Fiche de révision : Trains roulants et géométrie

📋 Plan du Cours

1. Rôle des trains roulants et suspensions
2. Éléments et géométrie du train avant
3. Types de suspensions avant et arrière
4. Angles de braquage des roues
5. Chasse et déport de chasse
6. Carrossage et effets sur les roues
7. Pivot et déports au sol
8. Parallélisme et réglage des roues

📖 1. Rôle des trains roulants et suspensions

🔑 Notions clés & Définitions

• Train roulant : Ensemble des organes qui assurent la liaison entre la caisse du véhicule et la route et permettent de guider, supporter et amortir le véhicule en déplacement.
• Suspension : Ensemble des éléments qui relient les roues à la carrosserie ou au châssis du véhicule.

★ À maîtriser

• La suspension présente plusieurs avantages :
  • Elle diminue l’impact des irrégularités de la surface sur le véhicule.
  • Elle évite les ruptures et l’usure excessive.
  • Elle améliore le confort de conduite.
  • Elle maintient le contact des roues avec le sol malgré les irrégularités.

Compléments

• Une suspension est nécessaire lorsque le véhicule se déplace sur une surface irrégulière.

📌 Le train avant est généralement chargé de la direction et de la motricité, tandis que le train arrière assure principalement la stabilité et le guidage.

💡 Astuce mémo

Surface irrégulière → suspension → contact roues-sol maintenu

📖 2. Éléments et géométrie du train avant

🔑 Notions clés & Définitions

• Carrossage : L’inclinaison de la roue par rapport à la verticale, vue de face ; il influence la tenue de route en virage et un mauvais réglage peut provoquer une usure intérieure ou extérieure des pneus.
• Chasse : L’inclinaison de l’axe de pivot vue de côté ; elle améliore la stabilité et le rappel du volant, tandis qu’une chasse trop faible entraîne une direction instable.
• Parallélisme : L’angle entre les roues avant vues de dessus, en convergence ou en divergence ; il agit directement sur l’usure des pneus et la stabilité en ligne droite.
• Pivot : L’inclinaison de l’axe de pivot vue de face ; il facilite le retour de direction et réduit l’effort au volant.

📝 Points essentiels

• Parmi les éléments du train roulant figurent :

  • la roue
  • le cardan
  • la suspension
  • le triangle

• Le ressort et l’amortisseur absorbent les chocs et contribuent à maintenir la roue en contact avec la route, sans angle direct associé.

• Le bras de suspension relie la roue au châssis et guide ses mouvements ; il contribue au carrossage et au parallélisme.

• La rotule de direction permet le braquage des roues et est associée au parallélisme.

📖 3. Types de suspensions avant et arrière

★ À maîtriser

• La suspension avant à deux leviers triangulés transversaux comporte deux bras superposés de longueurs différentes ; leur forme maintient la roue presque droite par rapport à la route lorsque la carrosserie s’incline en virage.

• La suspension Macpherson, très utilisée sur l’essieu avant à roues indépendantes, est plus simple, plus compacte et moins coûteuse que la suspension à deux triangles.

• Dans la suspension pseudo-Macpherson, un vrai triangle remplace le bras de suspension et la barre antiroulis comme éléments de triangulation ; la barre antiroulis reste accouplée au train avant mais ne guide plus la roue.

📌 L’essieu rigide est simple, solide, fiable et relativement peu coûteux, mais son poids augmente les masses non suspendues, ce qui nuit au confort et à la tenue de route.

Compléments

• La suspension à deux leviers triangulés est rigide et stable et équipe surtout les voitures de sport et certains modèles haut de gamme pour leur tenue de route.

• La suspension Macpherson comprend une jambe de force avec un ressort hélicoïdal et un amortisseur télescopique ; un bras transversal remplace le triangle inférieur et le moyeu est fixé à la jambe de force.

• Avec une suspension pseudo-Macpherson, la roue peut tourner autour de son axe principal, tourner autour de l’axe des pivots lors du braquage et se déplacer dans l’espace grâce au système de bras articulés dans un plan vertical.

• Dans un essieu arrière rigide, les roues restent parallèles entre elles et perpendiculaires au sol ; l’essieu porte les roues et leurs freins à chaque extrémité.

• Lorsqu’une roue d’un essieu rigide heurte un obstacle, le choc se transmet directement à l’autre roue ; cette solution privilégie la robustesse, la charge utile et la simplicité au détriment du confort et de la souplesse.

• La suspension arrière à bras tirés et poutre de torsion, aussi appelée essieu semi-rigide, comporte deux bras tirés articulés sur la caisse par des liaisons élastiques et reliés par un profilé de tôle ouvert qui se tord lors des débattements des roues.

• La rigidité du profilé limite la prise de roulis de la suspension arrière à bras tirés et poutre de torsion.

• Dans cette suspension, les masses non suspendues gauche et droite sont fixées à l’extrémité des bras tirés.

• La prise de carrossage est nulle lorsque la suspension à bras tirés et poutre de torsion s’enfonce.

• La suspension arrière à bras tirés et poutre de torsion, parfois appelée essieu semi-rigide, équipe les trains arrière de petites tractions avant en raison de son coût économique.

💡 Astuce mémo

Essieu rigide : robuste mais lourd ; suspension indépendante : roue mieux isolée

📖 4. Angles de braquage des roues

★ À maîtriser

• Dans un virage, les quatre roues du véhicule admettent le même centre instantané de rotation.

• Les angles de braquage des deux roues avant doivent être différents afin qu’elles aient le même centre de rotation.

Compléments

• Pour que les roues arrière suivent correctement le virage, le centre fictif de rotation doit se trouver dans le prolongement de l’essieu arrière.

• Dans un virage à gauche, l’angle de braquage α1 est supérieur à l’angle α2.

• Lorsque le volant tourne à gauche, la crémaillère se déplace vers la droite et les roues tournent autour de leur axe de pivot avec des angles de braquage différents.

💡 Astuce mémo

Angles avant différents → même centre instantané de rotation.

📖 5. Chasse et déport de chasse

🔑 Notions clés & Définitions

• Angle de chasse : L’angle de chasse est l’angle formé, lorsque le véhicule est vu de côté, par une verticale et l’axe de pivot passant par les centres des rotules.
• Déport de chasse : Le déport de chasse est la distance au sol entre la verticale passant par le point de contact de la roue et le point où l’axe de pivot rencontre le sol.

★ À maîtriser

• Un angle de chasse positif assure la stabilité en ligne droite et améliore le rappel du volant après un virage.

Compléments

• L’angle de chasse, aussi appelé angle de direction, se mesure en degrés.

• Le point où l’axe de pivot rencontre le sol pour mesurer le déport de chasse est un point fictif.

💡 Astuce mémo

Comme la roue d’un vélo, les points A et B s’alignent dans la direction du mouvement.

📖 6. Carrossage et effets sur les roues

🔑 Notions clés & Définitions

• Angle de carrossage : L’angle de carrossage est l’angle formé, lorsque le véhicule est vu de face, par le plan médian de la roue et une verticale.

★ À maîtriser

• Sur les véhicules, le carrossage est très proche de 0°, valeur idéale pour réduire l’usure latérale des pneumatiques.

📌 Avec un carrossage positif, les roues tendent à s’ouvrir et il faut les refermer par pincement ; avec un carrossage négatif, elles tendent à se fermer et il faut les ouvrir.

Compléments

• L’angle de carrossage influe sur le guidage latéral et permet d’obtenir une meilleure adhérence dans les virages serrés.

• Un carrossage négatif important est fréquent sur les trains arrière afin d’améliorer la stabilité du véhicule.

• Le carrossage négatif : augmente la largeur (la voie) du train avant ou arrière, abaisse le centre de gravité du véhicule, s’oppose au renversement du véhicule dans un virage, augmente le déport au sol de l’axe de pivot, augmente les efforts sur le roulement extérieur du porte-moyeu

• Le carrossage positif diminue le déport de pivot et la surface de contact du pneu dans les virages.

💡 Astuce mémo

Carrossage positif : roues qui s’ouvrent ; carrossage négatif : roues qui se ferment.

📖 7. Pivot et déports au sol

🔑 Notions clés & Définitions

• Angle de pivot : L’angle de pivot est l’angle formé, lorsque le véhicule est vu de face, par l’axe de pivot de la roue et une verticale.
• Déport au sol de l’axe de pivot : Le déport au sol de l’axe de pivot est la distance au sol entre le point de contact du pneumatique situé dans son plan médian et l’axe de pivot.

★ À maîtriser

• L’angle de pivot contribue au retour des roues en ligne droite, surtout en faible braquage ; en fort braquage, l’angle de chasse compense la diminution de l’inclinaison de pivot.

• Lors d’un braquage, l’axe de pivot s’écarte de sa position en ligne droite et fait décrire un arc de cercle au porte-moyeu, ce qui tend à repousser le pneumatique vers le sol et soulève la caisse ; au relâchement du volant, le poids du véhicule ramène le pivot et les roues en ligne droite.

📌 Le déport au sol de l’axe de pivot est positif si le point de contact du pneumatique est à l’extérieur du point d’intersection de l’axe de pivot avec le sol, et négatif s’il est à l’intérieur.

📐 Formule - L’angle inclus est la somme de l’angle de pivot et de l’angle de carrossage : $Ci = Pi + CA$.

Compléments

• L’axe de pivot passe par le centre de la rotule supérieure de l’amortisseur et la rotule inférieure du porte-moyeu.

📌 L’angle inclus doit être identique sur les deux roues d’un même essieu ; une variation supérieure à 1° indique la déformation d’un des deux porte-moyeux.

📖 8. Parallélisme et réglage des roues

🔑 Notions clés & Définitions

• Parallélisme : Le parallélisme est la différence entre les distances mesurées à l’avant et à l’arrière des bords de jantes, à la hauteur des fusées ou des porte-moyeux.

★ À maîtriser

📌 Le pincement correspond à des roues qui convergent vers l’avant du véhicule, tandis que l’ouverture correspond à des roues qui convergent vers l’arrière.

• Le parallélisme se règle uniquement par la biellette de direction : sa rotation déplace la rotule de direction, ce qui fait pivoter la roue par rapport à l’axe de pivot.

Compléments

• Le constructeur indique toujours le parallélisme total, le pincement étant noté positivement (+) et l’ouverture négativement (−).

💡 Astuce mémo

Pincement : convergence vers l’avant ; ouverture : convergence vers l’arrière.