Qu'est-ce que la suspension dépendante et indépendante d'une voiture?

Qu'est-ce que la suspension dépendante et indépendante d'une voiture?

La suspension est un système qui relie la carrosserie du véhicule aux roues. Il est conçu pour amortir les chocs et secousses dus aux irrégularités de la chaussée et assurer la stabilité de la machine dans diverses conditions.

Les pièces principales de la suspension sont des éléments élastiques et amortisseurs (ressorts, ressorts, amortisseurs et pièces en caoutchouc), des guides (leviers et poutres reliant le corps et les roues), des éléments de support, des stabilisateurs et diverses pièces de liaison.

Il existe deux principaux types de suspension - dépendante et indépendante. Il s'agit de la dépendance ou de l'indépendance des roues d'un même essieu lors de la conduite sur une chaussée inégale.

suspension dépendante. Les roues d'un essieu sont reliées de manière rigide les unes aux autres et le mouvement de l'une d'elles entraîne une modification de la position de l'autre. Dans le cas le plus simple, il se compose d'un pont et de deux ressorts longitudinaux. Une variante sur les leviers de guidage est également possible.

Suspension indépendante. Les roues d'un même essieu ne sont pas reliées les unes aux autres et le déplacement de l'une n'affecte pas la position de l'autre.

Le principe de fonctionnement de la suspension dépendante

Si vous regardez le schéma de suspension dépendant, vous pouvez voir que la connexion affecte le mouvement vertical des roues et leur position angulaire par rapport au plan de la route.

Lorsque l'une des roues monte, la seconde descend, car les éléments élastiques et l'ensemble de l'aube directrice sont situés à l'intérieur de la voie du véhicule. La compression du ressort ou du ressort sur le côté gauche de la voiture décharge la carrosserie, respectivement, le ressort droit est partiellement redressé, la distance entre la carrosserie et la route à droite augmente. Ce n'est pas toujours sans ambiguïté, car l'image sera déformée par les roulis résultants et dépendra beaucoup de la hauteur du centre de masse de la voiture et de la distance le long de l'axe du ressort ou des leviers à la roue. Ces effets, qui font rouler le véhicule et tendent à louvoyer, sont pris en compte dans le calcul des suspensions.

Puisque les deux roues sont dans des plans parallèles, si nous négligeons les angles de carrossage créés artificiellement, alors l'inclinaison de l'une d'elles, par exemple, vers la gauche fera que la seconde aura un angle similaire dans la même direction. Mais par rapport à la caisse, l'angle de carrossage instantané va évoluer de la même façon, mais de signe opposé. Le carrossage changeant au niveau de la roue aggrave toujours la traction, et avec ce schéma, cela se produit immédiatement avec les deux roues sur l'essieu. D'où le fonctionnement insatisfaisant des suspensions dépendantes à haute vitesse avec des charges latérales dans les virages. Et les inconvénients d'une telle suspension ne se limitent pas à cela.

Le rôle d'un ressort au sens général du terme peut être directement des structures de ressort typiques faites de différents matériaux et avec un nombre différent de feuilles dans l'ensemble, y compris une rigidité variable (avec des ressorts), ainsi que des ressorts ou des ressorts pneumatiques similaires à eux dans la mise en page.

Suspension à ressort. Les ressorts peuvent être situés longitudinalement ou transversalement, former différents arcs, d'un quart d'ellipse à un plein. La suspension sur deux ressorts semi-elliptiques situés le long de la caisse est depuis longtemps devenue un classique. D'autres modèles ont été utilisés dans la première moitié du siècle dernier.

Les propriétés du ressort à lames sont telles qu'il a une rigidité normalisée dans le plan vertical, et dans tous les autres, sa déformation peut être négligée, de sorte que cette conception ne contient pas d'aube directrice séparée. L'ensemble du pont est fixé au cadre ou à la caisse exclusivement par l'intermédiaire des ressorts.

Ce pendentif comprend :

• des ressorts contenant une ou plusieurs tôles plates, parfois des matériaux composites sont utilisés ;
• des pinces fixant ensemble les feuilles de ressort des structures de composition;
• des rondelles anti-grincement, qui réduisent les frottements et améliorent le confort acoustique, sont situées entre les tôles ;
• les ressorts de suspension, qui sont des ressorts supplémentaires plus petits qui entrent en action lorsqu'une partie du débattement de la suspension est sélectionnée et modifient sa rigidité ;
• des échelles fixant le ressort à la poutre du pont ;
• supports de montage avant et inférieurs avec bagues ou silentblocs, qui permettent de compenser une modification de la longueur du ressort lors de la compression, parfois appelés boucles d'oreilles;
• coussins-déchiqueteuses qui protègent les tôles des déformations irréversibles avec une flexion maximale en fin de course de travail.

Toutes les suspensions dépendantes sont équipées d'amortisseurs installés séparément, dont le type et l'emplacement ne dépendent pas du type d'élément élastique.

Les ressorts sont capables de transmettre les forces de traction et de freinage de la poutre d'essieu à la carrosserie avec une légère déformation, empêchent l'essieu de se tordre autour de son propre axe et résistent aux forces latérales dans les virages. Mais en raison de l'incohérence des exigences de rigidité dans différentes directions, ils le font tout aussi mal. Mais ce n'est pas indispensable partout.

Sur les véhicules lourds à plusieurs essieux, des suspensions de type balancier peuvent être utilisées, lorsqu'une paire de ressorts dessert deux essieux adjacents, reposant sur leurs extrémités, et est fixée sur le châssis au centre. Il s'agit d'une suspension de camion typique avec ses propres avantages et inconvénients.

Suspension à ressort. Le rôle de l'élément élastique est assuré par des ressorts cylindriques ou des ressorts pneumatiques, ce type nécessite donc une aube directrice séparée. Il peut être de différentes conceptions, le plus souvent un système de cinq tiges de jet est utilisé, deux supérieures, deux inférieures et une transversale (tige Panhard).

Il existe d'autres solutions, par exemple, à partir de deux tiges longitudinales avec une transversale, ou avec le remplacement de la tige Panhard par un mécanisme à parallélogramme Watt, qui stabilise mieux le pont dans le sens transversal. Dans tous les cas, les ressorts ne fonctionnent qu'en compression, et tous les moments du pont sont transmis par des poussées de jet avec des silentblocs aux extrémités.

Le principe de fonctionnement de la suspension indépendante

Les suspensions indépendantes sont largement utilisées dans les roues avant directrices des voitures particulières, car leur utilisation améliore considérablement la disposition du compartiment moteur ou du coffre et réduit la possibilité d'auto-oscillation des roues.

En tant qu'élément élastique dans une suspension indépendante, les ressorts sont généralement utilisés, un peu moins souvent - barres de torsion et autres éléments. Cela élargit la possibilité d'utiliser des éléments élastiques pneumatiques. L'élément élastique, à l'exception du ressort, n'a pratiquement aucun effet sur la fonction du dispositif de guidage.

Pour les suspensions indépendantes, il existe de nombreux schémas de dispositifs de guidage, qui sont classés en fonction du nombre de leviers et de l'emplacement du plan d'oscillation des leviers.  

Dans un front indépendant suspension de tringlerie, le moyeu de roue est monté avec deux roulements à rouleaux coniques à contact oblique sur le tourillon du porte-fusée, qui est relié à la crémaillère par un pivot. Un roulement à billes de butée est installé entre la jambe de force et la fusée d'essieu.

La crémaillère est reliée de manière pivotante par des bagues filetées aux leviers à fourche supérieur et inférieur, qui, à leur tour, sont reliés à des axes fixés aux traverses du châssis au moyen de bagues en caoutchouc. L'élément élastique de la suspension est un ressort, reposant avec son extrémité supérieure à travers un joint antivibratoire contre la tête emboutie de la traverse, et avec son extrémité inférieure contre la coupelle de support, boulonnée aux bras inférieurs. Le mouvement vertical des roues est limité par l'arrêt des tampons en caoutchouc dans la poutre.

Un amortisseur hydraulique télescopique à double effet est installé à l'intérieur du ressort et relié à l'extrémité supérieure au cadre transversal par des coussins en caoutchouc et à l'extrémité inférieure aux leviers inférieurs.

Depuis peu, la suspension "bougie oscillante" s'est généralisée. Mc Pherson. Il se compose d'un levier et d'une jambe de force télescopique, d'une part reliée de manière rigide à la fusée d'essieu et d'autre part - fixée dans le talon. Le talon est un palier de butée monté dans un bloc de caoutchouc souple monté sur le corps.

La crémaillère a la capacité de se tortiller en raison de la déformation du bloc de caoutchouc et de tourner autour d'un axe passant par le palier de butée, la charnière extérieure du levier.

Les avantages de cette suspension incluent un petit nombre de pièces, moins de poids et d'espace dans le compartiment moteur ou le coffre. Habituellement, la jambe de suspension est associée à un amortisseur et l'élément élastique (ressort, élément pneumatique) est monté sur la jambe de force. Les inconvénients de la suspension MacPherson comprennent une usure accrue des éléments de guidage de jambe de force avec de grands débattements de suspension, des possibilités limitées de faire varier les schémas cinématiques et un niveau de bruit plus élevé (par rapport à une suspension à deux triangles.

Le dispositif et le fonctionnement des suspensions MacPherson sont décrits en détail ci-dessous.

La suspension à jambe de force oscillante a un bras forgé auquel le bras stabilisateur est relié par des patins en caoutchouc. La partie transversale du stabilisateur est fixée à la traverse de carrosserie avec des patins en caoutchouc et des supports en acier. Ainsi, le bras diagonal du stabilisateur transmet les efforts longitudinaux de la roue à la caisse et fait donc partie du bras de guidage de suspension intégré. Les coussins en caoutchouc vous permettent de compenser les distorsions qui se produisent lors du balancement d'un tel bras composite et d'amortir également les vibrations longitudinales transmises de la roue au corps.

La tige de la jambe télescopique est fixée sur la base inférieure du bloc en caoutchouc du talon supérieur et ne tourne pas avec la jambe et le ressort installés dessus. Dans ce cas, à toute rotation des roues directrices, la crémaillère tourne également par rapport à la tige, supprimant le frottement statique entre la tige et le cylindre, ce qui améliore la réponse de la suspension aux petites irrégularités de la route.

Le ressort n'est pas installé coaxialement à la crémaillère, mais est incliné vers la roue afin de réduire les efforts transversaux sur la tige, son guide et son piston, qui se produisent sous l'influence de la force verticale sur la roue.

Une caractéristique de la suspension des roues directrices est qu'elle doit permettre à la roue d'effectuer des virages quel que soit le débattement de l'élément élastique. Ceci est assuré par l'ensemble dit pivot.

Les suspensions peuvent être pivotantes et sans pivot:

1. Avec une suspension à pivot, la fusée est fixée sur un pivot, qui est monté avec une certaine inclinaison par rapport à la verticale sur la jambe de suspension. Pour réduire le moment de frottement dans cette articulation, des roulements à aiguilles, radiaux et butées à billes peuvent être utilisés. Les extrémités extérieures des bras de suspension sont reliées à la crémaillère par des joints cylindriques, généralement réalisés sous la forme de paliers lisses lubrifiés. Le principal inconvénient de la suspension à pivot est le grand nombre de charnières. Lors du basculement des leviers du dispositif de guidage dans le plan transversal, il est impossible d'obtenir «l'effet anti-plongée» en raison de la présence du centre du roulis longitudinal de la suspension, car les axes de basculement des leviers doivent être strictement parallèle.
2. Les supports de suspension indépendants Besshkvornevy où les charnières cylindriques d'un rack sont remplacées par des charnières sphériques sont devenus beaucoup plus répandus. La conception de cette charnière comprend un axe à tête hémisphérique, elle est équipée d'un insert de support céramique-métal, qui agit sur la surface sphérique du corps de la charnière. Le doigt repose sur un insert en caoutchouc spécial recouvert de nylon monté dans un support spécial. Le boîtier de charnière est fixé au bras de suspension. Lorsque la roue est tournée, la goupille tourne autour de son axe dans les chemises. Lorsque la suspension dévie, la goupille, avec l'insert, oscille par rapport au centre de la sphère - pour cela, il y a un trou ovale dans le corps. Cette charnière est porteuse, puisque par elle les efforts verticaux sont transmis de la roue à l'élément élastique, le ressort, qui repose sur le bras de suspension inférieur. Les bras de suspension sont fixés au corps soit au moyen de paliers lisses cylindriques, soit au moyen de charnières caoutchouc-métal, qui fonctionnent grâce à la déformation par cisaillement des bagues en caoutchouc. Ces derniers nécessitent une lubrification et ont une propriété d'isolation des vibrations.

Quelle suspension est la meilleure?

Avant de répondre à cette question, vous devriez considérer les avantages et les inconvénients des deux types de pendentifs.

Avantages sans majoritéиma suspensions - haute résistance et fiabilité de la conception, adhérence uniforme à la chaussée et stabilité accrue dans les virages, ainsi que l'invariance du dégagement, de la largeur de voie et d'autres indicateurs de position des roues (très utile en tout-terrain).

Parmi les inconvénients de la suspension dépendante :

• la rigidité de la suspension peut causer de l'inconfort lors de la conduite sur une mauvaise route;
• contrôle réduit du véhicule ;
• la complexité de l'ajustement;
• les pièces lourdes augmentent considérablement la masse non suspendue, ce qui affecte négativement la douceur de roulement et les caractéristiques dynamiques de la machine, et augmente également la consommation de carburant.

Suspension indépendante et ses bienfaits :

• confort de conduite accru, car la collision de l'une des roues avec une irrégularité n'affecte en rien l'autre;
• moins de risque de se renverser lors de la frappe d'un trou sérieux;
• meilleure maniabilité, surtout à grande vitesse;
• le poids réduit offre des performances dynamiques améliorées ;
• large gamme d'options de réglage pour obtenir des paramètres optimaux.

Les inconvénients comprennent:

• en raison de la conception complexe, le service sera coûteux ;
• vulnérabilité accrue lors de la conduite hors route;
• la largeur de piste et d'autres paramètres peuvent changer pendant le fonctionnement.

Alors, quel est le meilleur? La suspension est l'un des composants de machine les plus fréquemment réparés. Ceci doit être pris en compte lors du choix d'une voiture. La réparation d'une suspension indépendante coûtera plus cher qu'une suspension dépendante. De plus, l'indépendant, très probablement, devra être réparé plus souvent.Il ne sera pas superflu de se renseigner sur la disponibilité des pièces de rechange. Les pièces d'origine de qualité appropriée pour les voitures étrangères peuvent devoir être commandées séparément.

Pour rouler principalement sur asphalte, la meilleure option est la suspension avant indépendante et arrière dépendante. Pour un SUV ou un autre véhicule censé être utilisé hors route, la suspension dépendante est le meilleur choix - sur les deux essieux ou au moins à l'arrière. Le pont ne retiendra pas la majeure partie de la saleté. Et le sol et la neige colleront très activement aux parties de la suspension indépendante. Dans le même temps, même avec un pont plié sur une route de montagne, la voiture restera en mouvement. Mais la panne de la suspension indépendante ne permettra pas à la voiture de continuer à rouler. Certes, dans des conditions urbaines, la manipulation avec un tel schéma ne sera pas la meilleure.

Ces dernières années, les constructeurs ont commencé à équiper certaines voitures de suspensions pouvant fonctionner selon plusieurs modes. Leur électronique permet de modifier rapidement, à la volée, les paramètres en fonction de la situation du trafic. Si les fonds le permettent, il vaut la peine d'examiner les modèles dotés d'un tel système.