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🧰 Le coup d'écrou #9 - Les suspensions Citroën / Les amortisseurs

🧰 Le coup d'écrou #9 - Les suspensions Citroën / Les amortisseurs

Cet article est directement lié au coup d'écrou #8 de la semaine dernière.
Si vous n'avez pas encore lu le coup d'Ă©crou prĂ©cĂ©dent expliquant "la suspension", vous pouvez cliquer ici ! 

Bonus : les suspensions CitroĂ«n 

La firme Citroën a adopté, sur certains de ses modèles, des systèmes de suspension particuliers, très éloignés des solutions traditionnelles.

Suspension de la 2CV

De chaque côté du châssis et parallèlement au longeron est fixé un cylindre de tôle, 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 articulés sur le châssis 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 détendre ensuite, une fois l’obstacle passé.

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Des ressorts spiraux (6), appelés ressorts anti-galop, sont disposés aux extrémités du pot de suspension de manière à freiner la détente des ressorts de suspension. Ce dispositif à friction logé dans l’articulation des bras de déflexion limite l’amplitude et la durée des oscillations.

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Pour limiter le rebondissement des roues sur le sol, rôle qui est dévolu aux amortisseurs sur les autres voitures, le constructeur utilise une solution très originale. A chacune des roues est accolé un cylindre vertical appelé batteur, qui renferme une lourde masse métallique suspendue par un ressort et qui peut coulisser à l’intérieur du cylindre où est contenue une certaine quantité d’huile. Par son inertie, la masse tend à rester immobile dans l’espace, tandis que le ressort, en prenant appui sur elle, tend à ramener la roue vers le sol.

Suspension hydropneumatique Citroën

Les roues de la voiture sont montées à l’extrémité de bras oscillants articulés dans des paliers à 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 sphère métallique (2) partagée en deux compartiments par une membrane de caoutchouc déformable. Dans un de ces compartiments, parfaitement étanche, est comprimé un gaz inerte. Le second compartiment se prolonge par un cylindre (3) dans lequel coulisse un piston dont la tige (5) est commandée par le bras de suspension (1).
Ce compartiment contient un liquide spécial provenant du système hydropneumatique général qui dessert, en plus de la suspension, les freins, l’embrayage, le changement de vitesse et la servo-direction.

Entre le cylindre et la sphère est placé l’amortisseur (6) qui contrôle 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 à travers l’amortisseur. Comme le liquide est incompressible par nature, la quantité refoulée dans la sphère par le piston exerce une poussée sur la membrane qui se déforme en comprimant le gaz. Lorsque la roue a passé l’obstacle, le gaz comprimé se détend 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

RĂ´le des amortisseurs

Lorsqu’une des roues du véhicule rencontre une dénivellation, le ressort associé à la roue se comprime en absorbant l’énergie produite par le choc. Aussitôt l’obstacle passé, le ressort se détend brusquement en donnant à la carrosserie une vive impulsion qui ne s’amortit qu’après une série d’oscillations désagréables pour les passagers et préjudiciables à la tenue de route. Le rôle 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 Ă  friction ;
•    les amortisseurs hydrauliques (les plus utilisĂ©s).

Les amortisseurs Ă  friction

Un amortisseur Ă  friction est constituĂ© par deux branches articulĂ©es de manière 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 châssis ou Ă  la coque. Chaque bras est constituĂ© par plusieurs Ă©paisseurs de tĂ´le cambrĂ©es du cĂ´tĂ© 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 dureté de l’amortisseur peut être modifié par un serrage plus ou moins prononcé des plaques entre elles.

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

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

Les amortisseurs hydrauliques

Les amortisseurs hydrauliques sont de deux types :
•    les amortisseurs Ă  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 contrĂ´lent 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 déplace vers le haut, tandis que le doigt pousse le piston vers la gauche. L’huile refoulée par le piston passe alors dans le compartiment de droite du cylindre par le clapet A. Au rebond du véhicule, le levier de l’amortisseur se déplace en sens inverse du précédent et l’huile, contenue dans le compartiment de droite du cylindre est refoulée vers le compartiment de gauche du cylindre à 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 divisé en deux compartiments par une cloison médiane dans laquelle sont percés des orifices calibrés (O1 et O2), obturés par des clapets (C1 et C2) et orientés en sens inverse l’un de l’autre.

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Le cylindre est rempli d’huile de ricin.
Lorsque la roue correspondant à l’amortisseur passe sur un obstacle, le levier tourne vers le haut et l’axe tourne dans le sens des flèches au même titre que les palettes. L’huile contenue dans le compartiment 1, qui est refoulée 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 sollicité en sens inverse et les palettes tournent en sens contraire du précédent. L’huile contenue dans les compartiments 2 et 4 est refoulée par les palettes mais ne peut plus passer par les clapets qui sont plaqués sur les orifices ; elle est alors obligée de passer par les trous de l’axe pour gagner les compartiments 1 et 3.

L’amortisseur télescopique

L’amortisseur télescopique est un amortisseur hydraulique dans lequel l’amortissement est obtenu, comme dans l’amortisseur à levier, par le passage de l’huile à travers des orifices calibrés qui freinent son écoulement.

Il se présente extérieurement sous la forme de deux cylindres coulissant l’un dans l’autre. Chaque cylindre se termine par un œil destiné la fixation de l’amortisseur d’une part sur l’essieu et d’autre part sur le châssis ou sur la coque.

L’amortisseur Repusseau

C’est un amortisseur Ă  double effet. 

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Fonctionnement

Détente de l’amortisseur : Le piston remonte avec l’oeil supérieur et le tube cache-poussière. Le clapet (G) est appliqué sur son siège 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 soulevé de son siège, l’huile contenue dans la réserve. L’espace diminuant au-dessus du piston, l’huile contenue dans cet espace soulève la soupape conique (E) et repasse dans la réserve.

- Compression : Le piston redescend à l’intérieur du cylindre. En pénétrant dans ce dernier, la tige du piston prend la place d’une certaine quantité d’huile qui est refoulée par la soupape. L’huile contenue sous le piston, qui ne peut retourner à la réserve par le clapet (J) appliquée sur son siège, soulève le clapet (G) pour retourner dans le ²cylindre et ensuite dans la réserve par la soupape conique (E).

Note : L’huile effectue le même trajet lors de la détente et lors de la compression.

L’amortisseur Allinquant - De Carbon

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Cet amortisseur se différencie des amortisseurs télescopiques ordinaires par le fait qu’il n’est composé que d’un seul tube à l’intérieur duquel se déplace le piston.

Fonctionnement

- Compression : Lorsque le piston s’enfonce dans le cylindre (de bas en haut), l’huile comprise au-dessous du piston est chassée par la tige qui prend la place d’une certaine quantité d’huile. Cette huile passe entre le piston et le cylindre où elle est laminée, freinant ainsi le piston. L’huile en excès au-dessus du piston passe dans la réserve en soulevant la soupape (4)

- Détente : Lorsque le piston descend, il aspire l’huile de la réserve 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 créé 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 exercés 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 diamètres.
•    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 minérale spéciale, soit de l’huile de ricin. Il faut toujours se conformer aux prescriptions du constructeur pour le choix de l’huile à employer dans un amortisseur et à la quantité 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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