systèmes de suspension modernes pour véhicules automobiles et leurs méthodes d’essai

2. Systèmes de Suspension

le rôle des composants de ressort dans les suspensions conventionnelles remplit généralement des ressorts hélicoïdaux (moins souvent des barres de torsion et des ressorts à lames) . Cet élément a des caractéristiques de ressort constantes. Le type indépendant de suspension-jambe de force McPherson est montré sur la Fig. 1.

afin de répondre à des exigences de plus en plus exigeantes, les systèmes de suspension automobiles contemporains sont en fait devenus des unités mécatroniques très complexes qui permettent de modifier les paramètres des systèmes de vibro-isolation. Les éléments d’actionnement permettent de régler des paramètres liés, par exemple, à la rigidité dans une plage de valeurs spécifique., Un exemple d’une telle solution est une zone de système de suspension hydroactive supplémentaire qui peut être couplée ou découplée avec la suspension hydraulique de l’essieu du véhicule donné. Cependant, la solution la plus typique consiste à modifier les paramètres d’amortissement. On peut observer l’évolution continue des systèmes de suspension semi-actifs, actifs et adaptatifs (fig. 2). Contrairement aux systèmes de suspension passifs, tous les types susmentionnés permettent d’adapter les paramètres de suspension aux conditions routières et aux styles de conduite individuels., Les systèmes de commande de Suspension ajustent les caractéristiques des composants élastiques et d’amortissement en fonction de critères prédéfinis, tels que les modes de conduite confort ou sport, par exemple.

L’Application de différentes solutions de conception de suspension affecte de nombreux paramètres importants, dont la fréquence de vibration libre du système., Pour un système à suspension mécanique passive classique (ressort), la fréquence de vibration libre du système diminue à mesure que la charge augmente. Dans les systèmes de suspension pneumatique (ressorts à volume de gaz constant), la fréquence diminue également lorsque la charge augmente dans un système doté d’un tel ressort, mais pas aussi considérablement que dans le système mentionné – Fig. 3.

dans les systèmes de suspension mécaniques, à mesure que la charge augmente, la compression statique de l’élément élastique augmente, alors que dans les cas de charge totale, la plage de course de roue disponible en compression est réduite (voir fig. 4), ceci étant l’un des inconvénients les plus considérables des systèmes de suspension similaires., Par conséquent, il faut généralement obtenir des caractéristiques progressives dans les systèmes de suspension à ressort, ce qui est obtenu grâce à des solutions de conception appropriées (deux ressorts parallèles, etc.).

pour pouvoir contrôler et générer des forces dans un système comprenant la suspension d’un véhicule automobile, il faut appliquer des algorithmes de contrôle complexes (principes de contrôle, tels que par exemple SkyHook, qui optimisent les paramètres d’amortissement pour correspondre au critère de réduction de la vitesse pour les masses sprung)., Ce qui s’avère limiter ces solutions est le décalage temporel (inertie) des éléments d’actionnement du système mécatronique.

parmi les solutions les plus avancées appliquées dans les systèmes de suspension active, il convient de souligner MPCD (Model Predictive Controller) dont l’algorithme de contrôle utilise des informations sur le profil de la route (des capteurs spéciaux permettent l’étalonnage du profil pour la route devant le véhicule), et ce type d’informations permet de calculer et de faire correspondre

Les solutions contrôlables sont généralement basées sur des systèmes mécatroniques qui contrôlent le fonctionnement des amortisseurs à caractéristiques réglables (amortisseurs dotés d’une vanne de régulation qui ajuste le débit de fluide à travers ce que l’on appelle les by-Pass ou ceux qui utilisent un fluide magnétorhéologique)., La solution qui consiste à utiliser des systèmes de suspension à paramètres réglables n’augmente pas significativement la complexité du système de suspension mécanique (amortisseur, ressort et bras de suspension). Voici quelques exemples de cette solution:

• Sachs CDC (Continuous Damping Control), également connu sous le nom de Skyhook ou IDS et utilisé dans les voitures de marques telles que WV, BMW, GM, Opel, Fiat, Porsche, Ferrari, Maserati., Cette solution est basée sur un système électronique d’amortissement des vibrations réglable au moyen d’amortisseurs dotés de deux électrovannes (assurant un contrôle séparé de la compression et de la tension).

• Bilstein ADS (Adaptive Damping Control) – solution utilisée par Mercedes-Benz dans des modèles tels que S, E, CLS et SL, CL, SLK. Il s’appuie également sur le système électronique d’amortissement des vibrations réglable au moyen d’amortisseurs à électrovannes.

• Monroe CES (suspension électronique à commande continue) – également connu sous le nom de Four-C et utilisé dans Volvo S60R / V70R et S80., Cette solution est également basée sur le système électronique d’amortissement des vibrations réglable avec des amortisseurs dotés d’électrovannes.

• Magnétiride Delphi – solution communément appelée Magnetic Ride Control et utilisée dans les voitures fabriquées par la GM corporation ainsi que dans la Chevrolet Corvette. Il est basé sur l’utilisation des propriétés du fluide magnétorhéologique. Sous l’effet du champ magnétique, le système adapte ses propriétés physiques, permettant ainsi un réglage réglable des paramètres d’amortissement de l’amortisseur dans un temps inférieur à 1 ms., Au lieu de l’électrovanne, cette solution comporte un ensemble de conduits de diamètre approprié utilisés pour alimenter le fluide magnétorhéologique. Le contrôle du fonctionnement de l’amortisseur n’est pas compliqué, car la dépendance entre la force d’amortissement et la valeur d’intensité du courant qui génère le champ magnétique est en fait linéaire. La gamme de changements est considérablement grande, et elle permet de générer une force 14 fois supérieure à celle générée dans des conditions d’alimentation zéro.

• Kayaba DRC (Dynamic Ride Control) – solution utilisée sur Audi RS6 Quattro., Il est basé sur un couplage hydraulique entre les amortisseurs de roues individuelles et les vannes qui contrôlent le débit de fluide.

• amortisseurs PDC (Pneumatic Damping Control) utilisés dans Audi Allroad. Cette solution est connue de la conception spécifique en supposant que les paramètres du ressort de suspension pneumatique commandent les réglages des caractéristiques correspondantes de l’amortisseur. La pression d’air du ressort de suspension ajuste les réglages de la vanne PDC dédiée installée dans l’amortisseur.,

Il existe également des systèmes encore plus étendus, utilisant des solutions basées sur des systèmes pneumatiques ou hydrauliques. Des systèmes de suspension pneumatiques sont installés dans des modèles de voitures tels que:

• Jaguar XJ avec le système CATS (Computer Active Technology Suspension). Mercedes-Benz modèles E et s équipés du système de suspension AIRmatic,

• Volkswagen Phanteon avec le système 4CL.

dans les solutions ci-dessus, un ressort à volume de gaz constant (permettant le réglage du dégagement du véhicule à la fois en conduite et à l’arrêt) coopère avec des amortisseurs à caractéristiques d’amortissement réglables.,

La masse de gaz ressorts à gaz utilisés dans une suspension hydropneumatique systèmes installés dans les véhicules de tourisme est constante. Cette solution a principalement été utilisée par Citroën dans des modèles tels que:

• BX, XM, Xantia et éventuellement en C5 et C6.

ces systèmes de suspension utilisent des ressorts à masse de gaz constante coopérant avec des vérins hydrauliques. Les éléments à pression contrôlée du système de suspension hydraulique permettent de régler la valeur de dégagement du véhicule.