CONTROLE TRAIN ROULANT / CONNAISSANCE DE BASE

Objectif : Être capable d’identifier et de nommer les éléments constitutifs d’un train roulant, ainsi que les différents angles et leurs caractéristiques qui influent sur le comportement dynamique du véhicule dans le but de contrôler la géométrie des trains roulants d’un véhicule.

Afin d’assurer de bonnes conditions de tenue de route et de préserver l’état des pneumatiques, les trains roulants doivent respecter des conditions géométriques

Les trains roulant sont composés de plusieurs angles et cotes permettant :
 une bonne STABILITÉ du véhicule en ligne droite comme en virage,
 une bonne DIRIGEABILITÉ quelque soit le profil de la route et la charge du véhicule,
 une RÉVERSIBILITÉ limitée pour limiter les réactions des roues vers le volant,
 une RÉVERSIBILITÉ suffisante pour faciliter le rappel et le maintien des roues en ligne droite.

 

diag usure pneus angle train roulant geométrie carrossage chasse pivot

Référentiel géométrique constructeur – position du véhicule sur les axes X, Y et Z

Lors du développement d’un véhicule, les concepteurs commencent par définir le référentiel géométrique constructeur. Celui-ci est décrit au moyen d’un ensemble d’axes X, Y et Z.

Les axes Z et X passent par le milieu de l’essieu avant

; l’axe Y passe en général exactement par le centre des roues avant. Le référentiel géométrique constructeur correspond à la position que le véhicule occupe à son assiette théorique.

Toutes les valeurs assignées indiquées par le constructeur se rapportent au référentiel géométrique constructeur.

Par conséquent, lorsque des valeurs sont mesurées et comparées au cours du contrôle de géométrie, elles le sont toujours par rapport au référentiel géométrique constructeur – cela vaut également pour les concepts relatifs aux trains roulants décrits ci-après.

Assiette

L’assiette du véhicule, ou hauteur de caisse, a une influence déterminante sur les résultats du contrôle de géométrie. Elle varie en fonction du chargement du véhicule, du niveau de remplissage du réservoir à carburant ou d’autres réservoirs, mais également en fonction des différences de température. Les valeurs de géométrie des trains roulants, comme le parallélisme, le carrossage et la chasse sont donc susceptibles d’être modifiées par ces facteurs.

Concepts spécifiques aux trains roulants

Le plan médian de la roue

Le plan médian de la roue coupe verticalement l’axe de rotation de la roue à mi-largeur du pneu.

Le point de contact du pneu

Le point de contact du pneu est le point d’intersection d’une ligne verticale située sur le plan médian de la roue et passant par l’axe de rotation, avec le plan de la chaussée.

 

La voie

La voie est la distance entre le centre des deux roues d’un même essieu.

Sur les véhicules à suspension à roues indépendantes équipés de bras transversaux ou de bras obliques, la voie est modifiée lors de la compression et de la détente des ressorts.

 

L’empattement

L’empattement est la distance entre le moyeu de roue avant et le moyeu de roue arrière.

 

Le plan longitudinal médian du véhicule

Le plan longitudinal médian est un plan que le véhicule présente de manière fixe. Il est perpendiculaire à la chaussée et passe par le milieu des voies des essieux avant et arrière (plan X/Z).

 

L’axe de poussée géométrique

L’axe de poussée géométrique est la bissectrice de l’angle de pincement total de l’essieu arrière.

Exemple concret

L’essieu arrière est déterminant pour la trajectoire du véhicule, c’est pourquoi toutes les mesures relatives aux roues avant ainsi que certains systèmes d’aide à la conduite se rapportent à l’axe de poussée géométrique. Lorsque les trains roulants sont dans un état optimal, l’axe de poussée géométrique se situe sur le plan longitudinal médian du véhicule.

 

L’angle d’axe de poussée

L’angle d’axe de poussée est l’angle compris entre le plan longitudinal médian (2) et l’axe de poussée géométrique (1).

Angle d’axe de poussée optimal

Il résulte de l’axe de poussée géométrique, du déport latéral et de l’obliquité de l’essieu arrière.

Si l’angle d’axe de poussée est dirigé vers le côté avant gauche, on dit qu’il est positif. S’il est dirigé vers le côté avant droit, on dit qu’il est négatif.

 

La position de ligne droite

Dans cette position, les deux roues avant présentent la même valeur de parallélisme par rapport au plan longitudinal médian du véhicule.

C’est dans cette position que l’on contrôle la géométrie de l’essieu arrière.

 

Le parallélisme par roue sur l’essieu arrière

Le parallélisme par roue sur l’essieu arrière est l’angle compris entre le plan longitudinal médian du véhicule et le plan médian d’une roue.

Plan longitudinal médian du véhicule

 

Il est positif (pincement) lorsque la partie avant de la roue est dirigée vers le plan longitudinal médian du véhicule.

Pincement

 

Il est négatif (ouverture) lorsque la partie avant de la roue est dirigée à l’opposé du plan longitudinal médian du véhicule.

Ouverture

 

Le parallélisme par roue sur l’essieu avant

Le parallélisme par roue sur l’essieu avant est l’angle compris entre l’axe de poussée géométrique et le plan médian d’une roue.

Axe de poussée géométrique

 

Il est positif (pincement) lorsque la partie avant de la roue est dirigée vers l’axe de poussée géométrique.

Pincement

 

Il est négatif (ouverture) lorsque la partie avant de la roue est dirigée à l’opposé de l’axe de poussée géométrique.

Ouverture

Le parallélisme total

 

Le parallélisme total est l’addition des valeurs de parallélisme des roues gauche et droite d’un même essieu. Il faut tenir compte du signe précédant les valeurs de parallélisme par roue.

Le carrossage

Le carrossage est l’angle compris entre le plan médian de la roue et une ligne perpendiculaire au plan de la chaussée passant par le point de contact du pneu.

On distingue le carrossage positif du carrossage négatif.

  • Le carrossage est positif (+) lorsque la partie supérieure de la roue est dirigée vers l’extérieur par rapport au plan médian de la roue.
  • Le carrossage est négatif (–) lorsque la partie supérieure de la roue est dirigée vers l’intérieur par rapport au plan médian de la roue.

L’inclinaison de pivot

L’inclinaison de pivot est l’angle compris entre l’axe de pivot (b) et une ligne verticale (a) perpendiculaire à la chaussée (parallèle au plan longitudinal médian du véhicule).

L’inclinaison de pivot entraîne un soulèvement du véhicule lors du braquage de la direction, lequel génère un effort de rappel.

Positif

 

Négatif

Le déport au sol

Le déport au sol est l’écart entre le point de contact du pneu et le point d’intersection du prolongement de l’axe de pivot (également appelé axe de pivotement de la direction) avec la chaussée.

On distingue déport au sol positif (+), négatif (–) et nul.

Le déport au sol résulte des valeurs de carrossage, d’inclinaison de pivot et de déport de jante.

Déport au sol positif

Déport au sol négatif

Déport au sol nul

 

Déport au sol autostabilisant

En cas de déport négatif, la roue présentant le coefficient de frottement le plus élevé est tournée plus fortement vers l’intérieur. Un phénomène de contre- braquage spontané apparaît – le conducteur n’a plus qu’à tenir le volant.

Un déport nul empêche la transmission des forces perturbatrices à la direction en cas de freinage inégalement réparti et lorsqu’un pneu est défectueux.

La chasse

La chasse est l’inclinaison de l’axe de pivot sur l’axe longitudinal du véhicule par rapport à une ligne perpendiculaire au plan de la chaussée.

On distingue la chasse positive de la chasse négative.

  • Quand elle est positive, le point de contact du pneu est en retrait par rapport au point d’intersection de l’axe de pivot avec le sol. Les roues sont « tirées »

=> stabilisation de la trajectoire.

  • Quand elle est négative, le point de contact du pneu devance le point d’intersection de l’axe de pivot avec le sol. Les roues sont « poussées ».

La divergence

La divergence est la différence d’angle de braquage entre la roue extérieure et la roue intérieure dans un virage.

La divergence est déterminée par l’épure de Jeantaud. Elle donne ainsi une indication sur le fonctionnement de l’épure de Jeantaud pour un braquage donné – vers la gauche ou vers la droite.

Chasse positive

 

Chasse négative

 

Le quadrilatère de Jeantaud (déterminé par l’épure de Jeantaud)

L’essieu avant, les leviers de biellette de direction et le mécanisme de direction forment ensemble le quadrilatère de Jeantaud.

L’épure de Jeantaud permet d’obtenir les angles de braquage différents nécessaires pour négocier un virage.

Le porte-fusée et le levier de biellette de direction ne présentent pas un angle de 90° l’un par rapport à l’autre. Il en résulte des courses d’amplitudes différentes à l’extrémité des deux leviers de biellette de direction lors d’un braquage. Les roues ne sont donc pas aussi fortement braquées l’une que l’autre.

L’angle de braquage maximum

L’angle de braquage maximum est l’angle formé par les plans médians de la roue intérieure (B) et de la roue extérieure (A) en cas de braquage maximum de la roue vers la gauche / vers la droite par rapport au plan longitudinal médian du véhicule.

L’angle de braquage maximum doit être le même des deux côtés du véhicule. Si tel est le cas, les diamètres de braquage sont identiques.

 

Virage

Ligne droite

Porte-fusée

Levier de biellette de direction

 

Plan longitudinal médian

L’angle de dérive

L’angle de dérive est l’angle formé par le plan de la roue par rapport au sens de la marche (sens de déplacement de la roue).

Un angle de dérive apparaît lorsque des forces perturbatrices latérales, comme le vent latéral ou la force centrifuge, agissent sur un véhicule roulant. Les roues changent alors d’orientation et tournent sur un axe légèrement décalé par rapport au sens initial de la marche.

Si l’angle de dérive est identique à l’avant et à l’arrière, le comportement routier n’est pas modifié. Si l’angle de dérive est plus important à l’avant, il apparaît un phénomène de sous-virage. S’il est plus important à l’arrière, il y a survirage.

L’angle de dérive dépend de la charge à la roue, de la force perturbatrice, du type du pneu, de ses sculptures, de sa pression de gonflage et de la force d’adhérence statique.

L’angle de décalage des roues

L’angle de décalage des roues est l’angle compris entre la ligne reliant les points de contact des pneus et une ligne perpendiculaire à l’axe de poussée géométrique.

On distingue l’angle de décalage positif de l’angle de décalage négatif :

  • Positif : la roue droite est décalée vers l’avant
  • Négatif : la roue droite est décalée vers l’arrière

S448_027

Forces perturbatrices latérales

 

Axe de poussée géométrique

La différence d’empattement

La différence d’empattement est l’angle formé par la ligne reliant les points de contact des pneus avant et la ligne reliant les points de contact des pneus arrière.

On distingue l’angle positif de l’angle négatif :

  • Positif : l’empattement est plus important du côté droit que du côté gauche
  • Négatif : l’empattement est moins important du côté droit que du côté gauche

Le déport latéral

Le déport latéral est l’angle formé par la ligne reliant les points de contact des pneus avant et arrière, du côté gauche ou du côté droit, et l’axe de poussée géométrique.

Le déport latéral peut permettre de déceler d’éventuels dommages de la carrosserie.

 

Axe de poussée géométrique

 

L’écart de voie

L’écart de voie est l’angle formé par la ligne reliant les points de contact des pneus avant et arrière gauches et celle reliant les points de contact des pneus avant et arrière droits.

L’écart de voie est dit positif lorsque la voie arrière est plus importante que la voie avant.

Le décalage des essieux

On parle de décalage positif des essieux lorsque l’essieu arrière est décalé sur la droite de l’axe de poussée géométrique par rapport à l’essieu avant.

Le décalage des essieux peut permettre de déceler d’éventuels dommages de la carrosserie.

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Axe de poussée géométrique

 

Le déport de jante

Le déport de jante est la distance comprise entre le centre de la jante et la surface d’appui intérieure de la roue à disque (« x »).

Le déport de jante a une influence sur la voie et sur le déport au sol.

S448_033

Il existe trois variantes de déport de jante :

  • Déport nul, lorsque la surface d’appui intérieure se trouve exactement au centre de la roue
  • Déport positif, lorsque la surface d’appui intérieure est décalée vers le côté extérieur de la roue par rapport au centre de la jante – réduction de la voie
  • Déport négatif, lorsque la surface d’appui intérieure est décalée vers le côté intérieur de la roue par rapport au centre de la jante – augmentation de la voie

S448_034

Positif

Nul

Négatif

Pourquoi faut-il procéder au contrôle de géométrie des trains roulants ?

Pour qu’un véhicule présente un comportement routier optimal et une usure des pneus minimale, le réglage des trains roulants doit être correct.

Un défaut de réglage du parallélisme ou du carrossage, causé par l’usure ou par un accident, entraîne une diminution de la sécurité du véhicule.

Un écart non admissible peut également apparaître dans le réglage des liaisons au sol à la suite de réparations, comme le remplacement de pièces des trains roulants.

Des réglages erronés peuvent à leur tour conduire à un mauvais positionnement des roues, qui aboutira à terme à un endommagement des pneus.

Lorsque le comportement routier présente des anomalies ou que l’on constate une usure anormale, un contrôle de géométrie permet de déterminer quelles en sont les causes et comment ramener les trains roulants à un état conforme en effectuant les interventions appropriées.

 

Propriétés des trains roulants – Conséquences d’un éventuel défaut – Possibilités de réglage

Parmi les propriétés des trains roulants, on distingue les propriétés de base / de référence, non réglables et inhérentes à la conception du véhicule, et les propriétés réglables. Ces propriétés sont détaillées dans le tableau ci-dessous.

Propriété des trains roulants (concepts de base) Conséquences d’un éventuel défaut – possibilité de réglage
Voie Propriété de base / de référence liée à la conception, donc aucune conséquence à signaler

  • Propriété non réglable des trains roulants
Empattement Propriété de base / de référence liée à la conception, donc aucune conséquence à signaler

  • Propriété non réglable des trains roulants

 

Propriété des trains roulants (concepts de base) Conséquences d’un éventuel défaut – possibilité de réglage
Plan médian de roue Propriété de base / de référence liée à la conception, donc aucune conséquence à signaler

  • Propriété non réglable des trains roulants
Point de contact du pneu avec le sol Propriété de base / de référence liée à la conception, donc aucune conséquence à signaler

  • Propriété non réglable des trains roulants
Axe de poussée géométrique Si cette ligne diverge du plan longitudinal médian, le véhicule présente un angle d’axe de poussée et se déplace avec un décalage latéral (on parle de « marche en crabe »).

  • Propriété réglable des trains roulants
Plan longitudinal médian du véhicule Propriété de base / de référence liée à la conception, donc aucune conséquence à signaler

  • Propriété non réglable des trains roulants
Angle de l’axe de poussée Si l’axe de poussée du véhicule présente un angle non nul, le véhicule se déplace avec un décalage latéral (« marche en crabe »).

  • Propriété réglable des trains roulants
Ligne droite Il s’agit d’une position où les roues avant présentent la même valeur de parallélisme par rapport au plan longitudinal médian du véhicule.

C’est dans cette position que l’on contrôle la géométrie de l’essieu arrière.

Parallélisme Parallélisme négatif trop important (ouverture) : usure de l’intérieur du pneu et mauvaise stabilité directionnelle

Parallélisme positif trop important (pincement) : usure de l’extérieur du pneu et mauvaise stabilité directionnelle

  • Propriété réglable des trains roulants

 

Propriété des trains roulants (concepts de base) Conséquences d’un éventuel défaut – possibilité de réglage
Carrossage Carrossage négatif trop important : meilleure stabilité latérale en virage, mais sollicitation excessive d’un côté du pneu et par conséquent usure accrue du côté intérieur du pneu

Carrossage positif trop important : moins bonne stabilité latérale en virage, usure accrue du côté extérieur du pneu

  • Propriété réglable, spécifique aux trains roulants d’un véhicule donné
Inclinaison de pivot Inclinaison de pivot trop importante : efforts de direction et de maintien de trajectoire importants

Inclinaison de pivot trop faible : mauvais rappel de la direction, tendance à l’endommagement des pneus, risque de tirage latéral du véhicule

Inclinaison de pivot différente à gauche et à droite : tendance au tirage latéral du véhicule

  • Propriété non réglable des trains roulants
Déport au sol Le déport au sol est influencé par le carrossage, l’inclinaison de pivot et le déport de jante, il peut donc être modifié indirectement par le réglage de ces valeurs.

  • Propriété non réglable des trains roulants
Chasse Chasse positive trop importante : efforts de direction et de maintien de trajectoire importants

Chasse négative trop importante : mauvais rappel de la direction, tendance à l’endommagement des pneus

Chasse différente à droite et à gauche : tendance au tirage latéral du véhicule La chasse est modifiée par ex. par l’ajout d’une charge dans le coffre à bagages.

  • Propriété réglable, spécifique aux trains roulants d’un véhicule donné
Divergence Propriété de base / de référence liée à la conception, donc aucune conséquence à signaler

  • Propriété non réglable des trains roulants
Quadrilatère de Jeantaud L’essieu avant, les leviers de biellette de direction et le mécanisme de direction forment ensemble le quadrilatère de Jeantaud.

L’épure de Jeantaud permet d’obtenir les angles de braquage différents qui sont nécessaires pour négocier un virage.

  • Propriété non réglable des trains roulants
Angle de braquage maxi. Si l’angle de braquage maximum est différent pour un braquage à gauche et un braquage à droite, le diamètre de braquage est différent du côté gauche et du côté droit.

Cet angle est inhérent à la conception du véhicule.

  • Propriété réglable des trains roulants

 

 

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Posted in - CHASSIS, 5 - TRAIN ROULANT, CHÂSSIS / DIRECTION
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