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🧰 Le coup d'Ă©crou #9 - Les suspensions CitroĂ«n / Les amortisseurs

Cet article est directement lié au coup d'écrou #8 de la semaine derniÚre.
Si vous n'avez pas encore lu le coup d'écrou précédent expliquant "la suspension", vous pouvez cliquer ici ! 

Bonus : les suspensions Citroën 

La firme Citroën a adopté, sur certains de ses modÚles, des systÚmes de suspension particuliers, trÚs éloignés des solutions traditionnelles.

Suspension de la 2CV

De chaque cÎté du chùssis et parallÚlement au longeron est fixé un cylindre de tÎle, appelé pot de suspension qui contient deux ressorts hélicoïdaux (2) reliés par des tirants (3) à des leviers (4) fixés sur les bras de suspension aux extrémités desquels sont montées les roues.

Les bras sont articulĂ©s sur le chĂąssis aux points O. Lorsqu’une roue rencontre un obstacle, le bras correspondant pivote vers le haut autour du point O et le levier supportant la roue exerce une traction sur le ressort qui se comprime pour se dĂ©tendre ensuite, une fois l’obstacle passĂ©.

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Des ressorts spiraux (6), appelĂ©s ressorts anti-galop, sont disposĂ©s aux extrĂ©mitĂ©s du pot de suspension de maniĂšre Ă  freiner la dĂ©tente des ressorts de suspension. Ce dispositif Ă  friction logĂ© dans l’articulation des bras de dĂ©flexion limite l’amplitude et la durĂ©e des oscillations.

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Pour limiter le rebondissement des roues sur le sol, rĂŽle qui est dĂ©volu aux amortisseurs sur les autres voitures, le constructeur utilise une solution trĂšs originale. A chacune des roues est accolĂ© un cylindre vertical appelĂ© batteur, qui renferme une lourde masse mĂ©tallique suspendue par un ressort et qui peut coulisser Ă  l’intĂ©rieur du cylindre oĂč est contenue une certaine quantitĂ© d’huile. Par son inertie, la masse tend Ă  rester immobile dans l’espace, tandis que le ressort, en prenant appui sur elle, tend Ă  ramener la roue vers le sol.

Suspension hydropneumatique Citroën

Les roues de la voiture sont montĂ©es Ă  l’extrĂ©mitĂ© de bras oscillants articulĂ©s dans des paliers Ă  roulements solidaires de la caisse.

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Dans leurs débattements, ces bras agissent sur des blocs de suspension.

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Chaque bloc se compose d’une sphĂšre mĂ©tallique (2) partagĂ©e en deux compartiments par une membrane de caoutchouc dĂ©formable. Dans un de ces compartiments, parfaitement Ă©tanche, est comprimĂ© un gaz inerte. Le second compartiment se prolonge par un cylindre (3) dans lequel coulisse un piston dont la tige (5) est commandĂ©e par le bras de suspension (1).
Ce compartiment contient un liquide spĂ©cial provenant du systĂšme hydropneumatique gĂ©nĂ©ral qui dessert, en plus de la suspension, les freins, l’embrayage, le changement de vitesse et la servo-direction.

Entre le cylindre et la sphĂšre est placĂ© l’amortisseur (6) qui contrĂŽle les mouvements du liquide dans les deux sens et s’oppose ainsi aux secousses trop brutales. Lorsque la roue rencontre un obstacle, le bras oscillant agit sur la tige du piston qui s’enfonce dans le cylindre en refoulant le liquide contenu dans celui-ci Ă  travers l’amortisseur. Comme le liquide est incompressible par nature, la quantitĂ© refoulĂ©e dans la sphĂšre par le piston exerce une poussĂ©e sur la membrane qui se dĂ©forme en comprimant le gaz. Lorsque la roue a passĂ© l’obstacle, le gaz comprimĂ© se dĂ©tend en repoussant la membrane qui refoule le liquide dans le cylindre. Le piston reprend ainsi sa position normale, en repoussant par sa tige le bras de suspension.

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Les amortisseurs

RĂŽle des amortisseurs

Lorsqu’une des roues du vĂ©hicule rencontre une dĂ©nivellation, le ressort associĂ© Ă  la roue se comprime en absorbant l’énergie produite par le choc. AussitĂŽt l’obstacle passĂ©, le ressort se dĂ©tend brusquement en donnant Ă  la carrosserie une vive impulsion qui ne s’amortit qu’aprĂšs une sĂ©rie d’oscillations dĂ©sagrĂ©ables pour les passagers et prĂ©judiciables Ă  la tenue de route. Le rĂŽle des amortisseurs de la suspension est donc de freiner ces oscillations tout en ne s’opposant pas au jeu normal des ressorts.

Les amortisseurs sont classés en deux catégories :
‱    les amortisseurs à friction ;
‱    les amortisseurs hydrauliques (les plus utilisĂ©s).

Les amortisseurs Ă  friction

Un amortisseur Ă  friction est constituĂ© par deux branches articulĂ©es de maniĂšre identique Ă  celles d’un compas. Les extrĂ©mitĂ©s de l’ensemble ainsi constituĂ© sont reliĂ©es l’une Ă  l’essieu, l’autre au chĂąssis ou Ă  la coque. Chaque bras est constituĂ© par plusieurs Ă©paisseurs de tĂŽle cambrĂ©es du cĂŽtĂ© de l’articulation. Des plaquettes de friction en fibre (ou en bois dur) sont intercalĂ©es entre les plaques. Leur qualitĂ© dĂ©termine, en plus du serrage de l’ensemble, l’efficacitĂ© de l’amortisseur. 

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Note : La duretĂ© de l’amortisseur peut ĂȘtre modifiĂ© par un serrage plus ou moins prononcĂ© des plaques entre elles.

Lorsque le ressort de suspension se comprime, l’amortisseur se ferme. L’énergie absorbĂ©e par l’amortisseur se dissipe en chaleur lors du frottement qui se produit lors de la dĂ©tente du ressort, entre les plaques de l’articulation.

Note : L’amortisseur Ă  friction ne peut ĂȘtre employĂ© que sur les voitures Ă  suspension souple car pour que l’amortisseur soit efficace, il faut donner Ă  l’articulation un serrage assez fort.

Les amortisseurs hydrauliques

Les amortisseurs hydrauliques sont de deux types :
‱    les amortisseurs à levier ;
‱    les amortisseurs tĂ©lescopiques.

L’amortisseur à levier

Le corps de l’appareil est un cylindre rempli d’une huile spĂ©ciale, dans lequel se trouve un piston actionnĂ© par un doigt montĂ© sur l’axe du levier de l’amortisseur. Ce piston se dĂ©place Ă  l’intĂ©rieur du cylindre suivant le sens du mouvement que le ressort imprime au levier. Des clapets A et B contrĂŽlent le passage de l’huile refoulĂ©e par le piston au cours de ses dĂ©placements, d’un compartiment du cylindre dans l’autre. 

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Lorsque la roue passe sur un obstacle, le levier de l’amortisseur se dĂ©place vers le haut, tandis que le doigt pousse le piston vers la gauche. L’huile refoulĂ©e par le piston passe alors dans le compartiment de droite du cylindre par le clapet A. Au rebond du vĂ©hicule, le levier de l’amortisseur se dĂ©place en sens inverse du prĂ©cĂ©dent et l’huile, contenue dans le compartiment de droite du cylindre est refoulĂ©e vers le compartiment de gauche du cylindre Ă  travers le clapet B.

Note : Cet amortisseur est dit à double effet, car il agit aussi bien dans les deux sens. D’autres sont dits à simple effet car ils n’ont aucune action de freinage lorsque le ressort se comprime.

Amortisseur Houdaille

Le corps de l’appareil est un cylindre divisĂ© en deux compartiments par une cloison mĂ©diane dans laquelle sont percĂ©s des orifices calibrĂ©s (O1 et O2), obturĂ©s par des clapets (C1 et C2) et orientĂ©s en sens inverse l’un de l’autre.

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Le cylindre est rempli d’huile de ricin.
Lorsque la roue correspondant Ă  l’amortisseur passe sur un obstacle, le levier tourne vers le haut et l’axe tourne dans le sens des flĂšches au mĂȘme titre que les palettes. L’huile contenue dans le compartiment 1, qui est refoulĂ©e par la palette, passe dans le compartiment 2 en soulevant le clapet C1 tandis que l’huile du compartiment 3 passe dans le compartiment 4 par le clapet C2.

Au rebondissement, le levier de l’amortisseur est sollicitĂ© en sens inverse et les palettes tournent en sens contraire du prĂ©cĂ©dent. L’huile contenue dans les compartiments 2 et 4 est refoulĂ©e par les palettes mais ne peut plus passer par les clapets qui sont plaquĂ©s sur les orifices ; elle est alors obligĂ©e de passer par les trous de l’axe pour gagner les compartiments 1 et 3.

L’amortisseur tĂ©lescopique

L’amortisseur tĂ©lescopique est un amortisseur hydraulique dans lequel l’amortissement est obtenu, comme dans l’amortisseur Ă  levier, par le passage de l’huile Ă  travers des orifices calibrĂ©s qui freinent son Ă©coulement.

Il se prĂ©sente extĂ©rieurement sous la forme de deux cylindres coulissant l’un dans l’autre. Chaque cylindre se termine par un Ɠil destinĂ© la fixation de l’amortisseur d’une part sur l’essieu et d’autre part sur le chĂąssis ou sur la coque.

L’amortisseur Repusseau

C’est un amortisseur à double effet. 

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Fonctionnement

- DĂ©tente de l’amortisseur : Le piston remonte avec l’oeil supĂ©rieur et le tube cache-poussiĂšre. Le clapet (G) est appliquĂ© sur son siĂšge du piston par la pression de l’huile contenue au-dessus du piston. En remontant, le piston aspire sous lui, au travers du clapet (J) qui est soulevĂ© de son siĂšge, l’huile contenue dans la rĂ©serve. L’espace diminuant au-dessus du piston, l’huile contenue dans cet espace soulĂšve la soupape conique (E) et repasse dans la rĂ©serve.

- Compression : Le piston redescend Ă  l’intĂ©rieur du cylindre. En pĂ©nĂ©trant dans ce dernier, la tige du piston prend la place d’une certaine quantitĂ© d’huile qui est refoulĂ©e par la soupape. L’huile contenue sous le piston, qui ne peut retourner Ă  la rĂ©serve par le clapet (J) appliquĂ©e sur son siĂšge, soulĂšve le clapet (G) pour retourner dans le ÂČcylindre et ensuite dans la rĂ©serve par la soupape conique (E).

Note : L’huile effectue le mĂȘme trajet lors de la dĂ©tente et lors de la compression.

L’amortisseur Allinquant - De Carbon

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Cet amortisseur se diffĂ©rencie des amortisseurs tĂ©lescopiques ordinaires par le fait qu’il n’est composĂ© que d’un seul tube Ă  l’intĂ©rieur duquel se dĂ©place le piston.

Fonctionnement

- Compression : Lorsque le piston s’enfonce dans le cylindre (de bas en haut), l’huile comprise au-dessous du piston est chassĂ©e par la tige qui prend la place d’une certaine quantitĂ© d’huile. Cette huile passe entre le piston et le cylindre oĂč elle est laminĂ©e, freinant ainsi le piston. L’huile en excĂšs au-dessus du piston passe dans la rĂ©serve en soulevant la soupape (4)

- DĂ©tente : Lorsque le piston descend, il aspire l’huile de la rĂ©serve par la soupape (5) et cette huile remplit l’espace compris au-dessus du piston. L’espace compris sous le piston augmente et l’huile contenue au-dessus du piston vient combler le vide ainsi crĂ©Ă© en passant entre le piston et le cylindre.

Note : Dans un sens comme dans l’autre, le freinage est obtenu par le laminage de l’huile entre piston et cylindre ; les soupapes limitatrices ne s’ouvrant que pour diminuer les efforts exercĂ©s sur les yeux de fixation.

L’huile pour amortisseurs hydrauliques

Une huile pour amortisseurs doit avoir les qualités suivantes :
‱    FluiditĂ© suffisante pour passer par les orifices de faibles diamĂštres.
‱    ViscositĂ© variant peu sous l’influence des changements de tempĂ©rature.
‱    Point de congĂ©lation assez bas.
‱    Absence d’écume en cours de fonctionnement de l’appareil.

On emploie soit de l’huile minĂ©rale spĂ©ciale, soit de l’huile de ricin. Il faut toujours se conformer aux prescriptions du constructeur pour le choix de l’huile Ă  employer dans un amortisseur et Ă  la quantitĂ© qu’il doit contenir.

Article Ă©crit par Alexandre Degrandcourt

Crédits : Documents Citroën (2CV / DS19), Documents Houdaille, Documents Repusseau, Documents De Carbon

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