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Fonctionnement et entretien du système de suspension automobile
juillet 29, 2021
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Principe fondamental
Principe de fonctionnement
Le système de suspension soutient la carrosserie et assure le contact des pneus avec la route.
Le système de suspension remplit deux fonctions : isoler les irrégularités de la route pour un meilleur confort de conduite et maintenir les pneus en contact avec la chaussée lorsque le véhicule roule sur des surfaces irrégulières. Pour les conducteurs soucieux de la tenue de route, l’amélioration de la suspension vise un objectif clair : optimiser le contrôle.
Les ressorts de suspension sont le plus souvent des ressorts hélicoïdaux, car ils sont faciles à fabriquer, performants et peu coûteux. En physique, un ressort emmagasine de l'énergie. Lorsqu'une force fixe est appliquée au ressort, il se déforme. Lorsque la force est supprimée, le ressort tend à reprendre sa forme initiale.
Cependant, lors du rebond d'un ressort, l'amplitude d'oscillation peut dépasser sa longueur initiale. La résistance au frottement et l'amortisseur ralentissent alors l'oscillation libre du ressort. C'est pourquoi l'amortisseur est essentiel : il contrôle le mouvement du ressort après un impact.
Un ressort typique est un ressort linéaire. Cela signifie que sa compression et sa déformation sous l'effet d'une force suivent la loi de Hooke : F=KXoù F est la force appliquée, K le coefficient d'élasticité et X la déformation. Par exemple, si un ressort linéaire supporte 40 kg La compression est de 1 cm ; chaque ajout de 40 kg augmentera la compression de 1 cm supplémentaire.
En conditions réelles d'utilisation, les ressorts de suspension sont soumis à des charges bien plus importantes qu'une simple charge verticale. Même en extension maximale, le ressort reste sous tension afin de maintenir sa position sur la voiture. Dans une suspension classique à ressorts et amortisseurs, le ressort supporte la carrosserie et absorbe les chocs dus aux irrégularités de la route ainsi que les forces d'accélération, de décélération, de freinage et de virage.
L'essentiel est de maintenir le pneu en contact constant avec la route tout en maîtrisant les vibrations. Améliorer le contact entre les pneus et la route est primordial pour optimiser la tenue de route.
Comportement printanier
Le rôle des ressorts
La rigidité des ressorts influe sur le confort, la traction, la hauteur de caisse et la maniabilité.
Les ressorts ont pour principales fonctions d'assurer le confort du véhicule et de maintenir les pneus en contact optimal avec la route. L'utilisation de ressorts inadaptés peut nuire à la qualité de conduite et à la tenue de route.
Si les ressorts sont trop rigides, la suspension ne fonctionnera pas correctement. Un réglage de ressorts trop rigide peut nuire au confort et à la tenue de route. Lorsque la voiture franchit une irrégularité de la chaussée, les pneus peuvent se soulever. Si cela se produit à l'accélération, au freinage ou en virage, la voiture perd de l'adhérence.
Si les ressorts sont trop souples, la suspension peut talonner, c'est-à-dire atteindre sa limite de débattement. Si ce talonnage se produit en virage, le coefficient de ressort devient pratiquement infini, car il n'y a plus de marge de compression. Le transfert de poids immédiat qui en résulte peut entraîner une perte d'adhérence.
Un grand débattement de suspension peut éviter de talonner, mais la carrosserie s'en trouve rehaussée. Une carrosserie plus haute implique un centre de gravité plus élevé, ce qui influe considérablement sur la tenue de route. C'est pourquoi des amortisseurs trop souples peuvent nuire à la maniabilité.
Sur une route parfaitement plate, les ressorts et la suspension sont superflus. En revanche, sur des routes plus accidentées, des ressorts plus souples sont nécessaires pour optimiser l'adhérence des pneus, et le débattement de la suspension doit être augmenté. La rigidité des ressorts dépend de l'état de la route, mais leur souplesse optimale est un point crucial qui requiert souvent l'expertise des constructeurs automobiles et des écuries de course.
En général, des ressorts plus souples offrent un meilleur confort et une meilleure adhérence sur les routes accidentées. Cependant, ils peuvent accentuer le balancement vertical de la suspension sur les routes normales, ce qui affecte la tenue de route. Sur les véhicules dotés d'éléments aérodynamiques importants, des ressorts souples peuvent également provoquer des variations de hauteur à haute vitesse, induisant des caractéristiques de conduite différentes à basse et haute vitesse.
Les ressorts ont deux fonctions principales : ils amortissent les chocs entre la suspension ou le châssis et le sol pour un confort optimal, et ils assurent l’adhérence des pneus sur les routes accidentées. Ces objectifs pouvant être contradictoires, des coefficients d’élasticité différents peuvent être nécessaires.
Une façon de concilier ces objectifs consiste à utiliser des ressorts à coefficient de raideur composé, également appelés ressorts progressifs. Ces ressorts voient leur coefficient de raideur augmenter à mesure qu'ils sont comprimés. Leur conception et leur fabrication sont complexes, mais ils permettent d'allier une souplesse initiale à une résistance à la compression accrue.
Sur les routes accidentées, la souplesse initiale du ressort améliore l'adhérence des pneus. À mesure que la compression augmente, le coefficient d'élasticité croissant contribue à la stabilité de la carrosserie et empêche la suspension ou le ressort de talonner. Ceci permet à un ressort plus court de réduire le centre de gravité tout en conservant un débattement de suspension réduit, sans risque de talonnage.
Pour créer un ressort progressif, son coefficient d'élasticité doit varier en fonction de la compression. De nombreux ressorts progressifs utilisent des ressorts à pas inégaux ou des ressorts de diamètres différents. Lorsqu'un ressort à pas inégaux est comprimé, une partie de ses spires entre en contact, modifiant ainsi le nombre effectif de spires et le coefficient d'élasticité K. Une autre méthode directe pour modifier le coefficient d'élasticité consiste à faire varier le diamètre des spires supérieure et inférieure.
Notes de modification
Modification du ressort
Les changements de ressorts peuvent améliorer la tenue de route, mais aussi modifier de nombreux comportements du véhicule.
L'objectif principal de la modification des ressorts est d'améliorer la tenue de route, généralement en utilisant des ressorts plus rigides ou plus courts. Les ressorts influent sur de nombreux facteurs liés à la tenue de route ; par conséquent, leur modification peut entraîner des changements complexes dans le comportement du véhicule.
Augmenter la rigidité de la suspension améliore sa capacité à résister au roulis et réduit le roulis en virage. Abaisser la hauteur de caisse abaisse le centre de gravité, réduit le transfert de poids en virage et peut améliorer la stabilité. Une hauteur réduite peut également produire un effet esthétique recherché.
Par ailleurs, la modification des ressorts ne doit pas être considérée comme un simple changement esthétique. Les ressorts influençant le confort, la traction, le débattement de la suspension, le comportement en fin de course et le contact des pneus, toute modification doit tenir compte de l'environnement routier et de l'utilisation réelle du véhicule.
Dépannage et maintenance
Dépannage
Soyez attentif aux bruits anormaux et vérifiez l'état des amortisseurs.
Un problème courant se manifeste par un claquement ou un bruit sourd provenant de la suspension lorsque la voiture roule et vibre. Ce bruit indique généralement un dysfonctionnement de la suspension, surtout s'il s'intensifie sur les routes accidentées.
Causes fréquentes de défaillance de la suspension
- Dommages à l'amortisseurL'amortisseur peut présenter une défaillance interne ou fuir de l'huile.
- Manchon d'amortisseur casséUne gaine endommagée peut engendrer du bruit et du jeu.
- boulons de fixation desserrésDes éléments de fixation mal fixés peuvent provoquer des mouvements et des bruits anormaux.
Un amortisseur normal chauffe lorsqu'il fonctionne. S'il ne chauffe pas ou si une fuite d'huile est constatée, l'amortisseur est peut-être endommagé. Lors de l'inspection, vérifiez également l'état de la bague d'amortisseur. Si celle-ci est endommagée, elle doit être remplacée en même temps que l'amortisseur.
Le système de suspension se situe entre les roues et la carrosserie. Il supporte la carrosserie et absorbe les vibrations pour assurer le confort de conduite. Il influe également sur la tenue de route, la stabilité et l'adhérence. Ce système comprend des amortisseurs, des ressorts, des barres antiroulis, des biellettes et d'autres composants mécaniques.
Si la carrosserie s'incline excessivement dans un virage serré, l'amortisseur, la barre stabilisatrice ou les composants du système de guidage peuvent être endommagés. Il est important de vérifier ces symptômes plutôt que de les ignorer, car l'état de la suspension influe directement sur la tenue de route et la stabilité du véhicule.
Résumé
Un système de suspension en bon état assure un équilibre entre confort, contact des pneus et contrôle.
Le système de suspension automobile est bien plus qu'un simple ensemble de ressorts et d'amortisseurs. Il soutient la carrosserie, absorbe les chocs de la route, assure le contact des pneus avec le sol et influe sur le confort, la stabilité, la capacité de franchissement, l'adhérence et la tenue de route.
Comprendre la rigidité des ressorts, leur comportement progressif, l'état des amortisseurs, les bruits anormaux et les contrôles de freinage associés permet d'identifier plus facilement les problèmes précocement et de maintenir un comportement plus sûr du véhicule sur les routes.
