Démystifier la magie noire : comment fonctionnent les amortisseurs

Les amortisseurs ne sont pas très glamour, mais ils jouent un rôle important dans le comportement de votre véhicule. Voici un aperçu de ces tubes magiques trouvés sous votre véhicule.

Les amortisseurs sont l'une des pièces les plus importantes de votre véhicule.C'est le seul élément qui façonne vraiment si votre camion est stable avec une boîte pleine de gravier, si votre VUS peut rouler sur un chemin de terre sans vous lancer dans les bois, si votre berline familiale ne s'enfonce pas sur l'autoroute ou si votre voiture de sport ne permute pas les extrémités grâce à une bosse dans un coin.

Ces pièces peuvent sembler magiques, des tubes qui se cachent sous votre véhicule jusqu'à ce qu'ils commencent à fuir. Ensuite, vous les remplacez par ce qui est le moins cher et conduisez jusqu'à ce qu'ils recommencent à fuir.

C'est ainsi que fonctionnent les amortisseurs, pourquoi ils sont si cruciaux pour la tenue de route de votre véhicule et les différences entre les différents types. Oh, et si vous êtes sur deux roues au lieu de quatre, les fonctions de base des amortisseurs sont les mêmes.

Tout d'abord, quelques variantes.

La plupart des véhicules modernes utilisent ce qu'on appelle des jambes de force MacPherson dans la suspension avant, parfois aux quatre coins. Ils ont un nom différent, mais ce ne sont que des chocs avec plus d'étapes.

Ces amortisseurs, conçus par Earle MacPherson, alors ingénieur de Chevrolet, sont des amortisseurs avec un cadre plus solide. Cela leur permet de faire une partie du travail des bras de commande et des fusées d'essieu. La jambe de force tient également le ressort. Mais c'est tout pour une autre histoire. La partie absorbant les chocs est comme n'importe quel autre choc.

Les systèmes de suspension du marché secondaire pour élever ou abaisser votre véhicule sont appelés coilovers. Le nom remonte à l'époque où les jambes de force étaient courantes, lorsque l'amortisseur et le ressort étaient montés sur le châssis à deux endroits différents. Un coilover leur a donné le même point de montage, plaçant l'amortisseur à l'intérieur du ressort - ou, le ressort hélicoïdal sur l'amortisseur.

La partie amortisseur est la même que n'importe quel autre amortisseur.

Du cheval et du buggy àFord Raptor , le but d'une suspension est de vous séparer en tant que passager de ce qui se passe sur la surface de la route. Même les meilleures routes ne sont pas parfaitement lisses, vous voulez donc que les roues - et les pneus - puissent monter et descendre sans que les passagers et la cargaison ne bougent de haut en bas.

Cela a d'abord été fait avec des ressorts seuls. Les ressorts hélicoïdaux (comme à l'avant d'une voiture), les ressorts à lames (regardez sous l'arrière d'une camionnette) et les barres de torsion (camions GM des années 1990) permettent aux roues de monter et descendre avec moins de mouvement de haut en bas des passagers. Ils contrôlent également certains mouvements du corps pour l'empêcher de heurter violemment le haut ou le bas de la course de la suspension.

Mais les ressorts n'amortissent pas l'énergie du mouvement de haut en bas. Ils compriment (ou étendent), stockent, puis libèrent la majeure partie de cette énergie. Ainsi, ils peuvent ensuite lancer le véhicule après une compression ou le ramener au sol après une extension, ou continuer ce cycle encore et encore. Ce n'est pas confortable. C'est aussi dur pour vous et pour le véhicule, et c'est dangereux.

Si vous regardez un clip d'une Ford Model T roulant sur une route accidentée, ce rebondissement n'est pas dû aux techniques cinématographiques à l'ancienne. C'est parce qu'ils avaient une suspension qui n'était que des ressorts à lames.

Les amortisseurs offrent une résistance pour amortir les oscillations vers le haut et vers le bas. Ils ralentissent le ressort lorsqu'il se comprime ou s'allonge, le ramenant à une position neutre le plus rapidement possible. C'est ainsi qu'ils rendent la conduite plus confortable, en supprimant tous les mouvements lourds.

L'amortisseur hydraulique a été breveté pour la première fois en 1907, utilisant un levier qui tournait contre les aubes et le fluide dans une petite boîte. L'amortisseur télescopique, nommé parce qu'il rentre et sort, est devenu populaire dans les années 1950. C'est la conception que l'on trouve sur la plupart des véhicules aujourd'hui.

Les amortisseurs télescopiques modernes partagent tous les mêmes caractéristiques de base. Ils ont un tube, le corps de l'amortisseur, qui est rempli d'un fluide hydraulique, un type d'huile conçu pour l'amortisseur. À l'intérieur de l'amortisseur, et attaché à une tige sortant de l'extrémité du corps de l'amortisseur, se trouve un piston.

Le piston se déplace à l'intérieur du corps, de haut en bas à travers le tube. La résistance à la traction du piston à travers un fluide est ce qui amortit le mouvement des ressorts et permet au véhicule de bien rouler. Ou mal.

C'est le piston dans l'amortisseur qui fait la magie. Parce que le liquide d'amortisseur ne peut pas être comprimé, il doit circuler à travers le piston.

Contrôler la façon dont le fluide circule à travers le piston est l'endroit où les concepteurs de suspension font leur travail - régler la façon dont le choc amortit le mouvement de haut en bas, comment il le fait à des vitesses de choc élevées (comme un nid-de-poule) et à basse vitesse (une route légèrement roulante).

Le piston d'amortisseur principal est un composant soigneusement conçu. Des trous percés ou moulés dans le piston contrôlent la quantité de fluide pouvant passer à travers le piston. Plus il y a de fluide qui peut passer, plus le piston peut monter et descendre facilement. Moins de débit de fluide signifie plus de résistance.

Changer le fluide modifie également la façon dont le fluide s'écoule à travers l'amortisseur. Pensez à une huile moteur 0W20 moderne qui coule plus facilement que l'eau par rapport à la consistance semblable à la mélasse d'une huile pour engrenages lourds.

Les concepteurs d'amortisseurs doivent choisir un fluide qui s'écoulera au débit souhaité également lorsqu'il fait froid en hiver et qu'il fait chaud en été. Ils font du bon travail, mais si vous avez conduit un véhicule sur une route accidentée après un démarrage à -30 degrés, vous avez probablement senti les amortisseurs se relâcher et commencer à se sentir plus normaux après quelques minutes de conduite.

Cela couvre le réglage de base, mais les constructeurs d'amortisseurs ont également des moyens d'affiner le mouvement des amortisseurs. Pour contrôler la compression (la caisse du véhicule se rapproche du sol) et la détente (le véhicule s'éloigne du sol).

Ils le font à l'aide de petits disques métalliques, appelés cales. L'épaisseur, le diamètre et le nombre de cales font tous partie du processus.

Une cale au bas du piston de l'amortisseur peut complètement arrêter le passage du fluide à travers un trou particulier pendant la compression. La même cale peut alors se plier de manière très précise lors du rebond du choc, permettant au fluide de passer à une vitesse souhaitée. La modification de la taille, du nombre et du positionnement de ces cales modifie la façon dont le piston se déplace dans le fluide, "réglant" l'amortisseur.

Les trous à un endroit différent et les cales de l'autre côté du piston font le même travail contre le mouvement de rebond.

Les concepteurs d'amortisseurs peuvent régler l'amortissement de la vitesse élevée et de la vitesse faible de l'arbre indépendamment l'un de l'autre. Ils utilisent plusieurs voies de fluide pour le faire et des vannes avec différentes résistances.

Un mouvement à basse vitesse peut ouvrir une soupape à faible résistance, permettant au fluide de s'y déplacer et de contrôler des mouvements doux comme une route accidentée. Lorsque l'amortisseur se déplace à grande vitesse, disons que vous heurtez un rocher, un nid-de-poule ou une grosse bosse, ces petits trous à faible résistance ne peuvent pas déplacer suffisamment de liquide. Cela ouvre une soupape à grande vitesse et envoie le fluide de choc à travers le chemin de fluide conçu pour l'amortissement à grande vitesse.

L'amortissement sensible à la position est une autre technique avancée où le choc se comporte différemment lorsqu'il est à la fin de sa course par rapport à près du centre. Dans le cas d'un amortissement sensible à la position, il existe des trajets de fluide supplémentaires dans le corps de l'amortisseur. Lorsque le piston est au bon endroit, une partie du fluide s'écoule autour de lui au lieu de le traverser, ce qui modifie la réponse du choc.

Et les amortisseurs réglables ? Du marché secondaire, ces amortisseurs vous permettent de modifier la sensation de votre suspension pour s'adapter à vous et à votre conduite. De l'usine, les amortisseurs réglables permettent aux ingénieurs de suspension de programmer différents niveaux d'amortissement pour des dizaines de scénarios possibles. Ils laissent l'ordinateur changer les amortisseurs pour une conduite sportive ou douce (ou une conduite hors route) à la volée.

Les amortisseurs à réglage manuel vous permettent de tourner un bouton sur le corps de l'amortisseur. Le bouton est attaché à une petite valve dans le piston qui entre et sort pour changer la façon dont le liquide de choc se déplace à travers ce trou. Plus l'écoulement de fluide le ramollit, moins l'écoulement de fluide le raidit. Ce sont de petits ajustements, ils ne changeront pas complètement la sensation de choc.

Les amortisseurs à réglage électronique effectuent ces ajustements avec une valve à commande électronique au lieu d'une que vous devez tourner manuellement. Certains de ces amortisseurs n'ont que quelques réglages, disons normaux et Sport, mais d'autres offrent bien plus.

Les amortisseurs qui offrent plusieurs réglages contrôlés électroniquement sont généralement appelés amortisseurs adaptatifs ou suspension adaptative. Avec ces systèmes, l'ordinateur peut dire à l'amortisseur de s'ajuster plusieurs fois en une seule seconde, en s'adaptant au terrain. Vous donnant le bon réglage de choc pour les prochains centimètres de route ou de sentier.

Chargé au gaz était un mot à la mode pour les amortisseurs pendant des années, bien qu'il ait disparu du discours marketing. Pourtant, l'idée est efficace.

Déplacer un piston d'avant en arrière des milliers de fois par mile mélange l'air dans le fluide. Secouez une bouteille d'huile moteur et vous verrez les bulles. Ces bulles sont mauvaises.

C'est ce qu'on appelle la cavitation. Ces bulles d'air ne coulent pas comme de l'huile, ce qui pose des problèmes pour l'amortisseur soigneusement conçu. L'ajout d'azote sous pression à l'amortisseur aide à prévenir la cavitation, en gardant les bulles à l'extérieur et les chocs heureux.

MagneRide a été inventé par Delphi, alors division de General Motors, et introduit dans la Cadillac Seville STS 2002 et la Chevrolet Corvette 2003. La société a vendu la technologie, et maintenant la conduite magnétique se trouve dans les véhicules de GM, la Ford Mustang GT, l'Audi R8, même dans les véhicules modernesFerrariet les véhicules Lamborghini.

L'astuce consiste à utiliser des amortisseurs remplis de fluide magnétorhéologique. Fluide magnétorhéologique signifie qu'il y a de minuscules particules dans le fluide qui sont affectées par les champs magnétiques.

Ces amortisseurs ont un électro-aimant dans le piston. Lorsque la puissance magnétique est faible, le fluide s'écoule comme un fluide de choc normal. Augmentez la puissance magnétique et le fluide devient plus épais. Il rigidifie le mouvement du piston à travers le fluide.

Le champ magnétique peut être ajusté 1 000 fois par seconde, modifiant constamment la viscosité du fluide. Frappez un nid-de-poule pointu et le choc peut se détendre pour absorber l'impact initial. Ensuite, l'aimant se met sous tension, épaississant le fluide et absorbant le mouvement du nid-de-poule avant que la suspension ne s'effondre et envoie l'impact dans le châssis - et vous.

Les amortisseurs magnétiques permettent aux VUS massifs comme leGMC Yukon avoir une conduite semblable à celle d'une voiture et une capacité de chargement élevée. Ils permettent également aux voitures de sport d'avoir des ressorts rigides pour la piste sans vous écraser les reins dans la rue.

Le déplacement d'un piston dans un fluide crée de la chaleur. Cette chaleur modifie la façon dont le fluide réagit lorsqu'il s'écoule à travers le piston. Dans la plupart des conduites sur chaussée, le corps de l'amortisseur peut transférer suffisamment de chaleur à l'air extérieur pour que cela ne soit pas un problème.

Dirigez-vous hors route, en particulier lors de courses rapides sur des terrains accidentés ou sur des chemins de gravier, et le liquide peut surchauffer. Lorsque le liquide de choc surchauffe, il ne peut pas faire son travail. Cela peut vous rendre incontrôlable ou à la maison à l'arrière d'un lit à plat.

Le moyen le plus simple de résoudre ce problème consiste à ajouter plus de liquide dans un réservoir séparé. Plus de liquide peut absorber plus de chaleur, et le réservoir supplémentaire signifie plus de surface pour le laisser refroidir.

Il existe deux types de choc à réservoir distant. On attache le réservoir au corps de l'amortisseur. Cela ressemble à un deuxième choc plus court attaché au choc réel. La seconde consiste à faire passer un tuyau et à placer le réservoir ailleurs. Le long tuyau ajoute de la capacité et du refroidissement. Éloigner le réservoir de la roue est également bon pour éviter des dommages danscourse hors routeconditions.

Ensuite, il y a les amortisseurs vraiment magiques : la soupape à tiroir de suspensions dynamiques de Multimatic ou les amortisseurs DSSV. Vous les trouverez dans les voitures de Formule 1 primées, la Ford GT et les véhicules GM comme laChevrolet Colorado ZR2.

Au lieu des cales de disque métalliques utilisées par d'autres amortisseurs, Multimatic utilise ce qu'on appelle des distributeurs à tiroir. Ils sont constitués d'un manchon creux avec un ressort à l'intérieur et d'un capuchon qui repose sur le ressort.

Le ressort se comprime lorsqu'une force est exercée sur l'amortisseur. Des trous soigneusement conçus dans le manchon sont ensuite exposés à une vitesse connue, laissant le fluide s'écouler. Il y a deux distributeurs à tiroir, un pour les forces de compression et un second pour le rebond. Permettre aux concepteurs de régler chaque mouvement indépendamment.

Sur lehors route Colorado ZR2 , il y a en fait un troisième distributeur à tiroir. Il est sensible à la position, de sorte qu'il ne s'engage qu'à un débattement extrême de la suspension. Fondamentalement, il est là pour contrôler la façon dont le camion atterrit en douceur.

Ces amortisseurs ne sont pas réglables. Mais parce qu'ils sont beaucoup plus prévisibles et cohérents que les cales métalliques d'un amortisseur traditionnel, les ingénieurs peuvent être beaucoup plus précis pour les faire rouler et gérer exactement ce que les ingénieurs veulent.

C'est la magie de votre amortisseur, peu importe le type utilisé par votre véhicule. Bien sûr, même s'ils ont tous la même fonction, le temps, le budget et les matériaux investis dans les cales, les fluides et même les joints en caoutchouc sont tous importants. Ainsi, la prochaine fois que vous aurez besoin de nouveaux amortisseurs, rappelez-vous que, comme pour de nombreuses pièces automobiles, vous en aurez pour votre argent.

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