Pour réduire l’angle
de carrossage, les cales doivent être
placées également à l’avant et à l’arrière. Une cale de 1/16 po à chaque extrémité représente un changement de 0,25 degré de
l’angle de
carrossage.
Pour augmenter l’angle de
chasse, une cale doit être enlevée de l’avant et placée à l’arrière.
Inversement, pour réduire l’angle de chasse,
une cale doit être enlevée de l’arrière
et placée à l’avant. Pour l’angle de chasse,
une cale de 1/16 po représente un
changement de 0,50 degré.
Les véhicules équipés de jambes de
suspension comportent aussi certaines dispositions permettant d’ajuster les
angles de la géométrie, bien que tous
les angles peuvent ne pas être ajustés. Sur la plupart des suspensions à jambes
de suspension modifiées, seul l’angle de
carrossage peut être ajusté. Avec des suspensions avec des jambes de suspension MacPherson, le boîtier de la jambe de
suspension ou la boulonnerie de montage
peut offrir des possibilités d’ajustement de
l’angle de
carrossage soit par l’intermédiaire d’un montage à fentes ou d’un réglage de boulons à came excentrique.
Sur certains véhicules, le pincement
peut être ajusté par l’intermédiaire des barres d’accouplement. Les extrémités
des barres d’accouplement peuvent être filetées ou comporter des fentes.
Questions
CUPPING |
BOSSELAGE |
STATIC IMBALANCE |
DÉSÉQUILIBRE
STATIQUE |
DYNAMIC
IMBALANCE |
DÉSÉQUILIBRE
DYNAMIQUE |
STEERING
AXIS |
AXE DE PIVOTEMENT |
FRONT |
AVANT |
Positive |
Positif |
Negative |
Négatif |
Feather-Edge Wear Pattern |
Motif
d’usure en biseau |
THRUSTLINE |
LIGNE DE POUSSÉE |
“Dog Tracking” Condition |
Condition de roulement «en crabe» |
S.A.I. |
Inclinaison
de l’axe de pivotement |
CAMBER |
ANGLE DE CARROSSAGE |
Pivot
Shaft |
Arbre de pivot |
Shims |
Cales |
Frame |
Cadre |
Upper
Control Arm |
Bras de suspension supérieur |
LOCK NUT |
ÉCROU DE VERROUILLAGE |
ADJUST TOE
|
RÉGLAGE DU
PINCEMENT |