SUSPENSION
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
reliant 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 oscillations du
PS
Conclusion: Le confort d'une suspension est fonction:
- De
la flexibilité des ressorts,
- De l'efficacité 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 cannelures 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 télescopique
Amortisseurs à frottement
visqueux ou hydraulique
Ils sont à double effet, quelquefois combinées et parfois réglable
Amortisseurs hydrauliques
télescopiques
- Bitube
- Monotube
Remarque:
les amortisseurs hydrauliques télescopiques 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 flexibilité 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
Caractéristiques 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 période 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
Nécessité 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 |
Caractéristiques
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 caractérisé 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:
Caractéristiques:
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 déformables 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 conjuguée:
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 télescopique 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 |
entraîné 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
1 |
L'accumulateur |
2 |
conjoncteur-disjoncteur (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 pression 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 gauche 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.
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