Le dispositif et les caractéristiques de la suspension à barre de torsion de la voiture

Parfois, pour des raisons d'agencement, dans les suspensions automobiles, il n'est pas souhaitable d'utiliser des éléments élastiques à ressort connus ou des ressorts hélicoïdaux enroulés. Un autre type de tels dispositifs sont les barres de torsion. Il s'agit de tiges d'acier à ressort ou d'ensembles de tôles plates travaillant en torsion. Une extrémité de la barre de torsion est fixée au châssis ou à la carrosserie, et l'autre est fixée au bras de suspension. Lorsque la roue est déplacée, une torsion angulaire de la barre de torsion se produit.

Début d'application sur les voitures et continuation à l'heure actuelle

Il n'y a pas de différences fondamentales dans le comportement des suspensions à torsion ou à ressort correctement calculées. Le sujet des barres de torsion en ce qui concerne le bon fonctionnement est connu depuis longtemps, elles étaient largement utilisées dans la première moitié du siècle dernier dans les véhicules blindés de l'armée et sont toujours utilisées. Là, les considérations d'aménagement étaient importantes lorsqu'un grand nombre de galets de chenilles de véhicules à chenilles devaient être équipés de suspensions individuelles. Il n'y avait tout simplement nulle part où placer des ressorts et des ressorts classiques, et les tiges transversales s'intègrent avec succès dans la partie inférieure de la coque d'un char ou d'une voiture blindée, sans occuper l'espace interne limité d'un véhicule de combat. Et cela signifie ne pas imposer le fardeau des coûts de masse supplémentaires lors de la réservation de l'espace occupé par la suspension.

À peu près à la même époque, les constructeurs automobiles français de la société Citroën utilisaient des barres de torsion sur leurs voitures. Nous avons également apprécié l'expérience positive d'autres sociétés, les suspensions à tiges torsadées ont fermement pris leur place dans le châssis de la voiture. Leur utilisation sur de nombreux modèles depuis près de cent ans indique l'absence de défauts fondamentaux et la présence d'avantages.

Conception d'assemblage de torsion

La suspension était basée sur une barre de torsion - une tige ou un emballage en acier spécial, rond ou rectangulaire, soumis à un traitement thermique très complexe. Cela est dû au fait que ses dimensions en longueur sont encore limitées par les paramètres de la voiture et que la torsion de pièces métalliques massives se produit selon des lois physiques complexes. Il suffit d'imaginer comment les sections de la tige situées à l'intérieur et à l'extérieur se comportent dans ce cas. Et dans de telles conditions, le métal doit résister à des charges alternées constantes, ne pas accumuler de fatigue, qui consiste en l'apparition de microfissures et de déformations irréversibles, et maintenir la dépendance des forces élastiques à l'angle de torsion de manière stable pendant de nombreuses années de fonctionnement.

De telles propriétés sont fournies, y compris le coiffage préliminaire de la barre de torsion. Il consiste dans le fait que la tige chaude est préalablement tordue dans la direction souhaitée au-delà de la limite d'élasticité du matériau, après quoi elle est refroidie. Par conséquent, les barres de torsion de suspension droite et gauche de mêmes dimensions ne sont généralement pas interchangeables en raison de l'orientation différente des angles captifs.

Pour la fixation sur les leviers et le cadre, les barres de torsion sont équipées de têtes cannelées ou autres formes. Les épaississements sont choisis de manière à ne pas créer de points faibles plus près des extrémités de la tige. Lorsqu'il est actionné du côté de la roue, le bras de suspension convertit le mouvement linéaire en un couple sur la tige. La barre de torsion se tord, fournissant une contre-force.

Parfois la tige est rendue commune pour une paire de roues d'un même essieu. Dans ce cas, il est fixé sur le corps dans sa partie médiane, la suspension devient encore plus compacte. L'un des inconvénients est éliminé lorsque de longues barres de torsion sur toute la largeur de la voiture sont situées côte à côte et que les bras des leviers à gauche et à droite se révèlent être de longueurs différentes.

Différents modèles de suspensions à barre de torsion

Les tiges de torsion peuvent être utilisées dans tous les types de suspensions connus, même les jambes MacPherson télescopiques, qui sont orientées au maximum vers les ressorts hélicoïdaux.

Barres de torsion dans les suspensions indépendantes

Différentes options de mise en page sont possibles :

• suspension avant ou arrière sur doubles leviers transversaux, des barres de torsion sont reliées sur l'axe de rotation du bras supérieur ou inférieur, ayant une orientation longitudinale par rapport à l'axe du véhicule ;
• suspension arrière à bras longitudinaux ou obliques, une paire de barres de torsion est située en travers de la carrosserie;

• suspension arrière avec une poutre semi-indépendante torsadée, la barre de torsion est située le long de celle-ci, offrant l'élasticité nécessaire et réduisant les exigences pour le matériau de la poutre elle-même;
• la suspension avant à double bras tirés, grâce aux barres de torsion transversales, est aussi compacte que possible, pratique pour une utilisation sur les microcars;
• suspension arrière à barre de torsion avec leviers transversaux oscillants et disposition longitudinale d'éléments élastiques.

Tous les types sont assez compacts, permettent un réglage simple de la hauteur du corps, parfois même automatique à l'aide d'une pré-torsion asservie des tiges. Comme tous les autres types de suspensions mécaniques, la barre de torsion est équipée d'amortisseurs télescopiques indépendants pour amortir les vibrations et d'une aube directrice. Les tiges elles-mêmes, contrairement, par exemple, aux ressorts, ne peuvent pas combiner les fonctions.

Les barres anti-roulis fonctionnent également selon le principe de torsion, et il n'y a pratiquement pas d'alternative ici.

Avantages et inconvénients

Le principal avantage est la facilité de mise en page. La tige élastique ne prend pratiquement pas de place sous le fond, contrairement à une paire de ressorts hélicoïdaux. En même temps, il offre une conduite en douceur similaire. En fonctionnement, il est possible d'augmenter les interférences avec le vieillissement et la déformation des pièces.

L'inconvénient réside dans la technologie complexe pour la production de pièces fiables, et donc le prix élevé. La barre de torsion est environ trois fois plus chère qu'un bon ressort pour une voiture similaire. Et en acheter un d'occasion n'est pas toujours justifié en raison de la fatigue accumulée du métal.

Malgré la compacité de telles suspensions, il n'est pas toujours pratique de placer de longues tiges sous le bas de la voiture. C'est assez facile à faire dans le cas d'un SUV, mais le plancher de la carrosserie est situé le plus près possible de la route, et pour la suspension il n'y a qu'une place dans les passages de roue, où les ressorts hélicoïdaux sont plus appropriés .