Systèmes de suspension automobile: analyse des amortisseurs, des suspensions pneumatiques et des composants clés

Systèmes de suspension automobile : amortisseurs, suspension pneumatique et analyse des composants clés

   Les systèmes de suspension des véhicules sont au cœur de la sécurité, du confort et de la maniabilité du véhicule, les amortisseurs, la suspension pneumatique et les composants associés jouant un rôle essentiel. Comprendre leur fonctionnement et ce qu'ils font a une signification de grande portée pour assurer les performances du véhicule et l'expérience de conduite.

Amortisseurs : gardiens d'une conduite en douceur

   L'amortisseur est le composant le plus courant et indispensable d'un système de suspension. Sa fonction principale est d'amortir les vibrations des ressorts. Lorsque le véhicule roule sur des surfaces inégales, les roues rebondissent de haut en bas et les ressorts se compriment et s'étendent. Sans amortisseurs, les ressorts continueront d'osciller, ce qui entraînera des mouvements brusques de la carrosserie et une instabilité, voire une perte de contrôle. Les amortisseurs, largement utilisés dans les automobiles, sont conçus pour accélérer l'atténuation des vibrations dans le châssis et la carrosserie afin d'améliorer la douceur de la conduite de la voiture.

Principe de fonctionnement :

   La plupart des amortisseurs sont des amortisseurs hydrauliques. Il se compose généralement d'un piston, d'huile et de soupapes à l'intérieur. Lorsque la roue se déplace de haut en bas, le piston se déplace à l'intérieur du cylindre, forçant l'huile à travers de petits trous et des soupapes. En raison de la viscosité de l'huile et de la résistance des trous, le mouvement du piston est entravé, convertissant ainsi l'énergie vibratoire en chaleur et la dissipant, supprimant efficacement l'oscillation excessive du ressort. Selon la structure interne et la manière de contrôler le débit d'huile, l'amortisseur peut être divisé en différents types tels que le simple et le double cylindre, l'hybride huile et gaz.

Largement utilisé dans les systèmes de suspension automobile, l'amortisseur à cartouche, l'amortisseur dans la course de compression et d'extension peut jouer un rôle dans l'absorption des chocs, il est donc également appelé amortisseur à action bidirectionnelle. Les amortisseurs cylindriques peuvent être divisés en amortisseurs à simple et double cylindre, ainsi que l'utilisation d'un nouveau type d'amortisseur, qui comprend des amortisseurs gonflables et des amortisseurs à résistance réglable.

Type monocylindre

   Par rapport au type à double cylindre, la structure de l'amortisseur monocylindre est simple, ce qui réduit un ensemble de système de soupapes . Il est équipé d'un piston flottant dans la partie inférieure du cylindre, (le soi-disant flottant, c'est-à-dire sans tige de piston pour contrôler son mouvement), dans le piston flottant en dessous de la formation d'une chambre à gaz fermée, remplie d'azote à haute pression. Mentionné ci-dessus en raison de l'entrée et de la sortie de la tige de piston dans l'huile causée par les changements de la hauteur du niveau de liquide grâce au flottement du piston flottant pour s'y adapter automatiquement. En plus des deux types d'amortisseurs mentionnés ci-dessus, il existe également l'amortisseur à résistance réglable. Il peut être actionné de l'extérieur pour modifier la taille de l'orifice d'étranglement. Les voitures récentes sont équipées d'amortisseurs à commande électronique en équipement standard, qui détectent l'état de conduite par des capteurs et calculent la force d'amortissement optimale par un ordinateur, de sorte que le mécanisme de réglage de la force d'amortissement sur l'amortisseur fonctionne automatiquement.

Type à double cylindre

   Cela signifie que l'amortisseur a deux barillets, un à l'intérieur et un à l'extérieur, et que le piston se déplace dans le barillet intérieur. En raison de l'entrée et du retrait de la tige de piston, le volume d'huile dans le barillet intérieur augmente et se rétrécit, il est donc nécessaire de maintenir l'équilibre de l'huile dans le barillet intérieur en l'échangeant avec le barillet extérieur. Par conséquent, il devrait y avoir quatre soupapes dans l'amortisseur à double cylindre, c'est-à-dire qu'en plus des deux soupapes d'étranglement sur le piston mentionnées ci-dessus, il existe également des soupapes de circulation et des soupapes de compensation installées entre les cylindres intérieur et extérieur pour compléter la fonction d'échange.

Hydraulique

   Les amortisseurs hydrauliques sont largement utilisés dans les systèmes de suspension automobile. Le principe est que lorsque le châssis et l'essieu effectuent un mouvement relatif alternatif et que le piston dans le barillet du cylindre de l'amortisseur effectue un mouvement alternatif, le fluide de la coque de l'amortisseur passera à plusieurs reprises de la cavité interne à travers une petite ouverture dans une autre cavité. À ce moment, le frottement entre le liquide et la paroi interne et le frottement interne des molécules de liquide formeront une force d'amortissement sur la vibration.

Gonflable

   L'amortisseur gonflable est un nouveau type d'amortisseur développé depuis les années 60. Sa structure se caractérise par un piston flottant dans la partie inférieure du cylindre, et une chambre à gaz fermée formée à une extrémité du piston flottant et du cylindre est remplie d'azote à haute pression. Dans le piston flottant est équipé d'un joint torique de grande section, qui sépare complètement l'huile et le gaz. Le piston de travail est équipé d'une soupape de compression et d'une soupape d'extension qui modifient la section transversale du canal avec la taille de sa vitesse de mouvement. Lorsque la roue saute de haut en bas, le piston de travail de l'amortisseur effectue un mouvement alternatif dans l'huile, de sorte que le piston de travail de la chambre supérieure et de la chambre inférieure de la différence de pression d'huile entre l'huile de pression est poussé loin de la soupape de compression et de la soupape d'extension et de l'écoulement d'avant en arrière. Comme la soupape produit une plus grande force d'amortissement sur l'huile de pression, l'atténuation des vibrations.

Utilisation du produit : Afin d'accélérer l'atténuation des vibrations du châssis et de la carrosserie pour améliorer le confort de la voiture en cours de déplacement, des amortisseurs sont installés à l'intérieur du système de suspension de la plupart des voitures.

Le système d'amortisseurs d'une automobile est composé de ressorts et d'amortisseurs. Les amortisseurs ne sont pas utilisés pour supporter le poids de la carrosserie, mais plutôt pour amortir le choc du rebond du ressort et absorber l'énergie de l'impact de la route. Le ressort agit comme un amortisseur, transformant un « impact de grande énergie » en un « impact multiple de petite énergie », tandis que l'amortisseur réduit progressivement l'« impact multiple de petite énergie ». Le but des amortisseurs est d'amortir les rebonds qui se produisent lorsque la voiture roule sur de mauvaises conditions routières. Sans amortisseurs, il est impossible de contrôler le rebond des ressorts, et la voiture rebondira fortement lorsqu'elle rencontrera des surfaces routières accidentées, ainsi que de perdre l'adhérence et la traction des pneus dans les virages en raison des vibrations de haut en bas des ressorts.

Importance :

Améliore le confort de conduite : Réduit les bosses et offre une conduite douce et confortable.

Améliore la stabilité de la tenue de route : Maintient un contact constant entre le pneu et la surface de la route, améliorant l'adhérence et la réponse de la direction.

Prolonge la durée de vie des pneus : Réduit l'usure anormale des pneus causée par les sauts.

Assure la sécurité de conduite : Évite la perte de contrôle due à des vibrations excessives à grande vitesse ou lors d'un freinage d'urgence.

Suspension pneumatique : confort réglable intelligent

   La suspension pneumatique est un système de suspension plus avancé qui utilise des ressorts pneumatiques au lieu des ressorts hélicoïdaux ou des ressorts à lames traditionnels. À l'aide d'un compresseur d'air, d'un réservoir d'air, d'une unité de commande et d'une série de capteurs, le système de suspension pneumatique est capable de régler la hauteur de la carrosserie et la rigidité de la suspension en temps réel.

Comment ça marche :

    Au cœur d'un système de suspension pneumatique se trouve le ressort pneumatique, qui est un coussin gonflable en caoutchouc scellé rempli d'air comprimé. En augmentant ou en diminuant la quantité d'air dans le coussin gonflable, la rigidité (dureté) du ressort et la hauteur du véhicule peuvent être modifiées.

Réglage de la hauteur : Lorsque le véhicule doit être relevé, le compresseur d'air pompe de l'air dans le coussin gonflable ; lorsqu'il doit être abaissé, l'air est expulsé du coussin gonflable. Cela permet au véhicule de s'adapter à différentes conditions routières (par exemple, relevé lors du passage sur des bosses, abaissé à grande vitesse pour réduire la résistance au vent).

Réglage de la rigidité : En modifiant la pression d'air dans les coussins gonflables, la rigidité de la suspension peut être réglée. En mode Confort, une pression d'air plus faible se traduit par une suspension plus souple ; en mode Sport, une pression d'air plus élevée se traduit par une suspension plus rigide.

Auto-équilibre : Des capteurs surveillent l'assiette et les charges de la carrosserie en temps réel, et l'unité de commande ajuste automatiquement la pression des ressorts pneumatiques individuels en fonction des données pour maintenir la carrosserie à niveau.

Importance :

Excellent confort de conduite : Absorbe efficacement les impacts de la route, offrant une conduite « tapis volant ».

Forte adaptabilité : La hauteur de la carrosserie et la rigidité et la souplesse de la suspension peuvent être réglées automatiquement ou manuellement en fonction des conditions routières, de la vitesse du véhicule et de la charge, améliorant ainsi la franchissabilité et la stabilité.

Capacité de charge améliorée : Sous de lourdes charges, la suspension pneumatique peut mieux supporter la carrosserie et maintenir l'assiette du véhicule.

Meilleures performances NVH : Aide à réduire le bruit, les vibrations et la douceur du véhicule.

Composants clés des systèmes de suspension

En plus des amortisseurs et des ressorts pneumatiques, un système de suspension complet se compose d'un certain nombre de composants importants qui fonctionnent ensemble pour assurer le fonctionnement efficace du système de suspension :

Triangle de suspension : Relie la roue au châssis et est un composant clé pour transmettre le couple et positionner la roue en mouvement.

Rotule : Relie le triangle de suspension au pivot de fusée et permet à la roue de tourner librement dans différentes directions.

Silentblocs : Généralement fabriqués en caoutchouc ou en polyuréthane, ils sont montés entre les pièces de liaison pour absorber les vibrations, réduire le bruit et permettre un certain degré de mouvement.

Barre stabilisatrice/barre antiroulis : Relie les roues gauche et droite pour limiter le roulis de la carrosserie dans les virages, améliorant ainsi la stabilité et la tenue de route.

Pivot de fusée : Relie les roues, les roulements, les freins et les composants de la suspension, et est un composant clé de la direction des roues et du support de charge.

Ressort hélicoïdal : Un élément élastique traditionnel utilisé en conjonction avec des amortisseurs pour supporter le poids de la carrosserie et absorber les impacts de la route.

Résumé

    Les amortisseurs, la suspension pneumatique et les composants associés constituent ensemble les « os et les muscles » de la voiture, et leur principe de fonctionnement et leur rôle affectent directement la qualité de conduite, la sécurité et la fiabilité du véhicule. À mesure que la technologie automobile continue d'évoluer, les systèmes de suspension deviennent plus intelligents et plus polyvalents pour répondre aux demandes croissantes des consommateurs pour une meilleure expérience de conduite. La compréhension de ces technologies de base aidera les consommateurs à mieux choisir et entretenir leurs voitures et à profiter d'un trajet plus sûr et plus confortable.