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Les réglages des suspensions : définitions et effets sur le comportement véhicule
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Les réglages des suspensions : définitions et effets sur le comportement véhicule

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Les réglages ou encore la géométrie des suspensions est primordiale dans la mise au point du comportement routier des véhicules pour optimiser la performance,  la tenue de route et le confort. Il existe une multitude de réglages possibles en fonction de la typologie que l’on veut donner au véhicule (confort, sportivité, etc). Ces réglages sont également et surtout gages de sécurité pour le conducteur dans toutes les phases de conduite (freinage, virage, motricité).

Toutes les grandeurs présentées dans cet article peuvent être appliquées à la plupart des suspensions existantes.

Repère et nom des points de suspension

Repère et nom des points de suspension

La convention utilisée dans la suite de cet article est la convention SAE. Cependant, d’autres conventions sont utilisées chez les constructeurs (ISO, ISO-W,…). Les graphiques ci-dessous proviennent du logiciel de conception d’épure cinématique de suspension : OptimumKinematics.

Empattement et voie

Empattement (wheelbase) et voie (track)

L’empattement est la distance entre les centres de roue avant et arrière. Un empattement long favorise la stabilité en ligne droite, un court permet d’inscrire le véhicule plus aisément en virage.

La voie est la distance entre les deux traces au sol d’un même train. Plus les voies sont larges et plus les performances en virage seront élevées.

Influence sur le comportement

AUGMENTATION DIMINUTION
Empattement Meilleure stabilité directionnelle, meilleure Habitabilité, Diminution du tangage et du transfert de charge longitudinal Comportement plus vif, Diminution du diamètre de braquage
Voie Stabilité directionnelle, Diminution du roulis et du transfert de charge latéral

Angle de pince et de carrossage

L’angle de pince est l’angle entre le plan médian de la roue et l’axe longitudinal du véhicule. On parle de pince quant les avants des pneus sont plus proches et d’ouverture quand les arrières des roues sont plus proches.

Angle de pince (toe angle)

L’angle de carrossage est l’angle entre le plan médian de la roue et l’axe vertical du véhicule.

Angle de carrossage (camber angle)

L’angle est positif lorsque l’extrémité supérieure de la roue pointe vers l’extérieur du véhicule, on parle alors de carrossage. Si l’angle est négatif, on parle alors de contre-carrossage.

Influence sur le comportement

Le carrossage joue un rôle important sur l’effort transversal que le pneu va fournir.L’angle de carrossage statique permet de compenser la prise de carrossage sur la roue extérieure lorsque le véhicule prend du roulis. Le graphique ci-dessous représente la force latérale en fonction de l’angle de dérive pour différents angles de carrossage.

Effort latéral en fonction de l’angle de dérive pour plusieurs angle de carrossage (IA = Inclinaison Angle = Angle de carrossage)

On constate que l’effort latéral sera plus grand pour des angles de contre-carrossage plus élevés.

La variation de carrossage est également un critère dimensionnant pour l’angle de pivot et l’angle de chasse. En effet ces deux valeurs influent sur la prise de carrossage en braquage.
Les trains peuvent présenter des angles de pince, de carrossage (ou contre-carrossage) dans leur position nominale. Ces angles de réglage initiaux jouent un rôle très important pour le comportement et pour l’usure pneumatique. Traditionnellement, on adopte un réglage nominal pincé sur le train arrière pour stabiliser le train arrière et favoriser le sous-virage, auquel on superpose du contre-carrossage pour limiter les usures pneumatiques. Sur le train avant, on adopte de l’ouverture permettant une meilleure stabilité du véhicule au freinage et en virage (comportement sous-vireur).

Angle de pivot et déport au sol

L’angle de pivot est l’angle entre l’axe de pivot et l’axe vertical de l’essieux. L’axe de pivot est l’axe autour duquel la roue braque (l’axe CD sur la figure au debut de cet article).

En projection transversale (Axe Y), le deport au sol est la distance entre la trace de l’angle de pivot avec le sol et le pied de roue.

Angle de pivot (king pin angle) et déport au sol (scrub radius)

Ordres de grandeur :

VEHICULE ANGLE DE PIVOT (°)
C5 12.5
A4 3.4
Clio II 11.4
307 11.7
Mégane II RS 8.5
Touran 14.4
VEHICULE DEPORT AU SOL (mm)
406 +2
A4 -8
Megane II -2
Megane II RS -14
R18 +44

Influence sur le comportement :

L’angle de pivot a une influence sur les variations géométriques du plan de roue en braquage et sur les efforts transmis au châssis. Combiné à l’angle de chasse, il détermine le critère de rappel ou de contre-rappel de la direction. L’angle de pivot doit être positif pour obtenir un rappel gravitaire mais ne doit pas être trop élevé pour limiter une trop grande prise de carrossage en braquage. En effet, le braquage des roues induit une prise de contre-carrossage sur la roue extérieure et de carrossage sur la roue intérieure.

Le déport au sol est le « bras de levier » des forces longitudinales Fx appliquées au pied de roue (cas du freinage).

Sur le train avant, un déport négatif est gage de stabilité car il provoque de l’ouverture au freinage (véhicule traction et propulsion) et de la pince en accélération (véhicule traction). A l’inverse un déport positif provoque de la pince au freinage et de l’ouverture à l’accélération.

Un déport négatif est adapté pour les véhicules à forte motorisation, et un déport positif pour les faibles motorisations.

Angle de chasse et chasse au sol

L’angle de chasse est l’angle projeté de l’axe de pivotement de la roue sur un plan longitudinal XZ.  La chasse est dite positive (+) lorsque le sommet de la fusée (la fusée est l’extrémité de l’essieu servant de support au moyeu de roue) est inclinée vers l’arrière du véhicule. La chasse est dite négative (-) lorsque le sommet de la fusée est inclinée vers l’avant du véhicule (la chasse négative est très rarement utilisée sur les voitures européennes).

En projection longitudinale (Axe X), la chasse au sol est la distance entre la trace de l’angle de pivot avec le sol et le pied de roue.

Angle de chasse (caster angle) et chasse au sol (mechanical trail)

Ordres de grandeur :

VEHICULE ANGLE DE CHASSE(°)
C5 3.1
A4 3.4
Clio II 2.1
307 4.6
Touran 7.5
VEHICULE CHASSE AU SOL (mm)
C5 17
A4 16
Clio II 10
307 30
Touran 38

Influence sur le comportement :

Un angle de chasse positif permet le rappel des roues en ligne droite et la remontée d’efforts dans la direction. Un angle de chasse positif provoque une prise de contre-carrossage sur la roue extérieure et améliore donc le comportement véhicule en braquage.

Une chasse au sol positive permet le rappel de la roue en ligne droite en dynamique. La roue est comme « tirée » par le véhicule comme une roue de cadie de supermarché. Ceci induit de l’effort dans la direction en dynamique et rend le véhicule sensible aux efforts latéraux. A l’inverse, une chasse négative donne de l’enroulement (la roue à tendance à prendre de plus en plus d’angle).

Déport fusée

Le déport à la fusée se mesure sur l’axe de la fusée (axe de roue), entre le plan médian de la roue et le point d’intersection entre l’axe de pivot et l’axe de la fusée.

Déport Fusée

Ordres de grandeur :

VEHICULE DEPORT DE FUSEE (mm)
406 65
307 60
A4 11
Megane II 60
Megane II RS 32
R18 80

Influence sur le comportement :

Le déport de fusée est le « bras de levier » des forces longitudinales transportées au centre de roue. Il permet le rappel gravitaire de la direction qui est surtout sensible à basse vitesse. A haute vitesse, il est généralement masqué par d’autres effets (chasse, etc).

Conclusion

Il existe donc plusieurs paramètres ayant une influence sur le comportement du véhicule, donnant ainsi une multitude de réglages possibles. Certains paramètres permettront d’améliorer un aspect du véhicule mais au détriment d’un autre. Il faut alors reboucler pour trouver le réglage optimal en fonction du typage que l’on veut donner au véhicule (confort, sportif,…). Bien entendu, il est plus ou moins facile en fonction des topologies des essieux (double triangles, mac pherson,…) de régler la suspension.

1 Comment

  1. Covas
    Covas10-11-2017

    Bonsoir,

    Un déport négatif induit un pincement au freinage.

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