Fonctionnement des systèmes de suspension des voitures

En apparence, la suspension d’une voiture a un rôle assez simple. Moins on sent les bosses, mieux ça va, non ?

En réalité, le système de suspension a beaucoup à faire et ses composants doivent résister à une énorme quantité de contraintes par rapport aux autres systèmes majeurs d’une voiture. Le système de suspension est situé entre le châssis et les roues et remplit plusieurs fonctions importantes. Idéalement, une suspension bien réglée absorbe les bosses et autres imperfections de la route afin que les occupants de la voiture puissent voyager confortablement. Bien que cela soit très important du point de vue du passager, le conducteur remarquera certains autres attributs du système de suspension. Ce système est également chargé de maintenir les roues au sol autant que possible.

Les roues sont extrêmement importantes pour les performances et la sécurité du véhicule. Les roues sont la seule partie d’une voiture qui touche la route. Cela signifie qu’elles doivent simultanément transmettre la puissance au sol et diriger le véhicule, tout en étant responsables de son arrêt. Sans un système permettant d’absorber les bosses et les nids de poule présents sur les routes, le véhicule tremblerait et vacillerait sur les surfaces rugueuses, ce qui le rendrait inutilisable par manque de traction. Bien que le système de suspension soit une excellente solution pour les routes cahoteuses, il ajoute beaucoup de complexité si l’on considère que les roues sont maintenant responsables de toutes leurs tâches habituelles et doivent maintenant monter et descendre pour absorber les chocs des bosses tout en donnant l’impression que le véhicule n’est pas sur des ressorts et qu’il n’est pas ballotté à chaque virage.

C’est pourquoi le système de suspension est très complexe. De nombreuses pièces sont impliquées et une seule pièce cassée ou tordue peut saboter l’ensemble du système. 

Vous trouverez déjà de nombreuses réponses à vos questions dans cet article mais sachez que si vous souhaitez aller plus loin, nous partageons avec vous un guide complet de la suspension.

Comment fonctionne le système de suspension ?

Dans la plupart des cas, les voitures modernes sont équipées d’une suspension indépendante à l’avant et à l’arrière, ce qui permet à chaque roue de se déplacer indépendamment des autres. Certaines voitures, cependant, utilisent un essieu à poutres plus basique en raison de son coût plus faible et de sa conception plus simple. Les seuls essieux à poutres encore utilisés dans les nouvelles voitures sont les essieux moteurs. Les essieux moteurs ont une roue motrice à chaque extrémité et les essieux morts ont des pneus qui tournent librement à chaque extrémité. Le problème des pneus arrière qui ne se déplacent pas indépendamment est qu’ils gardent toujours le même angle l’un par rapport à l’autre plutôt que par rapport à la surface de la route. Cela signifie moins de traction et moins de prévisibilité dans la conduite. 

Les essieux à poutre contribuent également à un poids non suspendu inutile. Le poids non suspendu est le poids qui ne repose pas sur la suspension. Le poids qui repose sur la suspension est appelé poids suspendu. Un poids non suspendu faible par rapport au poids suspendu donne l’impression que la voiture est plus légère et plus vive. L’inverse donne une conduite dure et l’impression d’avoir moins de contrôle sur le véhicule.
Si le différentiel qui transmet la puissance aux roues via les essieux est fixé au châssis ou à la carrosserie de la voiture plutôt qu’à l’essieu lui-même, le poids non suspendu est considérablement réduit. C’est l’une des principales raisons, en dehors des nombreux autres avantages qu’il y a à ce qu’une roue puisse bouger sans affecter les autres, pour lesquelles les constructeurs automobiles adoptent presque universellement la suspension indépendante pour les roues avant et arrière de leurs véhicules.

La suspension avant indépendante permet à chaque roue avant de se déplacer vers le haut et vers le bas avec le ressort et l’amortisseur boulonnés au cadre à une extrémité et un bras de commande ou un triangle à l’autre extrémité. Un bras de commande est fixé à l’avant du véhicule près du centre à une extrémité du bras et à la fusée d’essieu à l’autre. Un triangle fait la même chose, sauf qu’il se fixe au châssis en deux points, ce qui fait que la pièce ressemble à un boudin. Le positionnement de chaque composant des systèmes de suspension avant indépendants est très important, car les roues avant doivent se diriger et maintenir un alignement constant pour assurer la sécurité du véhicule.

La suspension arrière indépendante utilise la même technologie que l’avant sans tenir compte de la dynamique de la direction, car les roues arrière ne braquent généralement pas. Les voitures à traction arrière et à traction intégrale ont un différentiel monté sur le châssis au milieu des bras de commande ou des triangles, tandis que les voitures à traction avant ont une suspension arrière très simple, ne nécessitant que des ressorts et des amortisseurs.

Les amortisseurs et les ressorts fournissent tout l’amortissement et la compression lorsque la suspension se déplace. Les ressorts fournissent la force nécessaire pour maintenir le poids suspendu au-dessus des roues et pour résister à la compression. Les amortisseurs sont des cylindres remplis d’huile qui obligent la suspension à se comprimer et à se décomprimer à un rythme constant pour empêcher les ressorts de rebondir. Les amortisseurs modernes sont sensibles à la vitesse, ce qui signifie qu’ils sont plus souples sur les petites bosses et plus résistants sur les grosses bosses. Imaginez les ressorts comme des chiens de garde, prêts à défendre vicieusement la voiture contre les bosses. Les amortisseurs seraient ceux qui tiennent la laisse des chiens de garde, veillant à ce qu’ils n’aillent pas trop loin et ne fassent pas plus de mal que de bien.

De nombreuses voitures, notamment les petites, utilisent des jambes de force qui se trouvent au centre d’un ressort hélicoïdal et agissent comme des amortisseurs. Cela permet de gagner de la place et d’être plus léger.

Comment le système de suspension augmente-t-il le confort des passagers ?

Lorsque la conduite ou le confort de conduite d’une voiture est bon, cela signifie que la suspension a une bonne isolation de la route. La suspension est capable de monter et descendre lorsque c’est nécessaire sans secouer le véhicule. Une sensation juste suffisante de la route parvient au conducteur, de sorte qu’il est informé de tout état alarmant de la route et qu’il ressent une bande rugueuse s’il s’engage sur l’accotement d’une route à grande vitesse.

Les anciennes voitures de luxe, américaines pour être précis, ont la réputation d’avoir une suspension si confortable que le conducteur a l’impression de conduire un bateau. Ce n’est pas optimal, car sentir la route (au moins un peu) est essentiel pour garder une conscience de la situation pendant la conduite. Les voitures de sport et les compactes réglées en usine sont souvent critiquées pour leur mauvaise isolation de la route. Les constructeurs de ces voitures partent du principe que leur clientèle recherche davantage des temps de passage rapides sur un circuit que le confort de la route. De plus, les véhicules qui roulent à la vitesse d’un circuit reçoivent beaucoup plus de force descendante de l’air, ce qui peut rendre imprévisible une suspension confortable orientée vers la route, notamment dans les virages.

Voici quelques problèmes possibles de la carrosserie ou de la moto à surveiller :

• Roulement de caisse : Lorsque la carrosserie de la voiture se penche vers l’extérieur dans un virage. Toutes les voitures font cela dans une certaine mesure lorsqu’elles prennent un virage, mais si la carrosserie de la voiture roule trop, le transfert de poids peut entraîner un dérapage du véhicule, une sortie prématurée du virage ou une perte de traction sur une ou plusieurs roues.

• Sortie par le bas : Lorsque les pneus touchent la carrosserie de la voiture alors que la suspension est comprimée. Cela se produit lorsque la voiture n’a pas une suspension suffisante pour absorber la force de la bosse qu’elle franchit. Les butoirs peuvent empêcher ce phénomène en fournissant un coussin entre la suspension et le châssis qui empêche le pneu de monter assez haut pour heurter la carrosserie de la voiture, mais s’ils sont inadéquats ou manquants, ce problème peut survenir. Le talonnage peut facilement endommager la carrosserie, les roues ou le système de suspension.

Comment le système de suspension aide-t-il la voiture à rester connectée à la route ?

La tenue de route d’une voiture est mesurée par la capacité du véhicule à maintenir une bonne traction et une répartition uniforme du poids lorsque différentes forces sont en jeu. Pour se sentir stable à l’arrêt, une voiture a besoin d’une suspension qui ne laisse pas l’avant s’enfoncer dès que l’on appuie sur les freins. Pour une accélération en douceur, il faut une suspension qui empêche la voiture de s’affaisser à l’arrière lorsque l’on ouvre les gaz. Le transfert de poids donne à la moitié des roues la plus grande partie de la traction, ce qui entraîne un gaspillage de puissance et des caractéristiques de maniabilité incohérentes.

Comme mentionné ci-dessus, un roulis excessif de la carrosserie dans les virages est mauvais pour la tenue de route. Le roulis de la carrosserie est également mauvais parce qu’il déplace la traction d’un côté de la voiture plus que de l’autre dans un virage. Les pneus intérieurs perdent alors de l’adhérence et risquent de quitter la chaussée. Une suspension qui assure une bonne tenue de route permet d’éviter ce problème dans la plupart des cas.

Parmi les problèmes de traction qui peuvent être attribués à un arrangement moins qu’idéal du système de suspension, on peut citer :

• Changement de direction suite à une bosse : Lorsque l’on heurte une bosse, la voiture tourne à gauche ou à droite sans que le conducteur ne tourne le volant. Un mauvais alignement de la suspension peut faire en sorte que les roues soient inclinées de manière à causer ce problème.

• Sur-virage : Lorsque l’arrière de la voiture perd de la traction et se détache dans un virage. Si la carrosserie roule trop dans les virages, le transfert de poids peut entraîner une perte d’adhérence des roues arrière. Le fait d’avoir les roues arrière à un angle qui ne permet pas suffisamment au pneu de coller à la route dans les virages peut également causer ce problème.

• Sous-virage : Lorsque les roues avant perdent de l’adhérence dans un virage et que le véhicule dérive vers l’extérieur du virage. Comme pour le survirage, un roulis excessif de la carrosserie ou des roues mal orientées peuvent entraîner une faible traction des roues avant dans les virages. Le sous-virage est particulièrement dangereux car les voitures à traction avant dirigent et fournissent de la puissance aux roues avant. Moins les roues avant ont de traction, moins la voiture peut diriger efficacement.

• Le survirage et le sous-virage sont tous deux exacerbés par des conditions de route glissantes.

Entretien des suspensions

Comme la principale fonction du système de suspension est d’absorber les chocs afin de protéger le véhicule et ses occupants, les pièces sont construites pour être assez durables. Il existe peu d’autres composants sur les véhicules modernes qui sont aussi sur-ingénierie que ceux trouvés dans le système de suspension.

Pourtant, avec autant de mouvement et de force au sein de la suspension, les pièces s’usent ou s’endommagent inévitablement. De graves nids de poule peuvent même abaisser la voiture au point que les tours qui maintiennent les ressorts en place se plient ou se cassent.

Les bruits de grincement sont généralement dus à la défaillance des bagues et autres connexions. Si un coin du véhicule devient trop rebondissant lorsqu’il passe sur des bosses, faites inspecter les amortisseurs ou les jambes de force sans tarder. Les problèmes de suspension doivent être traités immédiatement. Ainsi, si la tenue de route ou l’absorption des chocs d’un véhicule change, il faut le faire inspecter dès que possible.