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🧰 Le coup d'Ă©crou #8 - La suspension

La suspension d’un vĂ©hicule est l’ensemble des organes qui assurent une liaison Ă©lastique entre les roues et le chĂąssis. Cette liaison a pour rĂŽle d’absorber les cahots causĂ©s par les irrĂ©gularitĂ©s du sol, et de soustraire la carrosserie Ă  leur influence. Elle permet, par sa qualitĂ©, non seulement le confort des passagers, mais Ă©galement la tenue de route du vĂ©hicule.
Il existe un trĂšs grand nombre de solutions qui se diffĂ©rencient d’abord par la nature des ressorts employĂ©s, mais aussi des amortisseurs.

Les ressorts de suspension

Les ressorts Ă  lames

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Les ressorts à lames sont constitués par des lames en acier spécial traité, de différentes longueurs, et empilées les unes sur les autres. Il adopte ainsi une forme semi-elliptique.

La plus longue des lames, appelĂ©e lame maĂźtresse, est enroulĂ©e Ă  ses extrĂ©mitĂ©s pour former les yeux servant Ă  fixer le ressort sur le chĂąssis. Les autres lames, dont les longueurs diminuent, ont, lorsqu’elles sont libres, une courbure plus accusĂ©e que celle de la lame maĂźtresse. Toutes les lames sont assemblĂ©es entre elles par un boulon appelĂ© Ă©toquiau qui les traverse toutes en leur milieu. Des brides empĂȘchent les lames de s’écarter en Ă©ventail.

On appelle flĂšche du ressort la distance h. Lorsque la roue du vĂ©hicule rencontre un obstacle, elle se soulĂšve et la flĂšche diminue, tandis qu’augmente la distance d’axe en axe D. Pour que cet allongement puisse se faire, une des extrĂ©mitĂ©s de la lame maĂźtresse doit ĂȘtre reliĂ©e au chĂąssis par une articulation spĂ©ciale. Celle-ci est constituĂ©e par des chapes articulĂ©es sur le chĂąssis et auxquelles on donne le nom de jumelles. Lorsque la flĂšche du ressort diminue ou qu’elle augmente, il se produit entre les lames un lĂ©ger glissement.

Note : Les lames doivent ĂȘtre soigneusement graissĂ©es afin que le ressort conserve toute son efficacitĂ©.

Les ressorts semi-elliptiques sont disposĂ©s en gĂ©nĂ©ral longitudinalement mais ils peuvent ĂȘtre placĂ©s transversalement. Cette disposition est adoptĂ©e notamment lorsque les roues doivent ĂȘtre indĂ©pendantes.

Les ressorts Ă  lames peuvent Ă©galement ĂȘtre montĂ©s comme ci-dessous.

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Le ressort est alors dit cantilever. Ce montage a pour avantage une grande souplesse de la suspension.
On emploie parfois aussi des ressorts semi-cantilever mais cette solution est assez rare.

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La suspension par ressorts Ă  lames longitudinaux est utilisĂ©e avec un pont arriĂšre rigide. Elle constitue la solution classique que l’on rencontre sur de nombreux vĂ©hicules de tourisme et utilitaires.

Les ressorts hélicoïdaux

Un ressort hĂ©licoĂŻdal est constituĂ© par une barre d’acier spĂ©cial, de section gĂ©nĂ©ralement circulaire, enroulĂ©e en hĂ©lice. Ces ressorts ont une grande souplesse, et prĂ©sentent l’avantage de n’exiger aucun entretien.
Ils sont présents surtout dans les suspensions à roues indépendantes.

Les barres de torsion

La barre de torsion est un barreau d’acier spĂ©cial, de section gĂ©nĂ©ralement circulaire, dont les extrĂ©mitĂ©s sont cannelĂ©es. L’une de ces extrĂ©mitĂ©s s’engage dans un support fixe solidaire de la carrosserie, tandis que l’autre extrĂ©mitĂ© reçoit un levier faisant avec la barre un angle droit, et Ă  l’extrĂ©mitĂ© duquel est montĂ©e la piĂšce fusĂ©e de la roue.

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Lorsque la roue passe sur un obstacle, le levier pivote autour de l’axe XX’, imposant Ă  la barre un effort de torsion. AprĂšs avoir absorbĂ© l’énergie du choc, en se tordant, la barre restitue cette Ă©nergie en reprenant sa forme primitive.
Une barre de torsion peut ĂȘtre constituĂ©e par un empilage de plusieurs lames de section quadrangulaire ou par un faisceau de barres de faible diamĂštre.
Les barres de torsion ne nécessitent aucun entretien.

Les suspensions à flexibilité variable

Pour qu’un ressort de suspension conserve une Ă©lasticitĂ© satisfaisante, la charge qu’il supporte doit rester dans des limites de poids assez rapprochĂ©es. Or le poids d’un vĂ©hicule varie Ă©videmment d’une maniĂšre trĂšs sensible suivant que le vĂ©hicule est Ă  vide ou en charge.

Si la suspension a une souplesse satisfaisante lorsque le vĂ©hicule est chargĂ©, elle s’avĂšre trop rigide lorsque le vĂ©hicule est vide et elle ne procure plus le confort que l’on en attend. Si, au contraire, la suspension est calculĂ©e pour avoir une souplesse optimale lorsque le vĂ©hicule est peu chargĂ©, elle perd son Ă©lasticitĂ© lorsque le vĂ©hicule est chargĂ© ; elle devient ainsi inopĂ©rante.

La solution idĂ©ale serait de pouvoir durcir la suspension suivant l’importance de la charge transportĂ©e et de l’état de la chaussĂ©e. Il existe diffĂ©rents systĂšmes de suspension rĂ©alisant ceci.

Ressort auxiliaire Ă  lames

Cette solution est adoptée sur de nombreux véhicules utilitaires à fort tonnage.

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Le ressort principal est doublĂ© d’un ressort supplĂ©mentaire. Les extrĂ©mitĂ©s de ce ressort viennent en contact avec des butĂ©es du chĂąssis qu’à partir d’une certaine charge. Tant que cette derniĂšre n’est pas atteinte, seul le ressort principal participe Ă  la suspension avec sa souplesse propre. Au delĂ  de cette charge, les deux ressorts se comportent comme un ressort unique plus puissant.

Suspension Grégoire

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Cette suspension, inventĂ©e par l’ingĂ©nieur français GrĂ©goire, prĂ©sente l’avantage d’ĂȘtre trĂšs progressive et de durcir la suspension en fonction de la charge.
En plus du ressort principal, le systùme comprend deux ressorts compensateurs dont l’effet s’ajoute à celui du premier.

Au fur et à mesure que la charge augmente sur le ressort principal, les deux ressorts compensateurs se tendent de plus en plus en durcissant progressivement la suspension. A vide, l’action des ressorts compensateurs est pratiquement nulle et la suspension devient trùs sensible lorsque la charge sur le ressort principal est au voisinage de la limite maximale.
Note : Il existe des suspensions Grégoire différentes avec un seul ressort compensateur.

La suspension avec roues indépendantes

Dans le cas d’un essieu rigide, lorsqu’une des roues rencontre un obstacle, l’essieu et tout l’ensemble du vĂ©hicule prennent une certaine inclinaison malgrĂ© la prĂ©sence des ressorts. Pour supprimer cet inconvĂ©nient, les deux roues opposĂ©es de l’essieu doivent ĂȘtre indĂ©pendantes. Cette indĂ©pendance ne peut ĂȘtre obtenue que par la suppression de l’essieu rigide et son remplacement par un montage appropriĂ©.

En ce qui concerne les roues arriĂšres, lorsqu’elles sont motrices, leur indĂ©pendance pose un problĂšme de transmission et pour l’éviter de nombreux constructeurs continuent d’utiliser un pont-arriĂšre rigide avec des ressorts assez souples pour que les dĂ©placements de l’essieu moteur ne soient pas transmis intĂ©gralement Ă  la carrosserie. Par contre, les roues avant des voitures de tourisme sont presque toujours indĂ©pendantes et les solutions adoptĂ©es sont trĂšs nombreuses et trĂšs diverses.
Suspension par ressorts à lames transversal et bras articulés
Le ressort montĂ© en cantilever est fixĂ© en son milieu sur la traverse avant du chĂąssis. Les bras de suspension sont articulĂ©s sur la traverse et les extrĂ©mitĂ©s du ressort et celles des bras sont rĂ©unies par des piĂšces sur lesquelles s’articulent les piĂšces fusĂ©es.

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Lorsque la roue rencontre un obstacle, l’articulation CD se soulĂšve et les cĂŽtĂ©s CA et DB pivotent respectivement autour de A et de B. Comme en A il n’y a pas une articulation proprement dite, c’est le ressort qui se courbe, grĂące Ă  son Ă©lasticitĂ©, en absorbant le cahot. Le second parallĂ©logramme ne subit pendant ce temps aucune dĂ©formation.

Sous la poussĂ©e des roues motrices, transmise par le chĂąssis en AA’, l’ensemble CC’D’D tend Ă  se dĂ©former. Pour empĂȘcher cette dĂ©formation, des bielles de poussĂ©e sont disposĂ©es.

Suspension par triangle articulé et ressort à lames transversal

Le triangle isocùle, s’articule sur le chñssis par sa base. Le triangle constitue souvent ainsi le levier d’un amortisseur hydraulique.
Le triangle assure une plus grande rigidité transversale du quadrilatÚre de suspension. Avec des sections moindres, ce dernier résiste mieux aux efforts dus à la poussée du véhicule en mouvement.

Suspension par triangles articulés et ressort hélicoïdal

Le bras articulĂ© supĂ©rieur est constituĂ© par un triangle qui peut ĂȘtre le levier d’un amortisseur hydraulique.

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Le bras articulĂ© infĂ©rieur est Ă©galement un triangle articulĂ© sur le chĂąssis. Le ressort hĂ©licoĂŻdal est disposĂ© entre le triangle infĂ©rieur et une piĂšce solidaire du chĂąssis sur laquelle il s’appuie.

Suspension par triangles articulés et barres de torsion

Le triangle supérieur est articulé par sa base sur le chùssis ou la coque.

Le bras infĂ©rieur articulĂ© Ă©galement sur le chĂąssis ou sur la coque porte une douille cannelĂ©e intĂ©rieurement dans laquelle s’engage l’extrĂ©mitĂ© antĂ©rieure de la barre de torsion.

L’autre extrĂ©mitĂ© de la barre s’engage dans une douille cannelĂ©e intĂ©rieurement, fixĂ©e sur le chĂąssis ou la coque.

Note: Ce dernier point fixe est parfois remplacĂ© par un dispositif permettant de modifier la tension de la barre et de rĂ©gler ainsi l’assiette du vĂ©hicule.

Rendez-vous dans un prochain numéro pour un focus sur les amortisseurs !

Article Ă©crit par Alexandre Degrandcourt

Crédits : Documents Grégoire, Documents Panhard

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