Suspension de véhicule - Définition

Suspension oléopneumatique

Ce type de suspension se caractérise par la solution technique retenue pour réaliser les fonctions de ressort et d'amortissement. La solution consiste à remplacer le ressort et l'amortisseur, par l'association en série d'un vérin hydraulique et d'une chambre ressort à gaz.

Le vérin est relié d'une part à la masse non suspendue (bras de suspension), et de l'autre à la caisse. Le piston, en se déplaçant par rapport au cylindre du vérin, déplace un fluide incompressible sous pression (huile) au travers de clapets amortisseurs situés à l'entrée de la sphère. La sphère est constituée de deux chambres isolées par une membrane. Une chambre contient l'huile poussée par le vérin au travers des clapets, l'autre est remplie d'un gaz sous pression. Le gaz réalise la fonction de ressort par son élasticité ; en exerçant une pression sur la membrane, il la répercute sur l'huile du vérin.

Les principaux avantages de ce système sont :

• de procurer une sensation de confort type « tapis volant », une impression de souplesse propre à l'utilisation de gaz pour la fonction ressort ;
• de rendre possible la variation de la garde au sol du véhicule, par une variation du volume de fluide ;
• de permettre au véhicule de rester horizontal, et ce, quelle que soit la charge de chaque essieu.

Ce système équipe principalement les automobiles Citroën, même si certains autres constructeurs l'ont utilisé sur leur modèle haut de gamme afin de résoudre l'adéquation masse importante, confort, tenue de route. Certains véhicules utilitaires exploitent des ressorts à gaz en appoint des classiques ressorts à lames pour gérer les fortes variations de charges sur les essieux.

Il a été mis en œuvre en série pour la première fois sur l'essieu arrière des Citroën Traction haut de gamme, ensuite généralisé aux quatre roues sur les DS/ID. Citroën n'a cessé de faire évoluer son système par l'ajout de sphères aux caractéristiques différentes associées à une gestion électronique, ce qui permet d'adapter le confort et la tenue de route aux sollicitations du conducteur et à l'état de la route.

Ce système de suspensions peut être appliqué à tout type de géométrie, même si, dans la pratique, on le retrouve généralement associé à une géométrie MacPherson à l'avant et bras tiré à l'arrière.

Type de ressorts

Dans une suspension, les ressorts fournissent l'effort s'opposant à l'effet du poids. Le technologie est liée à la géométrie de la suspension et au savoir faire du moment.

Ressorts à lames

La suspension avec des ressorts à lames est très ancienne et était déjà largement utilisée par les carrioles, chariots et véhicules hippomobiles. L'avantage de cette solution est la simplicité de l'installation, l'essieu étant directement tenu et guidé par le ressort.

Le ressort à lames consiste en une série de lames superposées de longueur de plus en plus faible et disposé selon la forme d'une pyramide inversée. Les extrémités de la lame la plus longue constituent les points d'ancrage au véhicule alors que la roue est bridée au centre des lames.

On peut décrire ainsi les caractéristiques du ressort :

• La plus longue lame, ou lame maîtresse, doit avoir une section suffisante pour résister seule à l'effort tranchant, ainsi que pour permettre la liaison avec les éléments extérieurs. Son extrémité n'est donc jamais triangulaire mais toujours façonnée en fonction des besoins ;
• Pour éviter que le ressort « baille », c'est-à-dire que les lames décollent, on donne à ces dernières une courbure qui croît de la lame maîtresse, la plus longue, aux plus courtes. Il faut alors que les épaisseurs des lames aillent en décroissant, sinon on dépasserait de plus en plus largement la limite d'élasticité ;
• L'extrémité des lames n'est jamais taillée en pointe, mais coupée droite, terminée en trapèze ou encore amincie et arrondie selon un profil parabolique.

Lames droites

Lames trapézoïdales

Lames à extrémités paraboliques

Ressort à lames sur un véhicule

Ressorts hélicoïdaux

Appelés aussi ressort à boudin, ces ressorts sont les plus répandus aujourd'hui. Leur géométrie et la gamme de matériaux disponible permet une bonne compacité. De plus il est facile de leur associer un amortisseur, disposé coaxialement et ancré aux mêmes points que le ressort.

Nécessairement, ils doivent être couplés à un mécanisme de suspension liant la roue au châssis, et ne peuvent pas, comme dans le cas du ressort à lames assurer seuls cette liaison mécanique.

Le raideur de tels ressorts dépend du matériau, du diamètre du fil employé, de celui de son enroulement et du nombre de spires. Il est très facile d'obtenir une gamme étendue de raideur. Cette solution est donc très avantageuse.

Barre de torsion

Plus compacte que le ressort hélicoïdal, mais plus longue, cette solution est adaptée au train arrière des petits véhicules à traction et à fond plat. C'est la solution retenue pour la Renault 4. Il peut s'agir d'une seule barre soutenant les deux roues, mais aussi de deux barres indépendantes. Dans ce cas, cela impose une différence d'empattement entre les deux côtés du véhicule, si la longueur de la barre est supérieure à la demi largeur du véhicule, comme pour la Renault 5.