ESTACA: La Formation Transports

Transcription

1 E S T A C A ESTACA: La Formation Transports Automobile, Aéronautique, Ferroviaire et Transports Guidés Ecole Supérieure des Techniques Aéronautiques et de Construction Automobile 1

2 Formation Michelin Technologie des Essieux Thierry ANNEQUIN 2

3 Définition et rôles des essieux - Introduction vocabulaire - Exigences fonctionnelles - Axe de pivot Sommaire Technologie des essieux - Composants principaux - Architectures principales trains avant - Architectures principales trains arrière Synthèse 3

4 Définition et rôles des essieux - Introduction vocabulaire - Exigences fonctionnelles - Axe de pivot Sommaire Technologie des essieux - Composants principaux - Architectures principales trains avant - Architectures principales trains arrière Synthèse 4

5 Introduction - Vocabulaire Essieu = Train = Dispositif guidant cinématiquement la roue par rapport au châssis Les éléments de guidage peuvent être dédiés ou contribuer à d autres fonctions (suspension, direction, freinage, ) 5

6 Définition et rôles des essieux - Introduction vocabulaire - Exigences fonctionnelles - Axe de pivot Sommaire Technologie des essieux - Composants principaux - Architectures principales trains avant - Architectures principales trains arrière Synthèse 6

7 Ils assurent : Fonction des essieux Le guidage cinématique de la roue / au châssis La transmission des efforts générés par les pneus au châssis Introduction vocabulaire Troisième niveau Quatrième niveau» Cinquième niveau 7

8 Sécurité : Exigences fonctionnelles Tenue à la corrosion Sollicitations exceptionnelles Sollicitations endommageantes (choc, crash) Performances : Guidage cinématique et sous efforts Filtrage vibro-acoustique Compatibilité : Adaptation à l architecture véhicule Spécifications imposées à l environnement des essieux 8

9 Définition et rôles des essieux - Introduction vocabulaire - Exigences fonctionnelles - Axe de pivot Sommaire Technologie des essieux - Composants principaux - Architectures principales trains avant - Architectures principales trains arrière Synthèse 9

10 Définition : Axe de pivot C est l axe autour duquel la roue braque Notion étendue aux essieux non-directeurs L axe de pivot influence le comportement routier et l agrément de conduite 10

11 Axe de pivot Tracé: Rechercher les points libres en rotation en partant du centre roue Point rotule supérieure Point rotule inférieure Axe de pivot Axe d amortisseur 11

12 Définition et rôles des essieux - Introduction vocabulaire - Exigences fonctionnelles - Axe de pivot Sommaire Technologie des essieux - Composants principaux - Architectures principales trains avant - Architectures principales trains arrière Synthèse 12

13 On va distinguer : Composants principaux Les éléments de suspension Les éléments de guidage Les éléments de guidage ET de suspension Les autres éléments rattachés à l essieu 13

14 Composants principaux Essieu Essieu + susp Suspension Appui supérieur Biellette BAD Berceau Support GMP Butée Ressort Portefusée BAD Liais. élastique Amortisseur Fusée Bielle direction Palier BAD Bras 14

15 Définition et rôles des essieux - Introduction vocabulaire - Exigences fonctionnelles - Axe de pivot Sommaire Technologie des essieux - Composants principaux - Architectures principales trains avant - Architectures principales trains arrière Synthèse 15

16 Architectures trains avant On distingue deux grandes familles : Mc Pherson Triangles superposés Mais il existe une multitude de variantes! 16

17 Mc Pherson intégral Les + : simplicité de construction faible encombrement transversal Amortisseur / jambe de force = guidage Les - : guidage frottements encombrement vertical déport à l axe épures limitées endurance liaison BAD 17

18 Pseudo Mc Pherson Triangle inférieur Jambe de force 18

19 Pseudo Mc Pherson Les + : simplicité de construction faible encombrement transversal rapport prix/guidage Les - : frottements encombrement vertical déport à l axe épures limitées 19

20 Flexion de tige 20

21 Pseudo Mc Pherson Évolution multi-bras : Tirant longitudinal Les + : relative simplicité de construction faible encombrement transversal rapport prix/guidage Les - : frottements encombrement vertical déport à l axe épures limitées Tirant transversal 21

22 Notion de pivot virtuel : Pseudo Mc Pherson Point de pivot matériel ω 1 ω 2 Point de pivot virtuel 22

23 Pivot virtuel : Pseudo Mc Pherson Bielle 1 Les + : faible encombrement transversal pivot virtuel Bielle 2 Les - : frottements encombrement vertical épures limitées coût 23

24 Pivot indépendant : Pseudo Mc Pherson 24

25 Pivot indépendant : Pseudo Mc Pherson Les + : faible déport à l axe faible encombrement transversal points d ancrage = Pseudo Mc Ph. Les - : frottements encombrement vertical épures limitées coût Gain déport au sol Gain déport à l axe 25

26 Double triangulation Pivot haut - ressort hélicoïdal : Les + : guidage de roue épures découplage suspension/guidage Les - : encombrement transversal encombrement vertical coût couplage guidage/filtrage 26

27 Double triangulation Pivot bas - ressort de torsion : Les + : guidage de roue encombrement vertical épures découplage suspension/guidage Les - : encombrement transversal coût barres à pré-contraindre couplage guidage/filtrage 27

28 Double triangulation Pivot bas - ressort hélicoïdal : Les + : guidage de roue encombrement vertical raisonnable épures (attention carrossage) découplage suspension/guidage Les - : encombrement transversal coût couplage guidage/filtrage 28

29 Double triangulation Pivot indépendant : Les + : guidage de roue découplage épures de carrossage/position axe de pivot découplage suspension/guidage moins «frottant» qu un essieu à bras superposés (1) Les - : encombrement vertical coût couplage guidage/filtrage (1) insensible en vertical au couple de décollement des rotules de pivot 29

30 Pivot indépendant : Double triangulation 30

31 4 bras : 4 1 Multi-bras Les + : guidage de roue épures découplage suspension/guidage axe de pivot virtuel Les - : encombrement transversal encombrement vertical coût couplage guidage/filtrage

32 Multi-bras 5 bras : Les + : guidage de roue épures 4 découplage suspension/guidage axe de pivot virtuel 3 5 Les - : encombrement transversal encombrement vertical coût couplage guidage/filtrage

33 Définition et rôles des essieux - Introduction vocabulaire - Exigences fonctionnelles - Axe de pivot Sommaire Technologie des essieux - Composants principaux - Architectures principales trains avant - Architectures principales trains arrière Synthèse 33

34 Architectures trains arrière On distingue cinq grandes familles : Mc Pherson Bras superposés Essieux à bras tirés ou semi-tirés Essieux semi-rigides Essieux rigides variantes! Mais il existe toujours une multitude de 34

35 Pseudo Mc Pherson Évolution 3 bras #1 : Les + : faible encombrement transversal pivot virtuel coût / multi-bras Tirant transversal Bielle de pince Les - : frottements encombrement vertical épures limitées largeur de coffre Tirant longitudinal 35

36 Évolution 3 bras #2 : Pseudo Mc Pherson Bielle de pince Tirant longitudinal Tirant transversal 36

37 Double triangulation Pivot bas : Les + : guidage de roue encombrement vertical épures découplage suspension/guidage Les - : encombrement transversal coût couplage guidage/filtrage 37

38 Multi-bras 4 bras : Bras supérieur 2 Bras supérieur 1 Les + : guidage de roue épures découplage suspension/guidage découplage guidage/filtrage Les - : encombrement transversal coût Bielle de pince Bras inférieur 38

39 Multi-bras 3 bras tirant longitudinal: Les + : guidage de roue épures découplage suspension/guidage découplage guidage/filtrage Les - : encombrement transversal encombrement vertical coût 39

40 Multi-bras 4 bras tirant longitudinal : Les + : guidage de roue et épures découplage suspension/guidage et guidage/filtrage Bras supérieur Bras inférieur Les - : encombrement transversal coût Bielle de pince Tirant longitudinal 40

41 5 bras : Les + : guidage de roue épures découplage suspension/guidage axe de pivot virtuel Multi-bras Les - : encombrement transversal encombrement vertical coût couplage guidage/filtrage robustesse en série 41

42 Multi-bras, variantes Renault Vel Satis : essieu «trigone» 42

43 Essieux à bras tirés Roues indépendantes : Les + : roues indépendantes faible encombrement vertical coût Les - : élasto-cinématique sous F t épures couplage guidage / filtrage 43

44 Essieux à bras tirés Roues indépendantes : Les + : roues indépendantes faible encombrement vertical coût Les - : élasto-cinématique sous F t épures couplage guidage / filtrage encombrement transversal * * incompatible avec essieu moteur 44

45 Roues indépendantes :2 bras obliques Les + : roues indépendantes faible encombrement vertical coût correction cinématique bras triangulés Essieux à bras semi-tirés Les - : couplage guidage / filtrage élasto-cinématique sous F t 45

46 Traverse déformable : Essieux semi-rigides Les + : capacité de charge corrections élasto-cinématiques encombrement vertical coût Les - : encombrement transversal couplage guidage / filtrage couplage D/G centre de roulis audessous du centre de la roue 46

47 Essieux semi-rigides Axe de rotation des fusées en pompage (mouvement de corps solide de l essieu) A A E Axe de rotation de la fusée G en roulis Axe de rotation de la fusée D en roulis Les axes de rotation en roulis et pompage sont différents 47

48 Essieux semi-rigides 48

49 Traverse déformable renforcée : Les + : capacité de charge corrections élasto-cinématiques coût Essieux semi-rigides Les - : encombrement transversal couplage guidage / filtrage couplage D/G centre de roulis au-dessous du centre de la roue 49

50 A barre Panhard : Les + : capacité de charge centre de roulis audessus du centre roue coût Essieux semi-rigides Barre Panhard Les - : encombrement transversal encombrement vertical masse non suspendue couplage guidage / filtrage couplage D/G 50

51 Essieux rigides A barre Panhard 4 bras : Les + : robustesse coût Barre Panhard Les - : encombrement transversal encombrement vertical masse non suspendue couplage guidage / filtrage couplage D/G faible garde au sol Bras de guidage (longi) 51

52 Triangle central : Les + : robustesse coût Essieux rigides Les - : encombrement transversal encombrement vertical masse non suspendue couplage guidage / filtrage couplage D/G faible garde au sol 52

53 Suspension à lames : Essieux rigides Les + : robustesse/réparabilité capacité fortes charges Les - : encombrement transversal encombrement vertical porte-à-faux AR long masse non suspendue couplage guidage / filtrage couplage D/G faible garde au sol 53

54 Suspension à lames : Essieux rigides 54

55 Essieux rigides Parallélogramme de Watt : Les + : robustesse ½ voie cste en pompage guidage transversal amélioré coût Les - : encombrement transversal encombrement vertical masse non suspendue couplage guidage / filtrage couplage D/G faible garde au sol 55

56 Définition et rôles des essieux - Introduction vocabulaire - Exigences fonctionnelles - Axe de pivot Sommaire Technologie des essieux - Composants principaux - Architectures principales trains avant - Architectures principales trains arrière Synthèse 56

57 Synthèse Synthèse Technologies des Essieux Mc Pherson intégral Pseudo Mc Pherson Doubletriangles Multi-bras Traverse déformable Essieu rigide Guidage /+ -/-- Axe de pivot Filtrage longitudinal - -/+ -/ Filtrage vertical Masse Charge acceptable Encombrement vertical /+ -/ Encombrement transversal Encombrement longitudinal /- - - Coût (fabrication) / Coût (R&D) /

58 Formation Michelin Technologie des Essieux Fin du module Merci de votre attention 58