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
 2) bague en bronze
 3) axe en acier tourillonnant

 1) œil de la lame maîtresse
 2) silentbloc
 3) axe fixé dans le silentbloc

 

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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