La suspension:
Rôle: Assurer le confort des passagers, protéger les organes du véhicule, et absorber les vibrations, améliorer la tenue de route du véhicule (appuie constant des roue au sol
Organes constituant la suspension:
Les éléments
déformable élastique (ressorts,blocs, gaz)
Les amortisseurs,
Les stabilisateurs (barres stabilisatrice),
Les barres anti-dévers,
Les pneumatiques,
Les sièges
La force: Masse maximum que peut supporter un ressort
sans entraîner sa déformation permanente
Etude mécanique de la
suspension
On sépare le véhicule de la
façon suivante
Le poids suspendu (P.S) Cadre, moteur, boite de vitesses ,pont moteur, (éventuellement )
carrosserie, passagers, chargement
Le poids non suspendu (P.N.S)
- Les pneumatiques,
- Les freins (éventuellement)
- Le pont moteur (éventuellement)
Les éléments reliants le P.S au P.N.S
- La suspension,
- Les organes de liaison (arbres de transmission-organes de poussée et de
réaction)
Influence du P.N.S
Le PNS communique ses impulsions au PS, il faut donc que le rapport PNS soit
le plus faible possible pour cette influence ne soit pas PS importante
Remarques: facilité
de réaliser des suspensions sur véhicule
lourd
(Rapport
PNS faible)
PS
Intérêt du pont suspendu sur véhicule léger pour diminuer le PNS
Influence
des pneumatiques
Ils doivent absorber les irrégularités de
la route et non rebondir ( d'ou l'intérêt du pneumatique basse pression)
Influence du siège
Il doit participer à l'amortissement des oscilliations du PS
Conclusion: Le confort d'une suspension est fonction:
-
De la fléxibilité des ressorts,
- De l'éfficacité des
amortisseurs,
- Du rapport PNS le plus faible
possible
PS
- Des pneumatiques,
- Des sièges
Mouvement caractéristiques
du P.S
Tangage ou galop Oscillation longitudinales autour
d'un axe horizontal et transversal
Roulis Oscillation transversale autour
d'un axe horizontal et longitudinal
Lacet Oscillation autour d'un axe vertical
Coup de raquette Mouvement
vertical rapide
Dévers Inclinaison de
la caisse dans les virages
Remarques Le montage de
roues indépendantes, l'emploi de barres
stabilisatrices et de barres anti-dévers
limitent ces mouvements
Les éléments déformable
Les ressorts à lames
Organisation Empilement de
lames en acier au silicium et manganèse, assemblées par un bouton central (étoquiau),
Des étriers empêchent les lames de
se mettre en éventail
Disposition du ressort
- Montage longitudinal
- Montage transversal
Les ressorts hélicoïdaux Fil en acier au silicium et au
manganèse enroulé en hélice cylindrique
Fonctionnement tension du fil et rapprochement des
spires
Les
barres de torsion Barre en
acier au chrome de silicium, munie de canelures ou de
pans à ses extrémités pour permettre son encrage sur:
- le boîtier d'encrage de la
caisse
- le bras de suspension
Montage de la barre de torsion
- longitudinal (montage avant)
- transversal (montage arrière)
Avantages - suspension à réaction rapide (tenue de route)
- légère,
- réglage (hauteur sous caisse)
- nécessite aucun entretien
- silencieuse,
- faible encombrement
Les
amortisseurs:
Rôles Diminuer la durée des oscillations du PS en
freinant l'amplitude de ces oscillations
Classifications
Suivant leur mode d'action
- Simple effet: freine une seule course en général
- Double effet: agit uniformément sur les deux courses du
ressort (compression, détente)
Combiné ou différentiel
Agit sur les deux courses avec une prépondérance sur la détente (le plus
employé)
Amortisseurs réglables: 3 positions, 1 position neutre
Double effet: position souples, position dure, Roni-Sachs
Suivant leur mode de
fonctionnement
- A frottement sec
- A frottement visqueux
Amortisseurs à frottement sec
Ils sont à double effet et peuvent être réglables:
- amortisseurs à bras,
- amortisseur téléscopique
Amortisseurs
à frottement visqueux ou hydraulique
Ils sont à double effet, quelquefois combinées et parfois réglable
Amortisseurs hydrauliques téléscopiques
- Bi-tube
- Monotube
Remarque: les amortisseurs hydrauliques téléscopiques
comportent un dispositif de
compensation qui tient compte de
la diminution ou de l'augmentation du
volume de la chambre provoqué par le déplacement
de la tige du piston.
But: La
période d'oscillation T (environ 1/101) est fonction en grande partie du PS et de la fléxibilité du ressort, Si
la charge augmente dans de fortes
proportions la période T varie, ce qui nuit au confort de la suspension. Il faut donc afin de préserver le confort diminuer la
flexibilité du ressort lorsque la charge augmente
Les roues indépendantes
Conditions à remplir: Les roues doivent se déplacer dans
un plan vertical, les angles de
direction ne doivent pas être modifiés , en cas de rupture de l'élément
déformable de la suspension,
l'orientation des roues et leur maintient au cadre doivent être assuré
Réalisations:
- Montage par parallélogramme,
- Montage par quadrilatère à bras de
leviers inégaux,
- Montage par renvoi de sonnette,
- Montage par chandelle
La barre stabilisatrice:
Répartir les efforts de la
suspension dans le montage des roues indépendantes
Avantages: - tenue de
route, confort
Caracteristiques des ressorts:
La flèche (f) : Différence entre la hauteur à l'état libre et la hauteur sous-charge
La flexibilité: Rapport de la flèche du ressort sur la charge provoquant cette flèche c'est l'inverse de la raideur
La periode d'oscillation: Temps mis par le ressort pour retourner à la position équilibre après cette déformé aux maximum elle est constante
La flèche maximum: Hauteur de déformation maximum aux dessus de la position d'équilibre autorisé le montage du ressort sur le véhicule
Mouvement du poids suspendu:
Schéma
1: La roue est projetée sur le sol, par
son inertie le PS
conserve sensiblement sa trajectoire: le PS tombe, le ressort se comprime le
pneumatique s'écrase la force du ressort commence à devenir supérieur aux PS est donc
renvoyé entraînant le PNS
qui renforce la projection du PS
Schéma
2:
Le PS
conserve sensiblement ça trajectoire, le ressort se comprime, la force du
ressort renvoient le PS
vers le haut, le PS
chute comprime le ressort qui se détend de
nouveau
Conclusion: Le mouvement du PS à la forme d'une
sinusoïde donc la période détermine le confort ou l'inconfort d'une suspension
Necessité de l'amortisseur:
Schéma 2:
Schéma
1: Les oscillations du PS on une période
constante et amplitude H,
qui est fonction de la hauteur de l'obstacle
Schéma 2: Les
amortisseurs ont pour effet de freiner
l'amplitude de ces oscillations la période
reste la même
Le ressort à lames:
1 |
Lame maîtresse |
2 |
Oeil de montage |
3 |
lame sous-maîtresse |
4 |
Boulon étoquiau |
5 |
Les étriers |
Caracteristiques
A=
longueur du ressort démonté
BC=
l'entraxe de B peut être différent
de C nombre de lame, les lames se définissent par leur
largeur et leurs épaisseurs
1)
œil de la lame maîtresse |
1)
œil de la lame maîtresse |
Fixation du ressort au cadre (montage longitudinal):
1 |
Main du ressort et rivet ou boulonné |
2 |
Point fixe ressort |
3 |
Jumelle permettant son allongement |
4 |
Les étriers |
Les essieux:
Avec un essieu brisé, la réaction d'une roue ce fait sentir sur l'autre, ce qui nuit au confort et à la tenue de route
Les roues indépendantes évitent cet inconvénient, les axes de pivot sont montés à l'extrémité des bras de suspension et articulé sur le cadre
Montage ressort:
d=
diamètre du fil, D=
diamètre du ressort
F=
flèche
Un ressort hélicoïdal se carectérise par le nombre de spires par unité de longueur
Montage du ressort hélicoïdal:
Le ressort ne pouvant supporter des efforts latéraux, on monte une barre
La barre de torsion:
Caracteristiques:
A=
longueur de barre : B= diamètre de la barre
C=
dimension de l'encrage
Flèche écart angulaire pris sur un rayon de la section sous une charge de
100 kg torsion
Fonctionnement:
1) au repos la génératrice et rectiligne
2) en charge la génératrice prend la forme d'une hélice
1 |
Articulation des bras de suspension |
2 |
Barre de torsion |
3 |
Encrage de la barre |
4 |
Axe longitudinal du cadre |
5 |
Axe de pivot |
6 |
La fusée |
Les amortisseurs hydrauliques télescopique:
Détente |
compression |
1 |
Cache poussière |
2 |
Partie solidaire du PNS 2bis partie solidaire du PS |
3 |
Clapet assurant le passage du liquide à la détente |
4 |
Coupelle assurant le passage du liquide en compression |
5 |
Clapet de compensation à la détente |
6 |
Clapet de compensation à la compression |
Détente |
compression |
1 |
Corps de l'amortisseur relier au PS |
2 |
Tige piston relié au PNS |
3 |
Bague en nylon à fort coefficient de dilatation qui compense la fluidité de l'huile |
4 |
Gaz neutre comprimé |
5 |
Piston ou bague étanche assurant la compression |
6 |
Clapet limiteur d'effort à la détente |
7 |
Clapet limiteur d"effort à la compression |
Les roues indépendantes:
Lorsque la
suspension réagit, la liaison transversale et rigide les roues provoquent:
Le déplacement du centre de gravité du PS
La récupération du mouvement d'une sur l'autre. Ces effets nuisent à la tenue
et au bon fonctionnement de la
suspension
L'élément déformable peut être 1 ou 2 ressorts à lames (montage transversal) 1 barre de torsion
Montage des roues indépendantes:
2) Les
éléments deformables peut être un ressort à lame montage transversal, un
ressort hélicoïdal, une barre de
torsion, l'angle inclus varie
3)
Par renvoi de sonnette l'élément déformable
peut être un ressort hélicoïdal une barre de
torsion, l'angle de chasse
varie, l'empattement varie
4)
Par chandelle l'élément déformable est un ressort hélicoïdal
1)
partie solidaire du PS montée par silentbloc
2)
partie solidaire du PNS et généralement assemblée sur le triangle inférieur
Rôle: Permet d'avoir le contact permanent des roues,
sur le sol et ne doit pas gêner, le fonctionnement de la suspension
Suspension à train de roues conjugée:
rep |
désignation |
organisation |
remarques |
1 |
Pot de suspension |
Cylindre en tôle contenant les ressorts de suspension |
monté par silentbloc sur châssis |
2/3 |
Ressort de suspension |
Ressorts hélicoïdaux de dimension différente |
Point d'appui est mobile |
4 |
Les étirants |
Tige d'acier assurant la liaison ressort bras de suspension |
Réglable détermine la hauteur de caisse |
5 |
Bras de suspension |
Monté sur une traverse par des roulements |
|
6 |
Amortisseurs |
Du type téléscopique monté horizontalement |
Ne sont pas identique |
7/8 |
Silentbloc |
|
limite le mouvement de galop |
Suspension hydropneumatique:
rep |
désignation |
rôle |
remarques |
1 |
Réservoir d'huile |
Alimente la suspension, l'embrayage, les freins, la direction |
Liquide spécial L.H.M (liquide haute minéralité) couleur verdâtre le réservoir comporte un niveau |
2 |
Pompe hydraulique |
Entrainé par le moteur, met l'huile sous pression 110 à 160 bars dépend du modèle |
|
3 |
Régulateur de pression |
Contrôle la mise sous pression du liquide |
|
4 |
L'accumulateur |
Constitue une réserve de liquide sous pression |
|
5 |
Correcteur de hauteur |
Maintient une garde au sol constante |
Commandé par la barre antiroulis |
6 |
Bloc de suspension (sphère) |
Constitue les ressorts et les amortisseurs |
|
Association
d'un gaz neutre ( azote) et d'un liquide séparé par une membrane
Le gaz (compressible) fait office de
ressort, le liquide sous pression, environ 120 bars, fait office d'amortisseurs,
L'avantage du système, permet d'asservissement hydraulique des freins, de la direction et de l'embrayage.
Précaution d'emploi:
Avant
d'intervenir sur le système de
suspension, il est obligatoire de
purger (vidange) le circuit hydraulique pour ce faire, débloquer la
canalisation alimentant les correcteurs de
hauteurs, à la sortie du régulateur de
pression.
Mettre un récipient, laisser chuter la pression, dés que la pression est
nul, vous pourrez intervenir sur le circuit
Suspension hydropneumatique conjoncteur-Disjoncteur:
1 |
L'accumulateur |
2 |
Conjoncteur-dusjoncteur (ou régulateur de pression) |
3 |
Clapet de disjonction |
4 |
Arrivé du liquide sous-pression |
5 |
Arrivé du liquide sous-pression |
6 |
Alimentation vers les correcteurs |
7 |
Retour au réservoir |
Conjonction: La pression dans l'accumulateur est inférieure à la pression constructeur, le clapet de disjonction ce ferme, le débit de pompe va agir sur le clapet de conjonction lequel va s'ouvrir alimenter l'accumulateur et les correcteurs
Disjonction:
La pression de l'accumulateur
devient supérieure à la pression de débit,
le clapet de conjonction ce ferme sous
l'effet de la pression de l'accumulateur, le clapet de disjonction s'ouvre la pompe débite dans
le sens régulateur de pressionn réservoir
Suspension hydropneumatique Correcteur de hauteur organisation:
rep |
Désignation |
Rôle |
Remarques |
1 |
Arrivée de l'accumulateur |
Arrivée du liquide sous pression |
|
2 |
Sortie vers les blocs de suspension |
Alimente la sphère quache et droite |
Suivant la position du tiroir |
3 |
Retour vers le réservoir |
Assure le retour du liquide |
|
4 |
Tiroir |
Met en communication pompe et sphères, sphères et réservoir |
lorsque la caisse s'affaisse |
5 |
Barre antiroulis |
Commande le tiroir suivant la position de la coque |
Cette barre est reliée au bras de suspension du même train |
6 |
Commande |
Permet au conducteur de faire varier la position de la coque (aussi au changement de roue) |
a'= position haute b'= position basse |
Suspension hydropneumatique Correcteur de hauteur fonctionnement:
La caisse s'affaisse:
La barre stabilisatrice se tord, le tiroir se déplace et met en communication l'accumulateur et les blocs de suspensions. Le liquide sous-pression agissant directement sur les blocs de suspension fait soulever la caisse de ce fait, la barre stabilisatrice fait manœuvrer le tiroir qui coupe la communication entre l'accumulateur et les sphères. la garde au sol est correcte.
La caisse se soulève:
La barre stabilisatrice ce tort, le tiroir se déplace et assure la communication entre les blocs de suspension et les réservoirs. La pression chute dans les blocs de suspension, on a donc mouvement de la barre stabilisatrice qui manœuvre le tiroir lequel coupe la communication sphères de suspension et réservoir.