DOSSIER Vrally 4L

DOSSIER : Les technologies d’amortisseurs
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Les technologies
d'amortisseurs
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DOSSIER : Les technologies d’amortisseurs
Sommaire
Sommaire………………………………………………………………………….
2
Introduction……………………………………………………………………….
.
3
3
I Un peu de théorie……………………………………………………………….
3
I.1 A quoi sert un amortisseur?..................................................................
5
I.2 L'amortisseur bitube…………………………………………………………
7
I.3 L’amortisseur monotube……………………………………………………
9
II Dans la pratique………………………………………………………………..
9
II.1 Quelques conseils…………………………………………………………..
10
II.2 Quelle marques pour quels procédés ?..............................................
10
II.2.a Les bitubes…………………………………………………………………
10
II.2.b Les monotubes……………………………………………………………
11
Conclusion………………………………………………………………………..
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Introduction
Salut, oh toi super membre de cet honorable forum qu'est le Vrally.
Le Trophy, comme certains le savent est une épreuve d'endurance pour certains et un
pseudo Dakar pour certains autres. Durant ce raid tous les organes mécaniques de la 4L sont
sollicités de manière importante, une pièce trop souvent négligée lors de la prépa de sa
monture est l'amortisseur. Pourquoi?? Par manque de budget, par manque de temps, ou tout
simplement parce que les valeurs du contrôle technique sont dans la norme.
Grave erreur, un amortisseur fortement sollicité peut rendre l'âme en moins de six
heures s'il est malmené sur des pistes défoncées semblables à celles du Maroc.
Le but de ce dossier est donc d'attirer l'attention du super lecteur sur ce point crucial
qui fera qu'il ne partira pas en tonneaux au prochain virage. La première partie sera théorique
afin de comprendre comment fonctionne cette "boite de conserve avec une tige". Les
avantages et inconvénients de chaque solution seront abordés car il n'existe pas de
technologie ultime, chaque utilisateur pourra faire son choix en conséquence. Dans une
deuxième partie nous verrons quelles marques utilisent telle ou telle technologie afin de
faciliter le choix final du super lecteur.
I Un peu de théorie
Dans le milieu des amortisseurs il existe deux grandes technologies, l'amortisseur
monotube ou le bitube.
Réaction standard du super lecteur : "Nannnn môssieur, tous les amortisseurs n'ont
qu'un tube, ça se voit de l'extérieur".
Aller une explication s'impose...
I.1 A quoi sert un amortisseur?
A amortir pardi (car dans amortisseur il y a amortir). Rappelons qu'en anglais
amortisseur se dit Shock absorber (absorbeur de choc).
Il est là pour absorber les chocs et accélérations qui pourraient être transmis à
la voiture rendant ainsi son comportement à la limite de l'incontrôlable. On
parle ici de vitesses de débattement rapides.
Imaginons donc une 4L sans amortisseurs, contrairement à ce que certains pensent elle
ne va pas toucher la route car le rôle de l'amortisseur n'est pas de suspendre la voiture
à quelques centimètres du sol. Ce rôle revient aux 4 barres de torsion (1 par roue) qui
permettent également de régler la hauteur de caisse. Notons que de nos jours les
voitures sont munies de systèmes ressorts + jambe de force empêchant le véhicule de
rouler sans amortisseurs, mais ceci est une autre histoire.
Revenons à la 4L sans amortos, lorsqu'elle va rencontrer un obstacle (nid de poule, dos
d'âne, caniche,...) la suspension va effectuer son débattement normal et... revenir à une
vitesse proche de la vitesse avec laquelle le mouvement aller à eu lieu. Puis ce cycle
va continuer tant que les frottements dans les articulations n'auront pas absorber toute
l'énergie du choc.
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On va donc obtenir une trajectoire de la forme suivante :
C'est super pour rendre malade ses passagers, rebondir après une réception de saut ou
casser des pièces mécaniques qui devront à elles seules absorber toute l'énergie du choc.
Tout le monde aura compris l'intérêt d'un amortisseur dans ce cas précédent.
Imaginons maintenant une 4L avec une grosse tige rigide à la place de l'amortisseur.
La roue ne peut plus effectuer son débattement nominal, on se retrouve donc avec un
kart, sauf qu'un kart évolue sur une piste plate comme un billard sous peine de malmener les
cotes du pilote et de voir apparaître des fissures sur le châssis.
La 4L ainsi rigidifiée se verra plier à la moindre réception de saut à divers endroits.
On obtient la trajectoire suivante :
Euh en fait pas de trajectoire, 4L cassée !!!
L'amortisseur est aussi présent pour stabiliser les mouvements induits
pas les transferts de masses (roulis/mouvement gauche-droite,
tangage/mouvement avant-arrière). On parle ici de vitesses de débattement
faibles.
On se retrouve donc avec une caisse qui à en général une oscillation de 1 Hz (une
oscillation par seconde) et une roue qui à une oscillation de 10 Hz (10 oscillations par
seconde et bien plus en cas de passage au taquet sur la tôle ondulée 150 Hz). L'amortisseur
doit donc gérer les deux problèmes de manière simultanée. A ce stade tout le monde
comprend aisément qu'un amortisseur ne réagit donc pas à un déplacement de la roue par
rapport à la caisse (comme la barre de torsion ou le ressort) mais bien à une vitesse de
déplacement.
Il est facile de confirmer de manière pratique les explications précédentes en
compressant de manière lente un amortisseur; la tige rentre assez facilement. Puis répéter la
même expérience en essayant de rentrer la tige le plus rapidement possible, elle à plutôt
tendance à rester en place...
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Dernier point à aborder, il est important de différencier les amortisseurs à simple effet et
à double effet. Les premiers n’amortissent qu’en compression ou détente et les derniers dans
les deux sens. Cela peut se vérifier à la main, la tige sera dure dans un sens et pas du tout dans
l’autre si il s’agit d’un simple effet. Généralement les simple effet sont de moins en moins
répandus.
Et là le super lecteur réalise qu'un amortisseur est très très compliqué et qu'il à intérêt
à lire la suite de ce dossier ! Surtout pas de panique, le décor est planté, maintenant c'est que
du bonheur !!!
I.2 L'amortisseur bitube
Un amortisseur bitube est, comme son nom l'indique, constitué de deux chambres
coaxiales placées de la même manière qu'un cylindre et sa chambre de liquide de
refroidissement ou, pour les plus terre à terre, comme une baguette autour de sa merguez.
Vu en coupe le résultat est le suivant :
Ils sont fous ces ingénieurs, pourquoi ont-ils placé une deuxième chambre??
Lorsque l'amortisseur débat la tige chromée entre dans l'amortisseur rempli d'huile en
général et réduit donc l'espace que l'huile peut occuper. La chambre est donc ici pour servir de
zone de stockage de ce trop plein d'huile. Au passage l'huile passe par des clapets calibrés qui
permettent de régler la dureté de l'amortisseur. Les clapets principaux se trouvent à
l’extrémité de la tige chromée. D’autres se trouvent entre les deux chambres.
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La deuxième chambre de cette technologie est également son point faible !! L’huile
dans la seconde chambre est toujours présente en quantité minimale, et le passage à travers les
orifices calibrés tend et détend l’huile qui à tendance à chauffer et stagner dans cette chambre
coaxiale.
Par analogie, imaginez un moteur avec une pompe à eau qui ne tourne plus. L’eau se
réchauffe de plus en plus autour de la chemise, le joint de culasse joue son rôle de fusible.
L’huile se réchauffant ainsi va monter à des températures avoisinant les 120°C (voire
plus), les pièces constituant l’amortisseur se dégradent. Les joints cuisent, félicitations cela
fait une magnifique pompe à vélo. Le seul moyen pour les fabricants d’empêcher cette
surchauffe est d’augmenter la quantité d’huile en augmentant le volume de la chambre
externe. Ceux-ci deviennent vite très chers !
-
Son prix
-
Convient à un usage sur route classique
-
Peut accomplir un Trophy avec un conducteur cool
+
-
Se trouve partout, car destiné à Monsieur Tout-le-monde
-
Peu sensible aux impacts, la déformation de la chambre
externe n’empêche pas le coulissement de la tige
-
-
Sa conception qui le rend inadapté à un usage sportif
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I.3 L’amortisseur monotube
Si tout le monde a bien suivi les explications précédentes, la compensation du volume
d’huile déplacé par le déplacement de la tige ne peut plus être réalisée par une chambre
annexe…
Un inventeur à surement trouvé une parade à l’inconvénient du bitube qui consisterait à
supprimer la deuxième chambre qui empêche les calories de se dissiper.
Il existe donc deux grands principes de l’amortisseur monotube :
- Le premier (peu utilisé), à dans l’huile de l’amortisseur de l’azote injecté (plus
précisément du di-azote N2). Les bulles d’azote présentes dans la solution se
compriment au fur et à mesure que la tige rentre dans l’amortisseur.
- Le second (le plus répandu) est également appelé principe De Carbon. La
chambre contenant l’huile est séparée par un piston mobile d’une chambre d’azote. Ce
principe est utilisé par les grands noms de l’amortisseur : Bilstein (à partir des B6),
Viarouge, Proflex, Öhlins,…
Lorsque la tige rentre dans le corps de l’amortisseur, le piston flottant monte en
comprimant la chambre d’azote. Le choix de ce gaz n’a pas été fait anodinement, en plus
d’être un gaz inerte, l’azote conserve une pression constante même en cas d’échauffement. La
pression au sein de cette chambre d’azote peut atteindre les 40 bars.
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Sur certains amortisseurs exploitant ce principe, certains ont une chambre d’azote
séparée ou complètement déportée.
Cela permet d’avoir des réglages supplémentaires, de plus le refroidissement est
amélioré.
+
-
-
Il fonctionne bien, très bien même et longtemps
-
Supporte une conduite sportive avec des échauffements importants
car il dissipe plus facilement les calories qu’un amortisseur bitube
-
Une infinité de réglages, encore plus sur les amortisseurs avec
chambre d’azote séparée.
-
Son prix, il n’est pas destiné au grand public
-
Sensible aux chocs, une déformation du corps de l’amortisseur le
grippe
-
Très difficile à régler :
o Démontage nécessaire pour les Bilstein et changement des
orifices calibrés
o De deux à sept réglages par des molettes et des vis de réglage
(précontrainte, compression lente, compression rapide, détente
lente, détente rapide, clapet de décharge en cas de grosse
réception sur Öhlins ou Proflex, et hauteur de caisse en cas de
combine fileté, ouf). Il est donc impossible pour le novice de
régler correctement un amortisseur perfectionné.
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II Dans la pratique
II.1 Quelques conseils
Loin de moi l’idée d’imposer telle ou telle technologie pour le lecteur. Chacun est à
même de choisir l’amortisseur qui lui convient en fonction de son budget et de son coup de
volant.
-
Il est quand même nécessaire de rappeler que les amortisseurs typés « compète » sont
raides et sollicitent donc un peu plus leurs ancrages. A la longue le châssis risque de
se fissurer par un phénomène de fatigue. D’où l’absolue nécessité de renforcer ses
ancrages.
-
A chaque amortisseur convient sa barre antiroulis, si cette dernière est trop raide avec
un amortisseur « mou » la 4L va lever plus volontiers la patte dans les virages serrés.
La roue extérieure au virage va s’écraser entrainant avec elle la roue intérieure qui elle
aussi dotée d’un amortisseur mou va s’enfoncer entrainant une perte d’adhérence.
Et inversement une barre antiroulis trop molle avec des amortisseurs raides sera
totalement inutile.
-
Il ne faut jamais régler des amortisseurs à 100% de leur dureté sur des châssis
classiques (Koni sport, par exemple, à 100%). Le réglage s’effectue en fonction du
poids de la voiture, du poids embarqué, et des barres torsion (ou ressorts le cas
échéant). Pour un pilotage typé rallye terre, la roue ne doit pas descendre avec une
accélération supérieure à 1G. La grande majorité des amortisseurs réglables et
accessibles financièrement ont un réglage de la détente rapide et lente. Il suffit donc
de visualiser la vitesse de chute du demi-train à régler. En cas de passage dans un nid
de poule, la roue ne devra pas débattre plus rapidement que si elle tombait
naturellement (l’amortisseur compensant l’effort de la barre de torsion). Pourquoi ne
pas utiliser une caméra vidéo pour effectuer ce réglage ?
A titre personnel j’ai su reconnaitre un bon amortissement d’un mauvais lors
des 24H d’Onzain, les voitures bien réglées semblaient voler au dessus des trous et
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des bosses et la roue restait pratiquement toujours à la même hauteur. Les mauvais
amortisseurs, ou ceux usés, se remarquaient par les roues qui rebondissaient sur
chaque bosse.
Astuce pour reconnaitre les monotubes et les bitubes : leur diamètre de corps,
les bitubes sont beaucoup plus volumineux et leur tige ne retourne pas en position
étendue lorsqu’elle n’est pas sollicitée.
II.2 Quelle marques pour quels procédés ?
II.2.a Les bitubes
Facilement trouvables et associés aux amortisseurs bas de gamme, ils peuvent également être
appelés gaz basse pression. L’air dans la deuxième chambre est remplacé par de l’azote à 3
bars.
Et là surprise :
- Bilstein en produit au travers de sa gamme B4
- Koni (dépend des modèles, l’information se trouve sur son catalogue, réglable)
- Record avec son Super
- Öhlins avec son TTX (très haut de gamme, réglable, encore plus cher qu’un monotube)
son principe est un mix entre un monotube et un bitube
- Sachs hypertouring (un peu beaucoup de la daube)
- Monroe original ou Adventure 4x4
- Kayaba Excel–G et Premium
II.2.b Les monotubes
-
Alliquant (origine Renault sur principe De Carbon)
-
Bilstein à partir du B6 (démontables et reconditionnables, durée de vie quasi illimitée)
-
Koni sport (réglable)
-
Recors Maxigaz
-
Öhlins
-
Sachs advantage
-
Monroe Reflex
-
Kayaba Gaz-a-just, AGX (réglable), Ultra SR
-
Delphi De Carbon performance
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Conclusion
Plus jamais un compétiteur (un membre de Vrally) qui se respecte n’achètera de la
grosse daube pour partir à l’assaut des pistes. Ce dossier est surtout destiné à ce que le lecteur
se fasse sa propre idée. A titre personnel mon choix se portera vers un bon compromis :
Bilstein B6, Koni sport ou encore Delphi De Carbon.
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