Titre 1
Savoir S2.16 du référentiel de BTS
LA LIAISON AU SOL
Raison d’être: Le véhicule en déplacement doit pouvoir assurer un parfait guidage, pour ce faire:
- Les roues doivent garder en permanence contact avec le sol.
- Les pneus doivent assurer un contact roue sol permettant de transmettre les efforts de guidage, de traction et de freinage.
- Les angles des roues ne doivent pas varier de manière inconsidérée.
- - Le conducteur doit ressentir la route sans la subir.
Les Besoins:
- Un véhicule guidé par ses trains doit être capable de suivre une trajectoire en ligne droite et en virage.
- Dans ces cas de figure, le comportement dynamique du véhicule ne doit pas poser de problème de maintien de cap lors des actions transitoires, par exemple en changement de direction.
- Il doit également résister aux sollicitations latérales provoquées par les actions aérodynamiques et géologiques.
- Les coûts économiques doivent être acceptables.
- Le confort des occupants doit être préservé.
Les éléments ayant une influence dans le système
- Les pneumatiques.
- La conception des trains roulants.
- Les éléments de liaison (Silentblocs, rotules, paliers).
- Les éléments de suspension.
- Les éléments de direction.
- La rigidité de la caisse et de sa structure.
- Les dimensions du véhicule (rapport voie / empattement)
- Le type de motricité (Traction ou propulsion; 4X2 ou 4X4)
Etude des pneumatiques
Rappels…
Structure de la carcasse (ici radiale)
Largeur de la bande de roulement en mm
Diam de jante en pouces
Hauteur de flanc
Indice de vitesse
Pneu spécifique pour camionette
Indice de charge
Les correspondances pour les indices de charges et de vitesses sont représentées dans ce tableau
Une règle simple s’applique on ne doit pas monter d’indice inférieur à celui préconisé au départ par le constructeur…
Les autres informations utiles sur un pneu
- Sa période de fabrication:
Nota : A compter du 1/1 /2000: 4 chiffres Ex: 0500 5ème semaine 2000 Pour les années 90 : 3 chiffres Ex: 267 = 26ème semaine 1997
Rappel la durée de vie d’un pneu: si la profondeur de structure minimale est de 1,6mm il faut aussi tenir compte de son âge…A partir de 5ans il faut vérifier le vieillissement de la gomme et 10 ans semble une limite raisonnable d’utilisation
Depuis le 1er novembre 2012 cet étiquetage est obligatoire afin d’informer le consommateur des performances du produit qu’il achète suivant 3 critères
- Sens de rotation ou de montage
Dans le cas de pneus directionnels ou asymétrique un sens de rotation est à respecter, nous aurons donc des pneus gauches et des pneus droits
- Appairage pour un équilibrage statique ou dynamique
Vous trouverez sur les pneus modernes des points de couleurs sur les flancs
- Le point rouge : (Méthode par Homogénéité) Point rouge / triangle rouge :
Indique par un point sur la paroi latérale des pneus, le point maximum de « Variation de force radiale " (RFV)
La variation de force radiale est la variation de la force qui apparaît dans l'axe de rotation d'un pneu. Quand une charge est appliquée avec une rotation des pneus à une vitesse spécifique.
Cette marque doit être alignée sur le marquage de la jante (en acier ou en alliage) lors de l'installation (points de couleur, encoches, poinçons, etc ...), sous réserve que le fabricant de la jante ait employé le marquage.
Ce repérage sur la jante indique le point de la jante de force radiale minimum (radiale-out).
Par construction, le voile d'une jante n'est pas un cercle parfait qui n'est pas non plus parfaitement centré sur le moyeu. C'est à dire le point de la jante où son rayon est le plus faible.
Sur des jantes d'occasions, ce point peut de toute façon se déplacer au grès des chocs que subie la jante. Ce défaut de concentricité peut aussi générer des vibrations
Il faut donc faire coïncider le rayon le plus faible avec le point rouge
Le point jaune : (Méthode par Poids) Point Jaune / Triangle jaune :
Si aucune marque n'est visible sur les jantes, il est recommandé de faire coïncider avec précision la pastille jaune avec la valve de la jante (point le + lourd) afin d'éviter au maximum le balourd.
Cette marque jaune indique le point le plus léger du pneumatique, déterminé en vertu des conditions d'équilibrage statique.
La valve étant située sur le côté extérieur de la roue, il sera parfois nécessaire d'utiliser une méthode de projection géométrique car le point peut être estampillé sur le côté intérieur du pneu.
Pour équilibrer une roue, 2 opérations sont nécessaires :
L'équilibre statique (oscillations verticales) se règle en plaçant des masselottes d'équilibrage à l'extérieur de la jante à l'opposé de la masse déséquilibrante.
L'équilibre dynamique (oscillations horizontales). se règle en plaçant d'autres masses à l'intérieur de la jante.
- Balourd statique / 2. Balourd dynamique (côté intérieur)
3. Balourd dynamique (côté extérieur). 4a. Masses de compensation du balourd dynamique / 4b. Masses de compensation du balourd dynamique. 5a. Masses de compensation du balourd statique / 5b. Masses de compensation du balourd statique. R. masse de compensation de la résultante des forces développées par les balourds statique et dynamique (côté extérieur). R (grisé). Masse de compensation de la résultante des forces développées par les balourds statique et dynamique (côté intérieur).
Un mauvais équilibrage des roues se traduit par des vibrations à environ 90 km/h pour l'AV, aux alentours de 120 km/h pour l’AR. Usure des organes de suspension / Usure des organes de direction / Usure des pneumatiques / Inconfort de conduite.
Contrôles visuels et tactiles des pneumatiques
L’aspect d’un pneumatique est un indicateur important pour un pré-diagnostic des éléments de liaison au sol !
Si le véhicule a roulé dans l’atelier qui a un sol lisse, il se peut qu’avec la poussière du sol apparaisse plus facilement les défauts, car les parties du pneu qui ne touchent pas le sol ne vont pas se marquer….
Ici que constate-t-on ?
On remarque que certains crampons restent noirs
Signe d’une usure irrégulière, ces crampons ne touchent donc pas le sol et sont donc plus usées…
Mais quel peut en être la cause ?
- Facteurs d’usure des pneumatiques
Influence du gonflage
Incidences sur l'hydroplanage :Globalement on perd la moitié de la surface d’aire de contact par tranche de 0.5 bar
Incidences sur la durée de vie :Un pneu sous gonflé de 20% voit son rendement kilométrique diminuer de près de 30%
Usure anormale des deux bords extérieurs du pneumatique
Un sur-gonflage une usure fortement accentuée au centre de la bande de roulement.
Influence de la conduite
Une conduite sportive avec des appuis important, des accélérations et des freinages puissants, ainsi que des vitesses élevées vont user prématurément les pneumatiques
On voit ici qu’avec une pression de pneumatique faible la charge à une influence importante sur la température du pneumatique ainsi que la vitesse, ce qui accroit l’usure rapidement voir provoque la destruction du pneu car on dépasse la température normale de fonctionnement
Influence de l’etat mecanique de la liaison au sol du véhicule
- Des jeux excessifs dans les trains, des silentblocs (paliers élastiques) usés ou un mauvais réglage de parallélisme vont créer une dérive du véhicule ; cette dérive exprimée en m / Km représente le décalage de trajectoire que prend le véhicule par rapport à la trajectoire qu’il devrait prendre…
Pour corriger le défaut, le conducteur est obligé de corriger la trajectoire en braquant, ce qui use les pneumatiques de manière irrégulière (usure accélérée sur un côté en particulier).
- Ce paramètre est mesuré au CT de deux manières possibles :
- En Faisant rouler le véhicule en roue libre sur une plaque de mesure appelée plaque de ripage.
- En contrôlant la différence de braquage entre G et D avec des plateaux pivotants gradués.
Les tolérances sont les suivantes :
- écart important d'angle de braquage
Roues braquées de 20° vers la droite ou la gauche écart angulaire relevé supérieur à 2° entre les deux roues
- ripage excessif
Véhicule contrôlé roues en lignes droite, roulant de 5 à 7 km/h ripage supérieur à 10 m/km.
Usure irrégulière liée à un défaut de carrossage (Usure en cône sans dents de scie)
Usure irrégulière lié à un défaut de parallélisme (Usure en dents de scie des pains de gomme)
Des suspensions usées vont faire rebondir le pneu sur la route, faisant alors travailler la carcasse de manière anormale et créer des plats ou des déformations sur la bande de roulement ou encore une déformation de la carcasse. (Voir exemple en début de chapitre)
- Ceci est causé par le fait que l’amortissement du train ne se fait pas de manière normale (Amortisseur usé, éléments de liaison défectueux « rotules, silentblocs, paliers, ressort » empêchant un travail normal de l’élément de suspension)
- Des roulements usés peuvent aussi créer une usure irrégulière des pains de gomme.
Il convient donc dans ce cas de contrôler tous les éléments de liaison, le roulement et l’amortisseurs du train concerné pour déterminer la cause exacte
- Un mauvais équilibrage de la roue peut provoquer aussi une usure en facette mais plutôt avec des tonsures dans certaines zones du pneu.
Evolution de la conception des éléments de liaison au sol
- Pour atteindre les objectifs fixés la conceptions des trains roulants à subit de nombreuses évolutions de conception….
- Balayons les différents systèmes et techniques employées
Etude de la suspension
- Pour guider, motricer ou freiner le véhicule doit garder ses roues en permanence en contact avec le sol
- Regardons ce qui se passe lorsqu’un véhicule prendre une bosse.
Lien
Pour supporter le poids du véhicule et permettre aux roues de suivre les variations de la chaussée nous avons besoin d’un élément ressort
L’ELEMENT RESSORT PEUT-ETRE DE TYPE
(il peut être alors de type cylindrique, conique elliptique, à spires régulières ou progressives)
- A Barre de torsion :
- A lames :
- Oléopneumatique : (suspension Citroën par exemple BX, C5, C6…) L’élément ressort est assuré par de l’azote sous pression contenu dans une sphère
- Pneumatique à coussin d’air : (Ex : Renault safrane V6) Dans ce cas l’élément ressort peut-être une chaussette caoutchouc contenant de l’air sous pression Ou être une chambre intégré dans le tube de l’amortisseur
- Un système actif (dont la raideur de l’élément ressort est variable en continu)
L’ELEMENT AMORTISSEUR PEUT ETRE DE TYPE
- Télescopique hydraulique (suspension passive) : (Bi-tube ou monotube à gaz)
- Télescopique Magnéto rhéologique: (suspension semi active)
Sur le même principe que l’amortisseur Hydraulique mais l’huile contient des Nanos-particules qui lorsqu’elles sont soumises à un champ magnétique changent la viscosité de l’huile.
LES DIFFERENTES CONSTITUTIONS DE TRAINS ROULANTS
Les nouveaux véhicules utilisent des concepts de trains av évolués :
En général multi-bras ou à pivot indépendants, l’objectif étant de réduire l’incidence des déports notamment celui du pivot (déport au sol
Comparaison d’un train à pivot déporté / à un conventionnel de type Mac Pherson
Vous trouverez aussi des trains plus conventionnels en général de la famille Mac Pherson qui peuvent être de deux types :
« VRAI » Mac-Pherson : L’élément de liaison inférieur avec le berceau est un simple bras dont la rigidité est assurée par la liaison avec la barre anti roulis
PSEUDO Mac-Pherson A la différence du Mac Pherson « classique » ici l’élément de liaison inférieur est un triangle à deux encrages sur le berceau)
De type triangles superposés ou multi-bras
1 Jambe de suspension 2 Bras de suspension transversal supérieur 3 Pivot de fusée 4 Biellette d’accouplement 5 Bras de suspension transversal inférieur 6 Moyeu de roue 7 Barre d’accouplement 8 Barre de traction avec palier hydraulique 9 Berceau avant 10 Barre stabilisatrice avec moteur oscillant hydraulique (DynamicDrive) 11 Boîtier de direction
CONCEPTION DES TRAINS ARRIERES
Les trains AR sont rarement réglables sur une traction ! Sauf s’ils sont de type multi-bras
- 1 Berceau de train arrière. - 2 Renfort. - 3 Bras de guidage - 4 Moyeu.
- 5 Bras de suspension transversal
- 6 Biellette
- 7 Bras de pincement - 8 Bras de suspension longitudinal - 9 bras de carrossage - 10Porte-moyeu
Les trains les plus couramment utilisés sont de type à poutre déformable ou à bras tirés avec différents dérivés de conception :
Plus rarement on trouve encore des suspensions à essieu rigide : (gage de solidité) notamment sur les 4X4 et certaines américaines…
Mais il a été progressivement abandonné car le guidage du train ar est de mauvaise qualité.
Etude de la géométrie des trains roulants
LES ATTENDUS :
Pour obtenir un comportement routier adapté les constructeurs définissent en statique des angles qui permettront de paramétrer la géométrie de base de la voiture.
Ces angles sont étudiés afin d’avoir en dynamique les variations recherchées.
Ce qu’il faut retenir c’est que les angles sont là pour obtenir des efforts dans les trains, ces efforts sont obtenus par effet de couple (Force X Distance).
Ces efforts permettront d’optimiser la tenue de route de la voiture dans toutes les situations et le ressenti du conducteur ainsi que son action sur le véhicule !
- DEFINITION DES REPERES PERMETTANT DE VISUALISER CES ANGLES
Pour pouvoir visualiser la valeur de ces angles le véhicule doit être placé dans un repère de référence :
- Le véhicule doit être placé sur un sol plan (toutes les roues doivent être au même niveau)
- Le véhicule doit être sur un sol horizontal (dalle parfaitement horizontale, pont de géométrie dans ses crans de sureté, rampes de fosse parfaitement horizontale)
La lecture des angles se fera par rapport à un repère vertical ou horizontal, soit :
- Visualisé dans le plan Frontal (angles de carrossage, pivot, inclus)
- Visualisé dans le plan longitudinal (Chasse)
- Visualisé dans le plan horizontal (parallélisme total, parallélisme partiel, angle de poussé, set back)
- DEFINITION DES ANGLES CARACTERISTIQUES
Règle de base : Un véhicule ne peut être dirigé que si et uniquement si ses pneumatiques se déforment.
Il vient alors un raisonnement simple, celui qui consiste à définir comment déformer un pneumatique sur l’ensemble des trajectoires rendues possible sur la route.
Le premier des angles contributeur à la mise en dérive du pneumatique est l’angle de parallélisme. C’est l’angle qui oriente les deux roues d’un même essieu sur une trajectoire différente de la ligne droite.
Ceci donne la dérive latérale du pneumatique.
Mais qu’est-ce que la dérive ? C’est la variation de trajectoire du véhicule due à la déformation transversale que subissent les pneumatiques quand ils sont soumis à l’action d’une force latérale.
La trajectoire de déplacement du véhicule est assurée par l’orientation des efforts directeurs de ses trains.
En ligne droite le cap est maintenu par un équilibre des forces latérales de guidage (Fg = Fd)
Lorsque les roues sont libres en rotation, aucune déformation n’est présente sur le pneumatique.
Il faut donc établir des forces de déformation du pneu, appelées force de guidage. Cette déformation est mesurée par: l’ANGLE DE DERIVE.
Vr/s = Vecteur vitesse de la roue / au sol. Vch/s = Vecteur vitesse résultante. Alfa g et Alfa d, angle de parallélisme partiel G et D. Cdg = centre de gravité.
L’angle de parallélisme est toujours symétrique sur l’essieu directeur, compte tenue de la liberté de mouvement offert par la direction et ce, même si une déformation est survenue sur la biellette de direction.
En revanche sur le train arrière il peut être diffèrent suite à une déformation, dans ce cas c’est l’essieu arrière qui prendra une trajectoire répartissant de manière symétrique, le nouveau parallélisme total. (axe de poussé)
- Le parallélisme oriente la trajectoire des roues dans :
le sens du pincement ou dans le sens inverse c'est à dire l’ouverture
Le parallélisme est mesuré par comparaison des cotes L1 et L2 en (mm) et est transformé́ en angle par : Para Total en degré (angle E) = ((L2-L1) / Périmètre roue)) / Sin
Ex : Une différence (L2 - L1) =10 mm, sur des roues de 1.80m de périmètre (développé) donnera :
Para total en degré = (10 / 1800) / sin = 1° de pince ici
2. L’angle de carrossage.
D’un point de vu fonctionnelle, l’angle de carrossage contribue lui aussi à inscrire une dérive latérale sur le pneumatique.
Son influence est importante en virage car c’est lui qui va opposer une résistance à l’effort engendré par la force centrifuge (Fc).
- Si l’angle de carrossage est positif, l’effort de poussée (Fpoussée) sera dirigé́ vers l’extérieur du virage et viendra s’ajouter à la force centrifuge, contribuant ainsi à éloigner davantage le véhicule de sa trajectoire théorique.
- Si l’angle est négatif, l’effort de poussée sera dirigé́ vers l’intérieur du virage et viendra contrer la force centrifuge, contribuant à conserver le véhicule dans sa trajectoire théorique
Cet angle nous allons donc faire en sorte qu’en dynamique il soit négatif en virage, afin de contribuer à maintenir la trajectoire du véhicule !
Toutefois en statique le véhicule peut être réglé avec un carrossage positif qui lors des appuis se transformera en négatif grâce au travail de la suspension !!!
Pour le tracer nous avons besoin de connaître 2 axes :
- Le plan moyen de la jante
- La verticale au sol partant du point de contact roue sol
3- L’angle de pivot et le déport au sol.
Du point de vue structurel, il existe une difficulté pour relier la roue aux éléments de suspension.
La roue est maintenue dans sa position de fonctionnement grâce au moyeu, qui lui-même est maintenu dans sa position de fonctionnement par les bras de suspension.
Une distance appelée déport latérale (d), génère un moment (M a Rpoids/p) radial sur l’axe de pivot ainsi qu’un effort de flexion sur le moyeu. L’équilibre mécanique est fragilisé. Les réactions dans la direction sont fortes.
Plusieurs solutions existent :
- Renforcer les éléments afin qu’ils résistent aux efforts de flexion, mais c’est au détriment du poids de l’ensemble.
- Diminuer le poids du véhicule.
- Diminuer la distance (d) du déport.
Toutes seront retenues par les constructeurs, mais une en particulier influera la géométrie des trains! la réduction du déport….
La réduction du déport
Inconvénients de cette stratégie…
S’il faut incliner le pivot pour avoir la possibilité́ de réduire le déport latéral avec du carrossage négatif, le danger est :
- De fragiliser le pseudo Mac-Pherson du fait de sa longueur.
- De désaxer les efforts de travail du combiné suspension amortisseur.
La solution serait alors d’augmenter la rigidité́ des éléments, mais cela ne se fait pas sans ajout de matière, donc de poids….
Le poids, qui je le rappel, est un ennemi pour la suspension parce que les efforts d’amortissement sont fonctions de l’énergie cinétique des éléments de suspension, soumis aux mouvements.
Donc plus les éléments sont lourds plus le combiné de suspension/amortisseur devra l’être également.
Solution !
Pour éviter d’être obligé d’accentuer l’inclinaison du pivot et de durcir le poids des éléments de suspension, les constructeurs ont conçus le train avant à « pivot découplé́ ».
Ce montage possède le double avantage d’être Léger et de garder en ligne l’axe de travail du combiné suspension-amortisseur.
Exemple train av de la Peugeot 407 étudié à l’atelier
4- L’angle de chasse et le déport de chasse.
L’angle de chasse est l’angle formé par la projection au sol de l’inclinaison du pivot, vu dans le plan longitudinal et la perpendiculaire (ou Normale) au plan de roulement.
L’inclinaison du pivot dans le planLongitudinal créée au sol un déport appelé́
« Déport longitudinal » (D) ou déport de chasse.
L’inclinaison du pivot dans le planLongitudinal créée au sol un déport appelé́
« Déport longitudinal » (D) ou déport de chasse.
Plus la vitesse du véhicule augmente etplus la déformation du pneu est importante. Les véhicules rapides ont une chasse élevée pour être sûr que la force de guidage favorise l’auto-alignement des roues en ligne droite et ce, à vitesse élevée.
FORMATION BTS MV
Benoit PACCAUD
Created on June 23, 2026
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Titre 1
Savoir S2.16 du référentiel de BTS
LA LIAISON AU SOL
Raison d’être: Le véhicule en déplacement doit pouvoir assurer un parfait guidage, pour ce faire:
Les Besoins:
Les éléments ayant une influence dans le système
Etude des pneumatiques
Rappels…
Structure de la carcasse (ici radiale)
Largeur de la bande de roulement en mm
Diam de jante en pouces
Hauteur de flanc
Indice de vitesse
Pneu spécifique pour camionette
Indice de charge
Les correspondances pour les indices de charges et de vitesses sont représentées dans ce tableau
Une règle simple s’applique on ne doit pas monter d’indice inférieur à celui préconisé au départ par le constructeur…
Les autres informations utiles sur un pneu
Nota : A compter du 1/1 /2000: 4 chiffres Ex: 0500 5ème semaine 2000 Pour les années 90 : 3 chiffres Ex: 267 = 26ème semaine 1997
Rappel la durée de vie d’un pneu: si la profondeur de structure minimale est de 1,6mm il faut aussi tenir compte de son âge…A partir de 5ans il faut vérifier le vieillissement de la gomme et 10 ans semble une limite raisonnable d’utilisation
Depuis le 1er novembre 2012 cet étiquetage est obligatoire afin d’informer le consommateur des performances du produit qu’il achète suivant 3 critères
Dans le cas de pneus directionnels ou asymétrique un sens de rotation est à respecter, nous aurons donc des pneus gauches et des pneus droits
Vous trouverez sur les pneus modernes des points de couleurs sur les flancs
Indique par un point sur la paroi latérale des pneus, le point maximum de « Variation de force radiale " (RFV)
La variation de force radiale est la variation de la force qui apparaît dans l'axe de rotation d'un pneu. Quand une charge est appliquée avec une rotation des pneus à une vitesse spécifique.
Cette marque doit être alignée sur le marquage de la jante (en acier ou en alliage) lors de l'installation (points de couleur, encoches, poinçons, etc ...), sous réserve que le fabricant de la jante ait employé le marquage.
Ce repérage sur la jante indique le point de la jante de force radiale minimum (radiale-out).
Par construction, le voile d'une jante n'est pas un cercle parfait qui n'est pas non plus parfaitement centré sur le moyeu. C'est à dire le point de la jante où son rayon est le plus faible.
Sur des jantes d'occasions, ce point peut de toute façon se déplacer au grès des chocs que subie la jante. Ce défaut de concentricité peut aussi générer des vibrations
Il faut donc faire coïncider le rayon le plus faible avec le point rouge
Le point jaune : (Méthode par Poids) Point Jaune / Triangle jaune :
Si aucune marque n'est visible sur les jantes, il est recommandé de faire coïncider avec précision la pastille jaune avec la valve de la jante (point le + lourd) afin d'éviter au maximum le balourd.
Cette marque jaune indique le point le plus léger du pneumatique, déterminé en vertu des conditions d'équilibrage statique.
La valve étant située sur le côté extérieur de la roue, il sera parfois nécessaire d'utiliser une méthode de projection géométrique car le point peut être estampillé sur le côté intérieur du pneu.
Pour équilibrer une roue, 2 opérations sont nécessaires :
L'équilibre statique (oscillations verticales) se règle en plaçant des masselottes d'équilibrage à l'extérieur de la jante à l'opposé de la masse déséquilibrante.
L'équilibre dynamique (oscillations horizontales). se règle en plaçant d'autres masses à l'intérieur de la jante.
- Balourd statique / 2. Balourd dynamique (côté intérieur)
3. Balourd dynamique (côté extérieur). 4a. Masses de compensation du balourd dynamique / 4b. Masses de compensation du balourd dynamique. 5a. Masses de compensation du balourd statique / 5b. Masses de compensation du balourd statique. R. masse de compensation de la résultante des forces développées par les balourds statique et dynamique (côté extérieur). R (grisé). Masse de compensation de la résultante des forces développées par les balourds statique et dynamique (côté intérieur).Un mauvais équilibrage des roues se traduit par des vibrations à environ 90 km/h pour l'AV, aux alentours de 120 km/h pour l’AR. Usure des organes de suspension / Usure des organes de direction / Usure des pneumatiques / Inconfort de conduite.
Contrôles visuels et tactiles des pneumatiques
L’aspect d’un pneumatique est un indicateur important pour un pré-diagnostic des éléments de liaison au sol !
Si le véhicule a roulé dans l’atelier qui a un sol lisse, il se peut qu’avec la poussière du sol apparaisse plus facilement les défauts, car les parties du pneu qui ne touchent pas le sol ne vont pas se marquer….
Ici que constate-t-on ?
On remarque que certains crampons restent noirs
Signe d’une usure irrégulière, ces crampons ne touchent donc pas le sol et sont donc plus usées…
Mais quel peut en être la cause ?
Influence du gonflage
Incidences sur l'hydroplanage :Globalement on perd la moitié de la surface d’aire de contact par tranche de 0.5 bar
Incidences sur la durée de vie :Un pneu sous gonflé de 20% voit son rendement kilométrique diminuer de près de 30%
Usure anormale des deux bords extérieurs du pneumatique
Un sur-gonflage une usure fortement accentuée au centre de la bande de roulement.
Influence de la conduite
Une conduite sportive avec des appuis important, des accélérations et des freinages puissants, ainsi que des vitesses élevées vont user prématurément les pneumatiques
On voit ici qu’avec une pression de pneumatique faible la charge à une influence importante sur la température du pneumatique ainsi que la vitesse, ce qui accroit l’usure rapidement voir provoque la destruction du pneu car on dépasse la température normale de fonctionnement
Influence de l’etat mecanique de la liaison au sol du véhicule
Pour corriger le défaut, le conducteur est obligé de corriger la trajectoire en braquant, ce qui use les pneumatiques de manière irrégulière (usure accélérée sur un côté en particulier).
- En Faisant rouler le véhicule en roue libre sur une plaque de mesure appelée plaque de ripage.
- En contrôlant la différence de braquage entre G et D avec des plateaux pivotants gradués.
Les tolérances sont les suivantes :
- écart important d'angle de braquage
Roues braquées de 20° vers la droite ou la gauche écart angulaire relevé supérieur à 2° entre les deux roues
- ripage excessif
Véhicule contrôlé roues en lignes droite, roulant de 5 à 7 km/h ripage supérieur à 10 m/km.
Usure irrégulière liée à un défaut de carrossage (Usure en cône sans dents de scie)
Usure irrégulière lié à un défaut de parallélisme (Usure en dents de scie des pains de gomme)
Des suspensions usées vont faire rebondir le pneu sur la route, faisant alors travailler la carcasse de manière anormale et créer des plats ou des déformations sur la bande de roulement ou encore une déformation de la carcasse. (Voir exemple en début de chapitre)
Il convient donc dans ce cas de contrôler tous les éléments de liaison, le roulement et l’amortisseurs du train concerné pour déterminer la cause exacte
Evolution de la conception des éléments de liaison au sol
Etude de la suspension
Lien
Pour supporter le poids du véhicule et permettre aux roues de suivre les variations de la chaussée nous avons besoin d’un élément ressort
L’ELEMENT RESSORT PEUT-ETRE DE TYPE
- Hélicoïdal :
(il peut être alors de type cylindrique, conique elliptique, à spires régulières ou progressives)- A Barre de torsion :
- A lames :
- Oléopneumatique : (suspension Citroën par exemple BX, C5, C6…) L’élément ressort est assuré par de l’azote sous pression contenu dans une sphère
- Pneumatique à coussin d’air : (Ex : Renault safrane V6) Dans ce cas l’élément ressort peut-être une chaussette caoutchouc contenant de l’air sous pression Ou être une chambre intégré dans le tube de l’amortisseur
- Un système actif (dont la raideur de l’élément ressort est variable en continu)
L’ELEMENT AMORTISSEUR PEUT ETRE DE TYPE
- Télescopique hydraulique (suspension passive) : (Bi-tube ou monotube à gaz)
- Télescopique Magnéto rhéologique: (suspension semi active)
Sur le même principe que l’amortisseur Hydraulique mais l’huile contient des Nanos-particules qui lorsqu’elles sont soumises à un champ magnétique changent la viscosité de l’huile.
LES DIFFERENTES CONSTITUTIONS DE TRAINS ROULANTS
Les nouveaux véhicules utilisent des concepts de trains av évolués :
En général multi-bras ou à pivot indépendants, l’objectif étant de réduire l’incidence des déports notamment celui du pivot (déport au sol
Comparaison d’un train à pivot déporté / à un conventionnel de type Mac Pherson
Vous trouverez aussi des trains plus conventionnels en général de la famille Mac Pherson qui peuvent être de deux types :
« VRAI » Mac-Pherson : L’élément de liaison inférieur avec le berceau est un simple bras dont la rigidité est assurée par la liaison avec la barre anti roulis
PSEUDO Mac-Pherson A la différence du Mac Pherson « classique » ici l’élément de liaison inférieur est un triangle à deux encrages sur le berceau)
De type triangles superposés ou multi-bras
1 Jambe de suspension 2 Bras de suspension transversal supérieur 3 Pivot de fusée 4 Biellette d’accouplement 5 Bras de suspension transversal inférieur 6 Moyeu de roue 7 Barre d’accouplement 8 Barre de traction avec palier hydraulique 9 Berceau avant 10 Barre stabilisatrice avec moteur oscillant hydraulique (DynamicDrive) 11 Boîtier de direction
CONCEPTION DES TRAINS ARRIERES
Les trains AR sont rarement réglables sur une traction ! Sauf s’ils sont de type multi-bras
- 1 Berceau de train arrière. - 2 Renfort. - 3 Bras de guidage - 4 Moyeu.
- 5 Bras de suspension transversal
- 6 Biellette
- 7 Bras de pincement - 8 Bras de suspension longitudinal - 9 bras de carrossage - 10Porte-moyeuLes trains les plus couramment utilisés sont de type à poutre déformable ou à bras tirés avec différents dérivés de conception :
Plus rarement on trouve encore des suspensions à essieu rigide : (gage de solidité) notamment sur les 4X4 et certaines américaines…
Mais il a été progressivement abandonné car le guidage du train ar est de mauvaise qualité.
Etude de la géométrie des trains roulants
LES ATTENDUS :
Pour obtenir un comportement routier adapté les constructeurs définissent en statique des angles qui permettront de paramétrer la géométrie de base de la voiture.
Ces angles sont étudiés afin d’avoir en dynamique les variations recherchées.
Ce qu’il faut retenir c’est que les angles sont là pour obtenir des efforts dans les trains, ces efforts sont obtenus par effet de couple (Force X Distance).
Ces efforts permettront d’optimiser la tenue de route de la voiture dans toutes les situations et le ressenti du conducteur ainsi que son action sur le véhicule !
Pour pouvoir visualiser la valeur de ces angles le véhicule doit être placé dans un repère de référence :
- Le véhicule doit être placé sur un sol plan (toutes les roues doivent être au même niveau)
- Le véhicule doit être sur un sol horizontal (dalle parfaitement horizontale, pont de géométrie dans ses crans de sureté, rampes de fosse parfaitement horizontale)
La lecture des angles se fera par rapport à un repère vertical ou horizontal, soit :
Règle de base : Un véhicule ne peut être dirigé que si et uniquement si ses pneumatiques se déforment.
Il vient alors un raisonnement simple, celui qui consiste à définir comment déformer un pneumatique sur l’ensemble des trajectoires rendues possible sur la route.
Le premier des angles contributeur à la mise en dérive du pneumatique est l’angle de parallélisme. C’est l’angle qui oriente les deux roues d’un même essieu sur une trajectoire différente de la ligne droite.
Ceci donne la dérive latérale du pneumatique.
Mais qu’est-ce que la dérive ? C’est la variation de trajectoire du véhicule due à la déformation transversale que subissent les pneumatiques quand ils sont soumis à l’action d’une force latérale.
La trajectoire de déplacement du véhicule est assurée par l’orientation des efforts directeurs de ses trains.
En ligne droite le cap est maintenu par un équilibre des forces latérales de guidage (Fg = Fd)
Lorsque les roues sont libres en rotation, aucune déformation n’est présente sur le pneumatique.
Il faut donc établir des forces de déformation du pneu, appelées force de guidage. Cette déformation est mesurée par: l’ANGLE DE DERIVE.
Vr/s = Vecteur vitesse de la roue / au sol. Vch/s = Vecteur vitesse résultante. Alfa g et Alfa d, angle de parallélisme partiel G et D. Cdg = centre de gravité.
L’angle de parallélisme est toujours symétrique sur l’essieu directeur, compte tenue de la liberté de mouvement offert par la direction et ce, même si une déformation est survenue sur la biellette de direction.
En revanche sur le train arrière il peut être diffèrent suite à une déformation, dans ce cas c’est l’essieu arrière qui prendra une trajectoire répartissant de manière symétrique, le nouveau parallélisme total. (axe de poussé)
- Le parallélisme oriente la trajectoire des roues dans :
le sens du pincement ou dans le sens inverse c'est à dire l’ouvertureLe parallélisme est mesuré par comparaison des cotes L1 et L2 en (mm) et est transformé́ en angle par : Para Total en degré (angle E) = ((L2-L1) / Périmètre roue)) / Sin
Ex : Une différence (L2 - L1) =10 mm, sur des roues de 1.80m de périmètre (développé) donnera :
Para total en degré = (10 / 1800) / sin = 1° de pince ici
2. L’angle de carrossage.
D’un point de vu fonctionnelle, l’angle de carrossage contribue lui aussi à inscrire une dérive latérale sur le pneumatique.
Son influence est importante en virage car c’est lui qui va opposer une résistance à l’effort engendré par la force centrifuge (Fc).
Cet angle nous allons donc faire en sorte qu’en dynamique il soit négatif en virage, afin de contribuer à maintenir la trajectoire du véhicule !
Toutefois en statique le véhicule peut être réglé avec un carrossage positif qui lors des appuis se transformera en négatif grâce au travail de la suspension !!!
Pour le tracer nous avons besoin de connaître 2 axes :
- Le plan moyen de la jante
- La verticale au sol partant du point de contact roue sol
3- L’angle de pivot et le déport au sol.
Du point de vue structurel, il existe une difficulté pour relier la roue aux éléments de suspension.
La roue est maintenue dans sa position de fonctionnement grâce au moyeu, qui lui-même est maintenu dans sa position de fonctionnement par les bras de suspension.
Une distance appelée déport latérale (d), génère un moment (M a Rpoids/p) radial sur l’axe de pivot ainsi qu’un effort de flexion sur le moyeu. L’équilibre mécanique est fragilisé. Les réactions dans la direction sont fortes.
Plusieurs solutions existent :
Toutes seront retenues par les constructeurs, mais une en particulier influera la géométrie des trains! la réduction du déport….
La réduction du déport
Inconvénients de cette stratégie…
S’il faut incliner le pivot pour avoir la possibilité́ de réduire le déport latéral avec du carrossage négatif, le danger est :
La solution serait alors d’augmenter la rigidité́ des éléments, mais cela ne se fait pas sans ajout de matière, donc de poids….
Le poids, qui je le rappel, est un ennemi pour la suspension parce que les efforts d’amortissement sont fonctions de l’énergie cinétique des éléments de suspension, soumis aux mouvements.
Donc plus les éléments sont lourds plus le combiné de suspension/amortisseur devra l’être également.
Solution !
Pour éviter d’être obligé d’accentuer l’inclinaison du pivot et de durcir le poids des éléments de suspension, les constructeurs ont conçus le train avant à « pivot découplé́ ».
Ce montage possède le double avantage d’être Léger et de garder en ligne l’axe de travail du combiné suspension-amortisseur.
Exemple train av de la Peugeot 407 étudié à l’atelier
4- L’angle de chasse et le déport de chasse.
L’angle de chasse est l’angle formé par la projection au sol de l’inclinaison du pivot, vu dans le plan longitudinal et la perpendiculaire (ou Normale) au plan de roulement.
L’inclinaison du pivot dans le planLongitudinal créée au sol un déport appelé́ « Déport longitudinal » (D) ou déport de chasse.
L’inclinaison du pivot dans le planLongitudinal créée au sol un déport appelé́ « Déport longitudinal » (D) ou déport de chasse.
Plus la vitesse du véhicule augmente etplus la déformation du pneu est importante. Les véhicules rapides ont une chasse élevée pour être sûr que la force de guidage favorise l’auto-alignement des roues en ligne droite et ce, à vitesse élevée.