Les automobiles modernes privilégient souvent le confort et le luxe aux côtés de la vitesse et des performances. Les gens ont tendance à penser que les sièges chauffants ou les systèmes de régulateur de vitesse ajoutent du confort à un voyage, mais le facteur le plus important pour garantir que chaque trajet est aussi fluide que possible? Suspension . Le système de suspension d’une voiture est sans aucun doute le facteur le plus important pour avoir des performances confortables et stables et permettre au conducteur de vraiment contrôler sa voiture. Mais quel est le but du système, outre le confort, et comment fonctionne-t-il?
LA FONCTION DES SYSTÈMES DE SUSPENSION
Le travail principal d’un système de suspension de voiture est d’assurer qu’il y a un maximum de friction entre les pneus et la surface de la route, pour assurer la stabilité de la direction avec une bonne maniabilité et pour assurer le confort des passagers. Il est destiné à absorber les vibrations, la gravitation et les forces d’impact de la route.
Si chaque route était complètement plate, sans bosses, nids-de-poule ou irrégularités, des systèmes de suspension ne seraient pas nécessaires. Mais ce n’est malheureusement le cas nulle part dans le monde. Même les rues fraîchement pavées présentent de minuscules imperfections qui peuvent interférer avec les roues d’une voiture et son fonctionnement. Ces imperfections exercent une force sur la voiture, la poussant vers le haut. L’ampleur de la force, bien sûr, dépend de la taille de l’ouverture qui a été touchée. Dans tous les cas, la roue de la voiture subit une accélération verticale lorsqu’elle passe sur une imperfection. C’est le travail du système de suspension de gérer ces forces ascendantes et de s’assurer que les roues restent sur la route à tout moment.
Si cela fonctionne correctement et que les roues sont constamment en contact avec la surface de la route, il y a alors un frottement maximal et le risque de rouler ou de renverser la voiture est minimisé et cela aide à s’assurer que la puissance est transmise aux roues. , là où cela est le plus nécessaire. Les pneus absorbent tous les chocs et vibrations, ainsi que d’autres imperfections de la route, et en conjonction avec le mécanisme d’amortisseur de la voiture faisant partie de la suspension, les effets de ces forces de choc peuvent être efficacement amortis. C’est techniquement le mécanisme à ressort des systèmes de suspension modernes qui pousse les pneus dans le sol afin que nous ayons le maximum de friction et la meilleure conduite possible. Ainsi, lorsqu’un pneu heurte une bosse ou est forcé vers le haut à cause de quelque chose sur la route,
COMPOSANTS D’UN SYSTÈME DE SUSPENSION
Avant d’examiner les différents types de suspension et leur fonctionnement, il est important d’avoir une compréhension de base des éléments clés de presque tous les systèmes de suspension.
Les composants clés d’un système de suspension sont les ressorts, les amortisseurs et les barres anti-roulis. Pour le ramener à l’essentiel, les ressorts absorbent la force de l’impact, les amortisseurs travaillent alors pour dissiper cette énergie, et les barres stabilisatrices ou anti-roulis sont utilisées aux côtés des amortisseurs pour donner à l’automobile une stabilité supplémentaire lors de la conduite. Une barre anti-roulis est une tige métallique qui enjambe tout l’essieu et relie chaque côté de la suspension ensemble.
RESSORTS
Il existe bien sûr plusieurs types de ressorts, amortisseurs ou barres stabilisatrices. Les ressorts à lames sont l’une des plus anciennes formes de ressorts de suspension. Ces ressorts sont essentiellement plusieurs couches de métal liées ensemble pour agir comme une seule unité mince en forme d’arc. Ils sont attachés à l’essieu et lorsque la voiture heurte une bosse ou une irrégularité de la route, les couches se compriment pour absorber le choc. Bien que ceux-ci soient beaucoup moins courants pour les voitures de nos jours, ils peuvent toujours être trouvés sur les poids lourds et les camions aux États-Unis.
Les ressorts hélicoïdaux sont le composant de ressort le plus courant d’un système de suspension. Un ressort hélicoïdal est une barre de torsion robuste enroulée autour d’un axe. La rigidité du ressort affecte la réaction de la masse suspendue (tout ce qui est situé au-dessus des ressorts et donc supporté par les ressorts) lorsque la voiture est conduite. S’il y a très peu de tension dans le ressort, il est “ mal suspendu ”, c’est probablement une conduite très douce. Les voitures de luxe, par exemple, sont souvent lâches. Ils peuvent cependant être enclins à plonger et à s’accroupir pendant le freinage et à l’accélération et avoir un plus grand balancement ou roulis dans les virages. Les voitures à ressorts serrés, en revanche, donnent moins lorsqu’elles heurtent des bosses, ce qui peut être inconfortable, mais minimise les mouvements du corps afin de pouvoir prendre des virages de manière agressive, idéal pour une voiture de sport.
Une caractéristique commune des véhicules européens est un système impliquant un bras de suspension ou un bras de commande «A». Celui-ci est composé d’une barre de torsion attachée à un bras “ triangulaire ” (ainsi appelé parce qu’il a la forme du “ triangle triangulaire ” en forme de V du cou d’une dinde) et au châssis du véhicule. Le wishbone agit comme un levier qui se déplace perpendiculairement à la barre de torsion, lorsque la roue heurte une bosse, les mouvements verticaux sont transférés vers le wishbone ou le bras de commande, puis par l’action de levier vers la barre de torsion. La barre de torsion se tord ensuite le long de son axe pour fournir la force du ressort.
AMORTISSEURS
Lorsque les ressorts absorbent la force et l’énergie des surfaces inégales de la route, cette énergie doit se dissiper d’une manière ou d’une autre. C’est le travail des amortisseurs. Les amortisseurs sont donc un type d’amortisseur. Ils ralentissent et réduisent l’amplitude du mouvement vibratoire en transformant l’énergie cinétique en énergie thermique à dissiper par le fluide hydraulique. Les amortisseurs sont sensibles à la vitesse; plus la suspension se déplace rapidement, plus l’amortisseur offre de résistance. Ils peuvent s’adapter aux conditions de la route et contrôler tous les mouvements indésirables, y compris le rebond, le balancement, le break dive et le squat d’accélération.
Les jambes de force sont une forme plus avancée d’amortisseur et sont essentiellement un amortisseur monté dans un ressort hélicoïdal. Cela fonctionne simultanément comme un amortisseur comme un amortisseur et soutient structurellement la suspension du véhicule – ils font plus que des amortisseurs car ils supportent le poids du véhicule dans une certaine mesure. Les jambes de force sont très courantes dans la suspension avant des véhicules à traction avant.
TYPES DE SUSPENSION
Différentes combinaisons de systèmes à ressorts et d’amortisseurs peuvent être trouvées dans différents véhicules et le type de suspension utilisé peut même varier au sein des véhicules – le système de suspension avant est susceptible de différer du système de suspension arrière.
Un système de suspension peut être dépendant et indépendant. Dans un système de suspension dépendant, un essieu rigide lie deux roues ensemble, tandis que dans un système indépendant, les roues sont autorisées à se déplacer indépendamment et ne sont pas reliées entre elles. Les voitures plus anciennes avaient tendance à favoriser les systèmes de suspension dépendants, souvent en conjonction avec des ressorts à lames, mais les voitures plus modernes préfèrent les systèmes de suspension indépendants, en particulier pour la suspension avant. Les systèmes dépendants sont solides et simples, mais comme il n’y a pas de réglage de carrossage dans les virages, il y a un risque que les roues se détachent de la surface de la route. Comme pour les systèmes de suspension indépendants, les charges de choc de la surface de la route sont isolées du côté sur lequel elles sont rencontrées, ce qui est extrêmement avantageux. Bien sûr,
Souvent, les suspensions avant et arrière des voitures seront différentes. Les systèmes de suspension avant doivent être intégrés à la direction et peuvent donc être assez complexes et ils sont également les premiers à entrer en contact avec des corps étrangers ou des surfaces inégales sur la route. Les systèmes de suspension arrière peuvent souvent être simples car la direction n’a pas besoin d’être prise en compte. Cela signifie qu’il s’agit souvent de systèmes dépendants (voir ci-dessous pour une explication), basés sur un ressort à lame ou un ressort hélicoïdal. Si toutes nos roues ont une suspension montée individuellement, la voiture peut être considérée comme ayant une suspension indépendante aux quatre roues.
SUSPENSION À DOUBLE TRIANGULATION
La suspension à double triangulation est composée de deux bras en forme de triangle (en A ou en V) positionnés l’un sur l’autre. Ils sont montés sur charnière en haut et en bas de la fusée du véhicule pour assurer la direction du véhicule et équilibrer le volant. Des amortisseurs sont souvent fixés à chaque bras de commande et ce type de suspension donne plus de contrôle sur l’angle de carrossage de la roue pour minimiser le roulis et le balancement et fournir une sensation de direction plus cohérente. Ceux-ci sont populaires sur les roues avant des voitures plus grandes, qui peuvent être plus lourdes et sujettes à rouler ou à se balancer dans les virages. Bien qu’il soit léger et présente de nombreux avantages, il est également plus coûteux que les systèmes de suspension à poutre solide (dépendante).
SUSPENSION À BRAS COURT / LONG (SLA)
La suspension à bras court / long est une modification de la suspension à double triangulation qui peut être utilisée à la fois sur les roues avant et arrière des véhicules automobiles. Dans la suspension à double triangulation, les deux bras sont de longueur égale. Dans une suspension à bras court / long (SLA), les deux bras sont de longueur inégale; le bras supérieur est plus court que le bras inférieur. Cette conception permet de contrôler le carrossage et de limiter l’usure des bords des pneus lors des virages. La longueur du bras supérieur est raccourcie de sorte que, dans les virages, avec la force centrifuge tendant à faire rouler le véhicule et à mettre les pneus sur leurs bords, ce système de suspension agit pour ramener le motif de contact au centre du pneu pour les deux roues. Cet effet se produit jusqu’au saut complet, ce qui en fait une suspension idéale pour les véhicules de performance.
SUSPENSION DE JAMBE DE FORCE MACPHERSON
Ce système comprend un bras de commande unique dans un ensemble de jambe de force qui permet au pneu et à la roue de se déplacer vers le haut et vers le bas. Cela réduit la masse non suspendue et augmente le confort de conduite. Il est petit, relativement peu coûteux et pas trop compliqué, ce qui signifie qu’il s’agit d’un choix populaire de jambe de force. Sur certains des mêmes véhicules, une jambe de force est également utilisée dans le système de suspension arrière. Il est similaire à la jambe de force avant mais n’a pas de palier anti-friction en haut car il se trouve sur une roue non orientable.
SUSPENSION RÉGLABLE ET HYDRAULIQUE
Outre tous les types de base de systèmes de suspension que les fabricants proposent en standard, de nombreux conducteurs optent pour des systèmes de suspension réglables qu’ils peuvent installer, ajuster et entretenir eux-mêmes. Ceux-ci peuvent également être fournis par certains fabricants en standard dans les voitures neuves. Certaines suspensions permettent un réglage par le conducteur ou automatiquement par la voiture elle-même et celles-ci peuvent aider à faire face à certaines conditions. En effet, une voiture à suspension réglable peut assumer la fonction de deux ou plusieurs suspensions légèrement différentes, selon la situation.
Deux paramètres principaux peuvent être ajustés avec les systèmes de suspension réglables: la hauteur de caisse et la rigidité de roulement. Les voitures haut de gamme peuvent parfois être équipées de la capacité de soulever et d’abaisser leur corps selon la situation.La Tesla Model S en est un bon exemple car elle se soulève automatiquement lorsqu’elle est conduite dans des entrées comme des parkings ou des allées. Certains SUV peuvent être réglés sur une hauteur de suspension plus basse sur des routes lisses, pour plus de stabilité et d’économie, ou plus haut en conduite hors route, pour une garde au sol accrue.
Le réglage de la hauteur de caisse utilise normalement des airbags intégrés aux ressorts; les changements dans la quantité de portance correspondent à tout changement de pression d’air. D’autres fabricants utilisent des systèmes hydrauliques pour accomplir la même chose, avec des pompes fournissant une pression hydraulique pour aider à soulever le véhicule.
Certains véhicules offrent des suspensions actives qui raidissent automatiquement la conduite lorsqu’un conducteur manœuvre à grande vitesse; ils font cela en utilisant un réservoir pneumatique (air) ou hydraulique (fluide) avec une pression variable. Le réglage de la rigidité de roulement est intégré aux systèmes du marché secondaire qui présentent des taux de ressort réglables et / ou des performances d’amortisseur. La plupart du temps, faire des ajustements comme ceux-ci signifie se mettre physiquement sous la voiture et changer quelque chose manuellement, le plus souvent un cadran sur l’amortisseur qui change la tendance de l’amortisseur à amortir le mouvement. Les systèmes qui peuvent être ajustés de l’intérieur de la voiture sont beaucoup moins courants.
Les voitures de course dédiées vont encore plus loin que ces deux systèmes, permettant le réglage de presque tous les aspects de la suspension. Un mécanicien de course qualifié peut adapter une voiture de course à chaque piste individuelle.
De nos jours, la suspension à hauteur réglable est de plus en plus proposée par le fabricant, à mesure que les préoccupations concernant l’économie de carburant augmentent. Lorsque les voitures sont plus basses, elles deviennent plus aérodynamiques et donc plus économes en carburant. Les autres types de suspensions réglables listées ci-dessus se retrouvent principalement dans les systèmes de rechange (à ajouter après le processus de fabrication), en particulier dans les amortisseurs réglables et les «coilovers» (systèmes comprenant un ressort hélicoïdal et un amortisseur ou jambe réglable associé). Mais dans tous les cas, l’intention d’un ajustement de la suspension est la même: incorporer un changement pour aider à s’adapter à différents besoins ou conditions.
