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Suspension de véhicule

Les suspensions sur un véhicule, sont les éléments permettant de relier les masses non suspendues (typiquement la roue, les systèmes de freinage, d'entraînement de roue, etc) aux masses suspendues (typiquement le châssis, le moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail à partir d'une énergie (éolienne,...) et tous les composants du véhicule (Un véhicule est un engin mobile, qui permet de déplacer des personnes ou des charges d'un point à un autre.) fixés au châssis).

L'utilisation de la suspension ( Le fait de suspendre des particules En chimie, la suspension désigne une dispersion de particule. En géomorphologie, la suspension est un mode de transport des sédiments. Le fait de suspendre un objet En...) est imposée par les irrégularités de la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement...) sur laquelle se déplace le véhicule. Elle en diminue l'impact sur l'engin, évitant des ruptures (Ruptures est le second album de la série de science-fiction Orbital constituée de diptyques, dessiné par Serge Pellé et écrit par Sylvain...) et une usure excessive et améliorant le confort de conduite. Par ailleurs le fait qu'un véhicule possède une masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et...) nécessite l'utilisation d'un mécanisme de rappel pour éviter que le système ne s'affaisse indéfiniment au fur (Fur est une petite île danoise dans le Limfjord. Fur compte environ 900 hab. . L'île couvre une superficie de 22 km². Elle est située dans la Municipalité de Skive.) est à mesure des aspérités du terrain.

Ainsi, la suspension se compose au minimum d'un bras de liaison entre les masses non suspendues et les masses suspendues, d'un ressort et d'un amortisseur (Un amortisseur est un système destiné à limiter voire supprimer les oscillations d'un objet ou à isoler un objet de vibrations par dissipation d'énergie. Les vibrations libres ou forcées correspondent au mouvement...). Dans certain cas, les bras de suspension sont aussi appelés triangle de suspension, dénomination due à leur forme.

On distingue aussi les suspensions indépendantes, sur un même essieu (Dans un véhicule à roues, un essieu est un arbre placé transversalement sous la caisse et supportant par l'intermédiaire des fusées les roues situées à ses extrémités. Un essieu peut être simplement porteur, ou moteur...) la partie gauche est séparée de la partie droite, des suspensions essieux rigide où les parties gauche et droite sont liées.

Certaines explications peuvent nécessiter la lecture au préalable de l'article géométrie de suspension (La géométrie de suspension désigne l'ensemble des caractéristiques de contact de la roue d'un véhicule avec le sol ainsi que la manière dont la suspension travaille. C'est-à-dire que cela définit aussi les limitations des axes...) notamment pour les véhicules terrestres.

Différents types de suspension

Glossaire
  • porte-fusée : aussi appelé porte-moyeu, c'est la partie mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission,...) qui supporte le roulement ( En mécanique, le roulement, et plus précisément le roulement sans glissement, est le mouvement d'un corps qui reste en contact avec une surface d'appui sans glisser, qui...) mécanique et donc indirectement le moyeu (ou fusée). Elle supporte également la partie fixe du freinage. C'est aussi cette pièce qui est orientée lors d'une action sur la direction.
  • triangle : bras de suspension typique des suspensions Mac-Pherson et double triangulation (En géométrie et trigonométrie, la triangulation est une technique permettant de déterminer la position d'un point en mesurant les angles entre ce point et d'autres points de référence dont la position est connue, et...).
  • train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou de plusieurs wagons (pour transporter des marchandises), et peut être...) avant/arrière : système complet de suspension avant ou arrière (incluant les parties mécaniques de gauche et de droite).
  • Barre anti-roulis, système limitant le roulis du véhicule en assurant une connexion souple entre les composants gauche et droit d'un train.

On distingue un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de suspensions. En pratique, leur utilisation dépend en grande partie de la charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice non...) à transporter, des coûts de fabrication et du type de véhicule.

La suspension de type Mac-Pherson

C'est la plus utilisée des suspensions en automobile (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de personnes ou de marchandises, elle est équipée en conséquence. C'est un des moyens de...), elle est de type indépendante. Elle se compose d'un bras de suspension (ou triangle) unique. La jonction (La Jonction est un quartier de la ville de Genève (Suisse), son nom familier est "la Jonquille") entre les masses suspendues et non suspendues est effectuée par une rotule côté roue (La roue est un organe ou pièce mécanique de forme circulaire tournant autour d'un axe passant par son centre.) et un axe côté châssis (Un châssis est un cadre rigide ou mobile fait d'une matière résistante, destiné à entourer ou supporter quelque chose.) (pour permettre différents réglages). Un système d'amortisseur et ressort est fixé de manière rigide au porte-fusée.

Suspension de type Mac-Pherson utilisée en automobile
Suspension de type Mac-Pherson utilisée en automobile

Ce type de suspension est très répandu dans la voiture (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de personnes ou de...) de série, le système est simple donc peu coûteux. Il est également très efficace dans la mesure où il maintient le pneu perpendiculaire (En géométrie plane, on dit que deux droites sont perpendiculaires quand elles se coupent en formant un angle droit. Le terme de perpendiculaire vient du...) au sol quand l'automobile prend du roulis il y a prise de carrossage négatif à l'enfoncement. Cela assure une très bonne tenue de route (La tenue de route est une expression mal définie, décrivant le comportement routier d'un véhicule (automobile ou motocyclette essentiellement).) latérale. Les trains avants des voitures de " Monsieur tout le monde (Le mot monde peut désigner :) " en sont équipés. On y adjoint généralement une barre anti-roulis pour améliorer le comportement physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et...) du châssis.

La suspension à pont (Un pont est une construction qui permet de franchir une dépression ou un obstacle (cours d'eau, voie de communication, vallée, etc.) en passant...) oscillant

Ce type de suspension est très exploité en automobile, il est de type essieu rigide. Il n'y a qu'un seul bras de suspension en forme de fourche. La partie entre les deux branches est plus ou moins souple en torsion ; cette souplesse intervenant pour limiter la prise de roulis. Les masses non suspendues gauche et droite sont fixées sur le pont arrière, en bout des branches. On utilise un axe monté sur roulement mécanique pour les roues. Les masses suspendues sont fixées à la partie entre les deux branches à l'aide d'un axe. Un système d'amortisseur et ressort est fixé à l'aide d'une rotule sur le bout des branches.

Suspension de type pont oscillant utilisé sur le train arrière automobile
Suspension de type pont oscillant utilisé sur le train arrière automobile

Ce type de suspension se trouve sur les trains arrières de la voiture de série. La prise de carrossage est nulle à l'enfoncement de la suspension. C'est une suspension économique, ce qui explique son utilisation. La difficulté de mise en place d'une direction efficace interdit son utilisation sur le train avant. Sur certains types de voiturettes légères à propulsion (La propulsion est le principe qui permet à un corps de se mouvoir dans son espace environnant. Elle fait appel à un propulseur qui transforme en force motrice l'énergie...), le moteur peut y être fixé. Cette suspension s'accorde particulièrement lorsque le système nécessite une adhérence longitudinale (motricité) typiquement pour les véhicules à propulsion.

La suspension à double triangulation

C'est ce qui se fait de mieux en automobile, elle est de type indépendante. À l'instar des suspensions Mac-Pherson, on y exploite des triangles. Mais cette fois-ci, on en utilise deux, un dit supérieur et l'autre dit inférieur (par rapport au sol). Le porte-fusée est raccordé par deux rotules, une au triangle inférieur, l'autre au triangle supérieur. Le châssis est raccordé par quatre rotules, soit deux par triangle. Un système d'amortisseur et ressort est fixé à l'aide d'une rotule sur un des deux triangles. On appelle parfois cette suspension suspension à parallélogramme déformable.

Suspension de type double triangulation utilisée en compétition automobile
Suspension de type double triangulation utilisée en compétition automobile (La compétition automobile est un sport, pratiqué par des pilotes, qui s'affrontent lors de courses d'automobiles selon des formules et des catégories sur circuit, sur route ou sur piste.)

Ce type de suspension se retrouve sur la majorité les voitures de compétition et les voitures haut de gamme (GT). Son intérêt réside dans l'infinité de réglages possible en fonction des points d'ancrage des différentes rotules. Ainsi, le carrossage, la chasse, l'antiplongée, etc, sont réglables et peuvent même être variables (voir géométrie (La géométrie est la partie des mathématiques qui étudie les figures de l'espace de dimension 3 (géométrie euclidienne) et, depuis le XVIIIe siècle, les figures d'autres types d'espaces...) de suspension). Mais aussi, à l'inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est...) de la suspension de type Mac-Pherson, elle assure une meilleure motricité en fonction des réglages appliqués au train. Comme pour la suspension Mac-Pherson, on associe une B.A.R. pour améliorer le comportement physique du châssis.

La suspension coulissante

Suspension coulissante sur une CMR
Suspension coulissante sur une CMR

C'est une suspension ou la roue (La roue est un organe ou pièce mécanique de forme circulaire tournant autour d'un axe passant par son centre.) peut se déplacer par coulissement dans un guide. L'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...) de la structure est rigide.

Cette suspension a longtemps équipé les motocyclettes, où elle a été remplacée par la suspension à bras oscillant.

Elle a l'avantage de permettre la réalisation d'un cadre plus solide (tout l'arrière est rigide), mais permet moins de débattement.

La suspension à bras tiré (ou bras oscillant)

Suspension à bras tiré utilisée en automobile, camion et char d'assaut
Suspension à bras tiré utilisée en automobile, camion (Le camion est un véhicule routier de plus de 3,5 tonnes, destiné à transporter des marchandises. Le camion se distingue du véhicule léger sur le plan...) et char d'assaut
Suspension à bras tiré utilisée sur motocyclette
Suspension à bras tiré utilisée sur motocyclette (Une motocyclette, également appelée par son apocope moto, est un véhicule motorisé à deux roues monotrace (les roues sont l'une derrière l'autre). Le pilote y...)

Elle n'est pas très utilisée en automobile, sauf pour les charges lourdes (typiquement les remorques de camion et les chars militaires), elle est de type indépendante. Toutefois, son utilisation est massive (Le mot massif peut être employé comme :) pour le train arrière des véhicules de type motocyclette, où elle a remplacé la suspension coulissante à l'arrière. Elle est constituée d'un bras de suspension ; la roue et le châssis y sont chacun fixés à l'aide d'un axe. Un système d'amortisseur et ressort est fixé à l'aide d'une rotule sur le bras de suspension.

Ce type de suspension est très compact, ce qui permet l'utilisation de bras de suspension de grande dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une pièce de révolution.) et ainsi de soutenir une très forte charge. Il n'y a pas de prise de carrossage à l'enfoncement d'où l'utilisation pour la motocyclette et les véhicules chenillés. Ce type de suspension assure également une excellente adhérence longitudinale (motricité).

La suspension téléscopique

Suspension de type fourche téléscopique pour motocyclette
Suspension de type fourche téléscopique pour motocyclette
Suspension de type téléscopique utilisée dans le domaine de l'aviation (occident)
Suspension de type téléscopique utilisée dans le domaine de l'aviation (L'aviation est une activité aérienne définie par l'ensemble des acteurs, technologies et règlements qui permettent d'utiliser un aéronef...) (occident)
Suspension de type téléscopique utilisée dans le domaine de l'aviation (russe)
Suspension de type téléscopique utilisée dans le domaine de l'aviation (russe)

C'est la suspension réservée au domaine de la motocyclette et de l'aviation. Elle est installée en utilisant une paire (On dit qu'un ensemble E est une paire lorsqu'il est formé de deux éléments distincts a et b, et il s'écrit alors :) système d'amortisseur et ressort sur le train avant des motocyclette pour permettre une orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil à l'équinoxe) et des points cardinaux (nord de la...) de la roue et limiter la déformation lors des contraintes latérales. Dans le domaine de l'aviation, on utilise un seul système d'amortisseur et ressort, l'orientation étant assurée à l'aide de deux petits bras de suspension ne jouant pas d'autre rôle que le guidage (cas également de certaines motos BMW).

Cette suspension est privilégiée pour une raison de légèreté, primordiale en aviation. Les suspensions n'aidant pas au vol, il n'est pas nécessaire d'alourdir le véhicule avec.

Pour les mêmes raisons de légèreté, ce type de suspension est utilisé sur les motocyclettes, bien que les raisons physiques diffèrent. Dans ce cas, le but est de réduire les masses non suspendues, le train s'en trouvant plus réactif (moins d'inertie). Notons, à ce sujet, que des essais de suspension de type double triangulation ont été tentés sans succès sur motocyclette, l'intérêt étant de limiter la diminution de la chasse à l'enfoncement (voir géométrie de suspension).

La suspension oléopneumatique (La suspension oléopneumatique est un type de suspension sans ressort mais fonctionnant à l'aide de pistons contenant de l'huile et un gaz.)

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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