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#1 10-10-2017 20:40:40

BMW-Tech
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Géométrie des suspensions: Les bases

Table des matières

Géométrie de suspension de base

Sujet

Introduction

Angles d'alignement



Géométrie de suspension de base

Modèle: Tous

Objectif:

A l'issue de ce dossier, vous serez en mesure de:

• Comprendre la géométrie de la suspension de base.
• Comprendre la relation entre les angles d'alignement et la qualité de conduite.
• Comprendre l'effet des angles d'alignement sur l'usure des pneus

Introduction

La sécurité, la stabilité, la maniabilité et les performances d'un véhicule dépendent de nombreux facteurs.
L'un des aspects les plus importants de ces caractéristiques est la conception des systèmes de suspension et de direction. Les véhicules BMW sont connus pour leur maniabilité supérieure et leurs performances de tenue de route.
La conception des systèmes de suspension BMW est un facteur clé dans la réalisation de ces objectifs. La géométrie de la suspension est définie comme suit: «La relation angulaire entre la suspension, la timonerie de direction et les roues - par rapport à la surface de la route».

Introduction.jpg


Il existe plusieurs angles de géométrie d'alignement qui se rapportent à la suspension
composants et liaisons de direction, y compris:

• Chasse
• Carrossage
• Pincement (Toe-In) / Ouverture (Toe-Out)
• Rayon du rouleau de direction (décalage de direction)
• Inclinaison de l'axe de direction (SAI) et angle inclus (IA)
• Toe Out sur les virages
• Ligne de poussée et angle de poussée

Tous ces angles influencent:

• La facilité avec laquelle le véhicule peut être piloté
• La stabilité globale du véhicule (manutention, suivi et sécurité)
• Usure des pneus

La géométrie de la suspension pour un véhicule donné est le résultat du développement des ingénieurs de conception du véhicule et des critères de conception pour ce véhicule particulier.

Angles d'alignement

Chasse

Le roulis est l'inclinaison vers l'avant ou l'arrière de l'axe de direction, vu du côté du véhicule, et est mesuré en degrés. Lorsque l'axe de l'axe de direction est exactement perpendiculaire à la surface de la route, le lanceur est considéré comme étant à zéro degré.

Angles-d-alignement.png

Lorsque le sommet de l'axe de direction est incliné vers l'arrière (vers la cloison), le lanceur est considéré comme «positif». Lorsque le sommet de l'axe de direction est incliné vers l'avant, le lanceur est considéré comme négatif.

La plupart des véhicules ont un angle de chasse de zéro degré à un angle positif. Le roulis négatif n'est pas très souhaitable car il réduit la stabilité du véhicule, surtout à grande vitesse. Le véhicule BMW a toujours un angle de chasse positif. Le rouleur positif favorise la stabilité à grande vitesse et fournit des informations au conducteur.

Le roulis positif favorise également le «retour de direction» qui augmente le confort et la sécurité du conducteur. Les angles de roulis qui sont plus négatifs (ou pas très positifs) peuvent augmenter l'effet de la roue «shimmy», créer une sensibilité aux vents violents et créer un mauvais retour de direction.

Lorsque l'angle de chasse varie beaucoup d'un côté à l'autre, le véhicule peut «tirer» vers le côté qui a la chasse «la moins positive».

L'une des principales caractéristiques de la chasse positive est l'effet positif sur la stabilité de la direction à grande vitesse. Cependant, l'effort de direction à basse vitesse est augmenté. Cette caractéristique est compensée par le système de direction assistée et en particulier par le système Servotronic. Servotronic sera discuté dans des modules de formation ultérieurs.

Le roulis n'est pas un angle directement mesuré. Il ne peut être mesuré qu'en balayant la direction par un angle de 20 degrés dans les deux directions. Ceci est important à connaître pendant la procédure d'alignement.

Sur les véhicules BMW, la chasse ne peut être mesurée que s'il n'y a pas de réglage. Cependant, la mesure de la chasse peut être utilisée pour détecter et diagnostiquer les problèmes d'alignement. La chasse qui n'est pas conforme pourrait indiquer des composants endommagés ou usés.

Décalage de pivot

Le décalage du pivot est la distance entre la ligne centrale du point de contact de la roue et le point d'intersection de l'axe de pivot prolongé. Plus le décalage est grand, plus l'effort requis pour tourner une roue mobile est important. Le système de suspension à double pivot BMW et le système de direction Servotronic (le cas échéant) neutralisent les effets négatifs de l'augmentation du déport.

Roulette.jpg

Carrossage

Le carrossage est l'inclinaison vers l'intérieur ou vers l'extérieur des roues vu de l'avant du véhicule. La quantité d'inclinaison est mesurée en degrés par rapport à la verticale et est appelée l'angle de carrossage.

L'angle de carrossage est l'angle entre le point central de la roue et une ligne perpendiculaire (au point de contact de la roue) par rapport à la surface de la route. L'angle de carrossage est considéré comme positif (+) si la partie supérieure de la roue est inclinée vers l'extérieur du centre de la roue et négative (-) si elle est inclinée vers l'intérieur.

Courbure-1.jpg

Les roues qui courent à un camber veulent suivre un chemin circulaire, comme un cône renversé.
Par conséquent, les véhicules qui ont des angles de carrossage excessifs auront tendance à tirer d'un côté. En règle générale, le véhicule aura tendance à tirer sur le côté du véhicule qui a le carrossage le plus positif.

L'angle de carrossage avant sur la plupart des véhicules BMW actuels est réglé à une valeur légèrement négative.
Cela favorise une bonne stabilité en ligne droite. Cela est dû au fait que la légère cambrure négative fait que les roues "suivent vers l'intérieur". Tant que la cambrure latérale est à peu près égale, le véhicule suivra en ligne droite. L'angle de carrossage a également un effet sur l'usure des composants. Par exemple, les roulements de roue
se comportera bien et durera plus longtemps tant que le carrossage est conforme aux spécifications. Un carrossage qui n'est pas conforme aux spécifications causera une charge excessive sur les roulements de roue. Un angle de carrossage excessif provoque également l'usure des bords extérieurs du pneu. L'extérieur du pneu s'usera si le carrossage est trop positif et l'inverse est vrai avec une cambrure négative excessive. La même chose est vraie pour l'angle de carrossage arrière.

Courbure.jpg

Carrossage positif
Les véhicules plus âgés avaient souvent un carrossage positif sur l'essieu avant. La conception l'a rendu nécessaire, car les roulements à rouleaux coniques ne supportent aucun autre type de charge. Dans une manœuvre de direction, la roue de l'essieu avant à l'extérieur du virage est déplacée vers la plage de carrossage négative par l'angle de chasse et l'écartement. La stabilité en virage souhaitée est obtenue de cette manière. Dans les virages, il ne doit pas apparaître de carrossage positif sur la roue extérieure de l'essieu directeur.

Carrossage négatif

Sur le châssis BMW moderne, il est également possible de régler une cambrure négative pour la position droite sur l'essieu avant. Ceci a été rendu possible en utilisant deux rangées de roulements à billes. Les roues arrière des véhicules BMW ont toujours eu un carrossage négatif.

C'est un compromis. Les roues sur l'essieu arrière ne peuvent pas être déplacées vers la plage de carrossage négative par les mouvements de direction. Pour améliorer la stabilité dans les virages, un carrossage négatif doit être préréglé.

Pincement et ouverture

Le bout total d'un essieu est la différence de distance entre l'avant des roues et l'arrière des roues sur le même essieu. L'orteil est mesuré au centre des roues d'une jante à l'autre. Lorsque la distance est plus grande à l'arrière des roues, on l'appelle pincement. Lorsque la distance est plus grande à l'avant des roues, il est appelé ouverture (toe-out). Les véhicules à traction arrière auront généralement une petite quantité de pincement aux roues avant.
Cela permettra aux roues de s'épanouir en roulant pour atteindre un point zéro. L'angle de pincement ou d'ouverture est mesurée en degrés lors de l'utilisation des spécifications BMW. Le bout avant est réglable sur tous les véhicules BMW. La butée arrière n'est réglable que sur certains modèles.

bout.jpg

Le parallèlisme a une influence majeure sur la maniabilité du véhicule, la stabilité en ligne droite et la position du volant. Un réglage incorrect des orteils aura un effet négatif sur l'usure des pneus. Un angle de pointe qui est hors spécifications entraînera l'usure des pneus dans un temps relativement court.

Ouverture et virages

Aussi appelé "angle de braquage" ou "angle différentiel". Les virages sur les virages résultent des différents angles (arcs) pris par les roues avant lors de la conduite dans un virage. En tournant un coin, la roue extérieure doit parcourir une distance plus grande que la roue intérieure. L'angle d'inclinaison supplémentaire est déterminé par la conception du bras de direction. Des écarts par rapport à la valeur spécifiée pourraient indiquer une liaison de direction pliée. Une plainte typique qui serait associée à cette condition serait crissement de pneus excessive ou «frotter» dans les virages. Lorsque vous recherchez cette spécification dans TIS, recherchez la spécification "Track Differential Angle".

Toe-Out-on-Turns.jpg
Toe-Out-on-Turns-2.jpg

Rayon du rouleau de direction (décalage de direction)

Le rayon du rouleau de direction est la distance entre le point de contact de la ligne projetée tracée par l'axe de direction et la surface de la route et le point central de la zone de contact du pneu. Le rayon du rouleau est la distance entre ces deux lignes.

Le rayon du rouleau peut être positif ou négatif:

• Il existe un rayon de roulis positif lorsque la ligne de l'axe de direction se trouve à l'intérieur de l'axe du pneu (en d'autres termes, l'intersection imaginaire de ces deux lignes est en dessous de la surface de la route).
• Un rayon de roulis négatif existe lorsque la ligne de l'axe de direction se trouve à l'extérieur de l'axe du pneu (en d'autres termes, l'intersection imaginaire de ces deux lignes est au-dessus de la surface de la route).

Rayon-de-roulement-de-direction-decalage-de-direction.png

Le rayon du braquage influence la direction au moyen d'un «effet de couple». Pendant le freinage, les forces de freinage inégales influencent la direction vers le côté avec la force de freinage la plus forte. Cela devient plus évident lorsque le rayon du rouleau est excessivement positif. Un rayon de roulis positif fournit également plus de rétroaction au conducteur en ce qui concerne les conditions de surface de la route.

Un rayon de braquage excessivement positif réduit la stabilité du véhicule pendant le freinage. Cependant, lorsque le rayon de braquage est excessivement négatif, la stabilité directionnelle est réduite (en l'absence de freinage) et le conducteur est réduit par le volant. C'est pourquoi les véhicules BMW sont conçus avec un rayon de braquage légèrement positif. Cela donne au conducteur une meilleure "sensation de route" sans compromettre la stabilité de freinage. Le rayon du rouleau de direction n'est pas réglable mais peut être influencé par le carrossage, le SAI et le décalage de la jante. Cela peut devenir évident en installant des combinaisons de pneus et de roues inappropriées. Les roues présentant des décalages incorrects peuvent compromettre les caractéristiques de manutention.

Rayon-de-roulement-de-direction-decalage-de-direction1.jpg

Remarque: Le terme «Rayon du rouleau de direction» est également connu sous le nom de rayon de frottement, de décalage de direction ou de décalage du pivot.

Inclinaison de l'axe de direction (SAI)

Axe de direction L'inclinaison est l'inclinaison vers l'intérieur de l'ensemble d'entretoise par rapport à une ligne verticale par rapport à la surface de la route. La SAI soulève le véhicule lorsque le volant est tourné, ce qui se traduit par des forces d'auto-correction qui font que les roues avant et le volant de direction reviennent en position droite en virage. Le SAI n'est pas réglable mais est affecté par des composants de suspension endommagés. La plupart des équipements d'alignement actuels peuvent mesurer les ISC et peuvent aider au diagnostic des pièces endommagées. Les assemblages d'entretoises ou de broches courbées sont des causes fréquentes de lectures SAI incorrectes.

Inclinaison-de-l-axe-de-direction-SAI.jpg

Angle inclus (IA)

L'angle inclus est l'angle de carrossage et le SAI combinés. IA est également utile lorsque vous essayez de diagnostiquer des composants de suspension courbés. Connaître l'IA et SAI est utile lors du réglage Camber. Si l'angle désiré de Camber ne peut pas être atteint, l'examen de l'ISC et de l'IA pourrait aider à en déterminer la cause.

Angle-inclus-IA.jpg

Selon le type d'équipement d'alignement utilisé, S.A.I. et I.A. peut être mesurée en soulevant le véhicule. Recherchez les écarts excessifs d'un côté à l'autre. Cela pourrait indiquer des dommages possibles du châssis (châssis) ou des composants courbés (entretoise / broche).

Axe géométrique

L'axe géométrique (ligne centrale) est une ligne imaginaire tracée entre les points médians des roues avant et arrière. L'axe est perpendiculaire à l'axe des essieux avant et arrière à 90 degrés. C'est un angle imaginaire qui n'est pas réglable

Axe-geometrique.jpg

Ligne de poussée / Angle de poussée

La ligne de poussée est représentée par une ligne imaginaire qui coupe l'angle des orteils arrière. Cet angle représente la «direction» globale dans laquelle les roues arrière pointent. L'angle de poussée est la différence entre l'axe géométrique et la ligne de poussée. L'angle de poussée optimal est de zéro degré, tout écart par rapport à celui-ci affectera la position du volant.

Ligne-de-poussee-angle-de-poussee.jpg

Angle de poussée positif

Un angle de poussée positif est formé lorsque la ligne de poussée est à droite de l'axe géométrique (axe). Lorsque cette situation se produit, la position du volant sera également décalée vers la droite. L'arrière du véhicule aura tendance à se déplacer vers la droite, ce qui fera que l'avant du véhicule se dirigera vers la gauche, le conducteur déplacera le volant vers la droite pour compenser.

Angle de poussée négatif

Un angle de poussée négatif est formé lorsque la ligne de poussée est à gauche de l'axe géométrique (axe). Lorsque cette situation se produit, la position du volant sera également désactivée vers la gauche. L'arrière du véhicule aura tendance à se déplacer vers la gauche, ce qui fera que l'avant du véhicule se dirigera vers la droite, le conducteur dirigera le véhicule en déplaçant le volant vers la gauche pour compenser.

Procédures d'alignement

Lors de l'alignement des roues, assurez-vous que l'angle de poussée est aussi proche de zéro que possible. Ne pas le faire peut entraîner un volant qui n'est pas centré.

Empattement

L'empattement (1) est la distance entre la ligne centrale des deux roues du même côté du véhicule. Ceci est une mesure statique qui va changer lorsque la suspension se déplace sur un véhicule en mouvement. Un véhicule à empattement long est bien entendu plus grand et plus spacieux. Le confort de conduite est amélioré grâce à un moindre mouvement de "tangage". En revanche, un véhicule avec un empattement plus court est capable de resserrer les virages.

Empattement.jpg

Largeur de la piste

La largeur de voie (1) est la distance entre la ligne médiane (point de contact de la roue) de deux roues sur le même essieu. C'est aussi une mesure statique qui changera pendant le mouvement du véhicule.
Un véhicule avec une «largeur de voie» accrue peut reculer à des vitesses plus élevées.

Largeur-de-la-piste.jpg

Hors Ligne

#2 11-10-2017 13:58:00

DaddyKool
Administrateur

Inscription : 30-05-2016
Messages : 173
Site Web

Re : Géométrie des suspensions: Les bases

C'est toujours bon de revoir ses bases régulièrement! C'est la maitrise de tous ces angles qui assure à nos véhicules une tenue de route et un comportement routier irréprochable, il ne faut pas l'oublier.

Merci pour ce cours magistral sur la géométrie des suspensions, dont les principes universels restent d'ailleurs valables pour tous les véhicules de toutes les marques.


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#3 11-10-2017 18:32:13

Joz
Membre

Inscription : 16-02-2017
Messages : 86

Re : Géométrie des suspensions: Les bases

Tout à fait d'accord DaddyKool. Il y a longtemps que ces concepts étaient sortis de ma mémoire. Merci à BMW-Tech de nous les rappeler.


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