Introduction La suspension d`un véhicule sert à amortir les

CHAPITRE 1
ÉLÉMENTS DE LA SUSPENSION
Introduction
La suspension d’un véhicule sert à amortir les secousses produites lorsque les roues franchissent
les irrégularités de la chaussée. En plus d’assurer le confort des passagers, l’amortissement des secousses assure la stabilité et la tenue de route de l’automobile. Enfin, sans amortissement, les secousses finiraient à la longue par user ou par endommager les composants d’un véhicule. Pour
constater l’importance du rôle de la suspension, il suffit d’observer le « comportement routier »
d’une voiture d’enfant sans suspension et à pneus pleins. À la suite d’une légère augmentation de
vitesse, à la moindre irrégularité, les roues quittent le sol et la voiture devient « incontrôlable ».
Donc, le défi à relever fut, de tout temps, d’allier robustesse et confort. Une suspension trop robuste aura l’avantage d’être durable et peu coûteuse au regard de l’entretien, mais s’avérera inconfortable pour les passagers. Par contre, une suspension trop souple, même si elle est avantageuse
pour le confort des passagers, souffrira de sa faiblesse par une usure prématurée des pièces et engendrera des problèmes de tenue de route et de sécurité de conduite en général.
Figure 1.1 Suspension robuste (International)
Figure 1.2 Suspension souple
On a développé au fil des ans différents types de suspensions qui constituèrent des compromis acceptables. Vous les étudierez dans les deux prochains chapitres. Dans ce chapitre, divisé en trois
sections, vous étudierez les éléments communs qui composent les suspensions des véhicules
d’aujourd’hui.
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1.1 CHÂSSIS
Le châssis est certainement l’élément le plus important d’un véhicule. Il constitue en fait la
charpente à laquelle se rattachent tous les autres composants. Pour bien jouer son rôle, le châssis
doit posséder une grande rigidité afin de résister sans déformation, peu importe la charge, aux
secousses transmises par les roues. Avant d’entreprendre l’étude de la suspension, il importe de
bien connaître l’ensemble auquel elle s’attache. Dans cette section, vous étudierez les
caractéristiques des principaux types de châssis.
1.2
Mécanique automobile
Module 15
ÉLÉMENTS DE LA SUSPENSION
CHAPITRE 1
TYPES DE CHÂSSIS
Étant donné l’influence importante du châssis sur le caractère d’un véhicule, la diversité des modèles de voitures suppose que l’on trouve aussi sur le marché toute une gamme de châssis. Malgré
cette diversité, il demeure tout de même possible de les partager en deux catégories :
– les cadres;
– les châssis autoporteurs, aussi appelés caisses autoporteuses ou carrosseries monocoques.
Figure 1.3 Cadre et châssis autoporteur (MEQ)
CADRE
Le cadre est formé de deux poutres d’acier, aussi appelées longerons, réunies par un certain nombre de traverses. L’assemblage des longerons et des traverses s’effectue habituellement par soudage, bien que l’on fasse parfois appel au rivetage. La forme des longerons et le nombre de
traverses varient selon la nature du véhicule. La longueur, le type de carrosserie et la capacité de
charge comptent parmi les critères considérés lors du choix de la forme et de l’importance de la
section. Au cours des années, différents arrangements de cadres furent adoptés. Les plus populaires furent les suivants :
– en échelle, lorsque les deux longerons sont droits (camions);
– en X, lorsque les deux longerons sont très rapprochés vers le centre;
– enveloppant, si la forme des longerons épouse celle de la carrosserie.
Les cadres possèdent une résistance assez élevée à la torsion et à la flexion, mais cette résistance est
inférieure à celle des châssis autoporteurs. Aujourd’hui, les cadres de ce type servent surtout pour
des véhicules utilitaires, comme les camionnettes ou les véhicules de livraison. Ce cadre est particulièrement bien adapté aux camionnettes, car celles-ci servent à transporter des charges dont
l’importance varie beaucoup. De plus, la séparation entre l’habitacle et la caisse élimine la possibilité d’utiliser un châssis autoporteur. On trouve encore un cadre dans certaines catégories de
grandes voitures.
Module 15
Mécanique automobile
1.3
CHAPITRE 1
ÉLÉMENTS DE LA SUSPENSION
Un cadre dispose de plusieurs points d’ancrage situés avec précision et destinés à recevoir les
divers ensembles qui composent le véhicule. Comme le montre la figure 1.4, les fabricants
fournissent des cotes qui permettent un contrôle advenant une déformation à la suite d’un
accident. La conformité des dimensions du cadre avec les spécifications est très importante, car
elle influence le comportement du véhicule.
Figure 1.4 Cotes d’un cadre type (General Motors)
Habituellement, pour amortir les vibrations et réduire les grincements provoqués par les frottements métal contre métal, les fabricants insèrent des coussins fabriqués d’un matériau élastique
entre le point d’ancrage et l’ensemble. Comme le montre la figure 1.5, les coussins pour la carrosserie sont habituellement formés de deux anneaux élastiques insérés sur des douilles métalliques.
Les coussins n’accomplissent leur tâche correctement qu’à la condition que le couple de serrage
des boulons de fixation corresponde aux spécifications du fabricant. Un coussin trop lâche ou
trop comprimé perd de son efficacité.
Figure 1.5 Points d’ancrage de la carrosserie sur un cadre (General Motors)
Couple de serrage
de tous les boulons : 55 lb/pi
Partie inférieure
de la carrosserie
Anneaux
élastiques
Cadre
Boulon
Douille
métallique
1.4
Mécanique automobile
Module 15
ÉLÉMENTS DE LA SUSPENSION
CHAPITRE 1
Comme le cadre constitue la structure à la base d’un véhicule, sa rectitude est essentielle; sinon, la
position de tous les éléments qui s’y rattachent sera faussée. Lorsque le cadre subit une
déformation à la suite d’un choc violent ou d’un accident, il est nécessaire de le redresser afin que
toutes les cotes correspondent exactement aux cotes d’origine. Si la déformation du cadre excède
les spécifications émises par son fabricant, toute réparation ou tout réglage de la suspension
devient inutile tant que les cotes ne sont pas rétablies. La pose de pièces neuves sur un cadre
faussé ne donne jamais de bons résultats. Les ateliers spécialisés dans la réparation des
carrosseries possèdent l’équipement adéquat pour redresser les cadres.
Par ailleurs, la position des points d’ancrage des roues au cadre détermine deux dimensions
importantes : l’empattement et la voie. L’empattement est la distance mesurée entre le centre de la
roue avant, en position droite, et le centre de la roue arrière d’un même côté d’un véhicule. La voie
correspond à la distance mesurée entre le centre de la bande de roulement de chacun des pneus
d’une extrémité du véhicule. En général, la voie avant est approximativement la même que la voie
arrière.
Figure 1.6 Empattement et voie d’un véhicule (Moog Automotive)
Voie
avant
Voie
arrière
Empattement
CHÂSSIS AUTOPORTEUR
Les châssis autoporteurs, aussi appelés carrosseries monocoques ou caisses autoporteuses, sont
formés de l’assemblage des pièces de la carrosserie. Les pièces, fabriquées de tôle emboutie et de
profilés d’acier, sont habituellement réunies par soudage par points. L’épaisseur et la disposition
des pièces sont déterminées pour offrir une résistance suffisante aux déformations, particulièrement dans les zones sollicitées, telles les ouvertures des portières et du coffre. La coque résultant
de cet assemblage forme un tout d’une masse inférieure à celle de l’ensemble formé de l’addition
du cadre à la carrosserie.
De plus, le châssis autoporteur possède une capacité de charge importante et une résistance élevée
à la flexion et à la torsion. La rigidité de ce type de châssis améliore le guidage des roues en laissant à la suspension toute la tâche d’absorber les oscillations des roues. La grande rigidité des
châssis autoporteurs modernes explique le simple « clunk-clunk » perçu lorsqu’une roue frappe
un obstacle. Toutefois, la rigidité de la coque repose sur la conformité et sur l’intégrité de chacun
des composants. Il est donc impossible de découper, de modifier ou de supprimer une partie d’un
châssis autoporteur sans diminuer considérablement la rigidité de l’ensemble. À partir de cette affirmation, on peut déduire que la corrosion d’un élément risque d’occasionner des problèmes
plus importants à un châssis autoporteur qu’à un cadre.
Module 15
Mécanique automobile
1.5
CHAPITRE 1
ÉLÉMENTS DE LA SUSPENSION
Les châssis autoporteurs possèdent aussi des points d’ancrage pour recevoir les ensembles et les
panneaux de carrosserie qui s’y rattachent par vissage ou par collage. La fixation de panneaux métalliques s’effectue habituellement par vissage, et celle de matériaux synthétiques, par vissage ou
collage. La position des points d’ancrage est déterminée avec précision lors de la conception du
véhicule. Advenant une déformation de la coque, il importe de la redresser avant de remplacer des
pièces de la suspension. Les ateliers spécialisés dans la réparation des carrosseries possèdent
l’équipement adéquat pour redresser les châssis autoporteurs.
Les châssis autoporteurs se prêtent bien à la fa- Figure 1.7 Carrosserie de sécurité (Honda)
brication des carrosseries dites de sécurité des
automobiles d’aujourd’hui. La caractéristique
principale des carrosseries de ce type provient du
fait que l’habitacle devrait, pour protéger ses occupants, conserver sa forme à la suite d’un choc
violent. Les fabricants atteignent cet objectif en
renforçant les endroits stratégiques et en intégrant au toit un arceau rigide. Ces carrosseries
possèdent aussi, à l’avant et à l’arrière, des zones de déformation conçues spécifiquement pour se
comprimer en cas de choc. Le froissement de ces zones transforme l’énergie cinétique en travail de
déformation.
FAUX-CHÂSSIS
Le faux-châssis, aussi appelé châssis auxiliaire, est Figure 1.8 Faux-châssis utilisé conjointement avec un
châssis autoporteur (General Motors)
souvent utilisé par les fabricants pour simplifier la
conception du châssis autoporteur ou pour
réduire le transfert des vibrations à celui-ci. Le
faux-châssis se compare à un cadre miniature; il
est habituellement constitué de deux longerons et
d’une ou deux traverses. Les fabricants utilisent
Faux-châssis
des faux-châssis à l’avant, à l’arrière ou aux deux
extrémités d’un véhicule. Le terme « berceau » sert
parfois à désigner un faux-châssis avant qui
supporte le groupe motopropulseur. Le rattachement du faux-châssis au châssis autoporteur
s’effectue par l’intermédiaire de boulons et de
coussins élastiques. Les coussins insérés entre le
faux-châssis et le châssis autoporteur isolent les
vibrations et les secousses. Comme pour le cadre, la position du faux-châssis doit correspondre
aux cotes fournies par le fabricant.
1.6
Mécanique automobile
Module 15