O.P. : 5 CONTROLE ET REMISE EN ETAT DU TRAIN AVANT

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1 O.P. : 5 CONTROLE ET REMISE EN ETAT DU TRAIN AVANT Niveau : Technicien Spécialité : Réparation Automobile 26

2 FICHE DE TECHNOLOGIE GEOMETRIE DU TRAIN AVANT 1. Conditions de la tenue de route : Pour assurer la stabilité d'un véhicule et son contrôle aisé, il est nécessaire : d'éviter les pertes d'adhérence et de trajectoire par : ripage permanent des pneumatiques en ligne droite ou en virage, déplacement latéral subit des roues, braquage incontrôlé des roues lors des débattements de suspension ; d'éviter que les réactions reçues par les roues soient répercutées au volant ; de faciliter le retour et le maintien des roues en position ligne droite. Ces différents défauts provoqueraient une usure anormale de la bande de roulement des pneumatiques. Fig. 1. Parallélisme et alignement. Parallélisme parfait. Train AV : cote A = cote B ; Train AR : cote A' = cote B'. Axes des plans des roues confondues ou parallèles à l'axe de symétrie du véhicule. Lorsque le véhicule est en ordre de marche et roule sur un sol plan et uni, les deux roues d'un même essieu doivent être parallèles et les deux essieux alignés (fig. 1). Le parallélisme est parfait lorsque la distance A est égale à la distance B. Si A est inférieure à B : il y a pincement (fig. 2). Si A est supérieure à B : il y a ouverture (fig. 3). Fig. 2. A < B : Pincement. La différence de cote entre l'avant et l'arrière des roues du même essieu peut se mesurer en millimètre ou en degrés, si l'on considère l'angle (α) formé par l'axe de la roue et l'axe de symétrie du véhicule. Fig. 3. A > B : Ouverture. Niveau : Technicien Spécialité : Réparation Automobile 27

3 2. Variations de parallélisme : Les biellettes de direction sont, par une extrémité, solidaires de la caisse, par l'autre, solidaires du train roulant (fig. 4). Lors des débattements de suspension, la position des biellettes de direction varie, entraînant des variations de parallélisme. Fig. 4. Position de la crémaillère de direction par rapport aux rotules des bras de direction. Dans l'exemple choisi (direction placée en arrière de l'essieu), le parallélisme varie dans le sens du pincement. (A < B), lors des compression de suspension (fig. 5). Dans le cas où la direction aurait été placée en avant de l'essieu, la variation se serait produite dans le sens de l'ouverture. Ces variations inévitables pourront être judicieusement réparties par une mise à hauteur précise de la crémaillère, ou de la timonerie du boîtier de direction. A vide, les roues ne sont donc pas nécessairement parallèles. Le constructeur devra tenir compte, dans le réglage initial : des phénomènes démontrés ci-dessus, des tendances à l'ouverture ou à la fermeture provoquées par le mode de propulsion et les autres éléments de la géométrie du train avant. des usures anormales décelées lors des essais routiers. Fig. 5. a) Elément de la direction véhicule à vide. b) et c) En charge : déplacement relatif entre la crémaillère et les rotules de bras de direction E' > E. Variation du parallélisme. Pour qu'aucune des roues ne ripe, dans un virage, il est nécessaire que les quatre roues se déplacent par rapport à un centre de rotation commun (O). Les roues arrières ne pouvant être orientées, le centre O devra obligatoirement se situer dans le prolongement de leur axe commun. Les axes des fusées des roues avant devront être orientées de telle sorte que leurs prolongements soient concourants du point O. Fig. 6. Dans un virage à droite αd doit être supérieur à αg. Niveau : Technicien Spécialité : Réparation Automobile 28

4 Dans un virage à droite, l'angle α G doit donc être inférieur à l'angle α D. Dans un virage à gauche, α G doit être supérieur à α D. Ces conditions sont obtenues par une orientation particulière des bras de direction par rapport aux axes de pivot. 3. L'épure de Jeantaud : L'épure de Jeantaud définit que les prolongements des lignes passant par les pivots et les rotules des bras de direction doivent être concourants, en ligne droite, au centre de l'axe de l'essieu arrière. Fig. 7. Dans un virage à gauche αg doit être supérieur à αd. Remarque : Cette solution approchée n'est pas toujours vérifiée. Dans les virages, les pneumatiques ne suivent pas toujours la trajectoire désirée du fait de la force centrifuge : dérive des pneumatique ; reports de charge sur la roue avant extérieure et du déteslage de la roue avant intérieure (roulis) qui provoquent des variations de braquage de celles-ci (mouvement angulaire des billettes de direction). Pour ces raisons, les dispositions définies par l'épure de Jeantaud, qui reste une base de référence, doivent être adaptées à chaque type de véhicule. 4. Les répercussions dans le volant : Fig. 8. Epure de Jeantaud. Fig. 9. Epure de Jeantaud en braquage à droite : g = d α G > α D. Il est possible : d'utiliser une direction peu réversible (ce qui n'est pas toujours souhaitable ou possible). de limiter ou supprimer les couples sur les axes de pivot. On peut diminuer ou supprimer la distance entre l'axe de pivot et le plan de la roue mesuré au sol. On nomme cette distance le déport (fig. 11). Fig. 10. Braquage à gauche : g = d α G > α D. Niveau : Technicien Spécialité : Réparation Automobile 29

5 Lorsqu'une roue directrice reçoit du sol un choc de face, celle-ci est retenue vers l'arrière par une force résistante. Cette force produit sur l'axe de pivot un couple dont le moment est égal à C = F. d (fig. 12). Pour une force résistante donnée, le couple sera donc fonction du déport. 5. Le déport : Le déport au sol peut être réduit ou supprimé par une orientation particulière : Fig. 11. Déport au sol : (1) Plan de la roue ; (2) axe de pivot ; (3) Déport au sol. des plans des roues (déport de jante, carrossage), des axes de pivot (inclinaison). Le déport au sol peut être positif, nul ou négatif (fig. 13). Nota : Un léger déport : facilite le retour et le maintien des roues en ligne droite en roulant (autostabilité), évite le ripage des pneus dans les manoeuvres à basse vitesse. 6. Solutions possibles : Fig. 12. Effet du déport au sol. A : sens d'avancement du véhicule ; F : Force produite par un choc ; d : Déport au sol ; C : couple produit sur l'axe de pivot : C = F. d. Si l'on diminue d, C diminue. 1. Déport de jante : Axe de pivot et plan de la roue confondus. Ceci n'est possible que si les freins ne sont pas placés entre le porte-fusée et la roue (fig. 14). 2. Inclinaison de l'axe de pivot : L'angle d'inclinaison de pivot est l'angle formé par le verticale au sol et l'axe de pivot dans le plan transversal du véhicule (fig. 15). Fig. 13. Déport au sol. L'inclinaison du pivot contribue au retour des roues en ligne droite grâce au léger soulèvement du véhicule qu'il provoque au moment du braquage. Niveau : Technicien Spécialité : Réparation Automobile 30

6 Fig. 14. Pivot dans le plan de la roue. dj = déport de jante. Fig. 15. Angle d'inclinaison de pivot. Fig. 16. Angle de carrossage. 3. Inclinaison de la roue : carrossage. L'angle de carrossage est l'angle formé par la verticale au sol et le plan de la roue (fig. 16). Le carrossage toujours très faible peut être positif, négatif et même nul. Un carrossage exagéré provoquerait : la convergence ou la divergence des roues par roulage sur la génératrice d'un cône, le braquage intempestif sur chaussée bombée, une usure anormale des pneumatiques (fig. 17). Fig. 17. Effet du carrossage positif : Roulement des roues sur les génératrices d'un cône : divergence des roues. Fig. 18 Carrossage Niveau : Technicien Spécialité : Réparation Automobile 31

7 Conclusion : Nous voyons que le déport dans le cas où le pivot n'est pas dans l'axe de la roue, est fonction de deux angles : angle d'inclinaison de pivot, angle de carrossage. Ces deux angles sont indissociables. Ils forment l'angle inclus (fig. 19). Ils déterminent la forme du porte-fusée dont l'axe de fusée et l'axe de pivot forment un angle précis, qui a pour valeur la somme de trois angles (fig. 20) : angle de pivot + angle droit + angle de carrossage. L'angle inclus doit rester invariable d'une roue à l'autre d'un même essieu. Une variation de cet angle sur une des roues lors du contrôle du train indique la déformation du portefusée. Fig. 19. Combinaison des deux angles : Pi + Ca I (angle inclus) 7. Retour et maintien des roues en ligne droite : L'autostabilité de la direction est réalisée par : un léger déport (positif ou négatif), l'inclinaison du pivot qui provoque, au braquage un soulèvement de la caisse, le carrossage (positif ou négatif), l'angle de chasse. Fig. 20. Géométrie des porte fusées : Pi Ca = α. Fig. 21. Déport au sol. (1) Positif ; (2) Nul (par combinaison des angles de carrossage et inclinaison de pivot) ; (3) Nul (pivot dans l'axe, exemple GS) ; (4) Négatif. Niveau : Technicien Spécialité : Réparation Automobile 32

8 8. Angle de chasse : 8.1. Définition : L'angle de chasse est l'angle (Ch) formé par la verticale et l'inclinaison du pivot vue dans le plan longitudinal du véhicule (fig. 22). Fig. 22. Angle de chasse Rôle : Grâce à cet angle, le prolongement de l'axe de pivot coupe la ligne du sol en un point situé en avant du point de contact du pneu sur le sol. Il se produit un effet de "roue tirée", dont l'axe de pivot se situe en avant de la roue (roulette mobile de chariot) (fig. 23.b). Lorsqu'une roue est braquée, si l'on applique une force à l'axe de pivot dans le sens d'avancement, on constate le retour en ligne droite de la roulette. Fig. 23. Le point de contact du sol du prolongement de l'axe de pivot est en avant du point de contact (roue tirée) : a) roue de vélo ; b) roulette de chariot. Il se crée un couple formée par F m (force motrice) et Fr, (action du sol sur la roue ) (fig. 24). Ce couple est proportionnel à l'intensité de la force motrice et à la distance qui sépare le point de contact de la roue au sol (2) et le point de concours de l'axe de pivot et du sol (1) (distance prise perpendiculairement à la direction des forces). Fig. 24. Retour en ligne droite ; le moment du couple en (1) est égal à C = F.d. 9. Influence de la suspension : 9.1. Carrossage constant, voie variable : Exemple : Un véhicule à roues indépendantes possédant deux bras de suspension de longueur identique. a) A vide (fig. 25.a) : les bras de suspension sont inclinés vers les roues, la voie (côte prise à l'axe des deux roues dans le plan transversal) à la valeur V. Fig. 25. Véhicule à suspension à roues indépendantes. Bras de suspension de longueur identique. a) voie à vide V ; b) Voie en charge c, V' > V = voie variable. Niveau : Technicien Spécialité : Réparation Automobile 33

9 b) En charge (fig. 25.b) : les bras de suspension prennent une position horizontale. Ce déplacement angulaire fait décrire aux extrémités des bras des arcs de cercles. Linéairement, ils se déplacent vers l'extérieur, ce qui a pour effet d'augmenter la voie. En charge (V' > V). On conçoit que si le véhicule est le siège d'oscillations du fait des irrégularités de la route, la voie varie en roulant et provoque un déplacement transversal des pneus sur le sol qui affecte la tenue de route Carrossage variable, voie constante : Le défaut ci-dessus peut être réduit en montant des bras de suspension inégaux. Fig. 26. V = V' = voie constante. Carrossage variable. Les bras supérieurs étant plus courts que les bras inférieurs (fig. 26.a). Lors de débattements, les arcs de cercle décrits par chacun d'eux n'ayant pas le même rayon, on obtient un mouvement faisant varier le carrossage, mais la voie reste sensiblement constante (fig. 26.b). Nota : D'autre solutions de suspension permettent de concilier les variations de carrossage et de voie. Niveau : Technicien Spécialité : Réparation Automobile 34

10 FICHE DE TRAVAUX PRATIQUES CONTROLE ET REMISE EN ETAT D'UN TRAIN AVANT 1- Vérifications préalables : Avant de réaliser le contrôle du train, il est nécessaire de vérifier les points suivants et, éventuellement, d'y remédier : Pneumatiques : vérifier la symétrie d'un même train : dimensions, pressions, degrés d'usure. Articulations : vérifier l'état des coussinets élastiques, le jeu des rotules et des roulements; Voile de roues : il ne doit pas excéder 1,2 mm (il sera compensé avec des appareils de lecture) ; Symétrie des hauteurs sous coque (état de la suspension). 2- Contrôle et réglage : Les réglage du train avant se diffère d'un véhicule à un autre et suivant les données du constructeur. Avant d'entamer ce réglage vérifier tous les éléments de la suspension et du train avant. Les usures d'un seul élément dévalorisera le résultat du réglage. a - Réglage du parallélisme : Le réglage du parallélisme doit s'effectuer le véhicule étant en ordre de marche (voiture vide avec outillage, pleins d'eau, d'huile et de carburant). b - Véhicule avec direction mécanique : Desserrer le contre-écrou (1) de la biellette côté gauche en maintenant le corps de biellette. (fig. 1). Tourner la biellette pour obtenir une valeur de pincement de 4 ± 1 mm. Fig. 1 Réglage du parallélisme : 1. Contre-écrou Nota : Un tour complet de la biellette donne une variation de 3 mm du parallélisme. Niveau : Technicien Spécialité : Réparation Automobile 35

11 Serrer le contre-écrou (1) à 4,5 dan.m en maintenant le corps de la biellette. Replacer le boîtier de la rotule dans un plan horizontal. Important : Pour toute correction du réglage du parallélisme nécessitant une rotation supérieure de ½ tour de la biellette, il est impératif de répartir le réglage sur les biellettes droite et gauche. c - Véhicule avec direction assistée : Avant d'effectuer le réglage, il est nécessaire de positionner la direction en ligne droite par le centrage de la course du vérin de direction assistée. Centrage de la course du vérin : Placer la voiture sur une fosse ou sur un élévateur, les roues avant reposant sur des plateaux pivotants. Déverrouiller les plateaux. Faire tourner le moteur au ralenti. Braquer la direction au maximum à droite et la maintenir en butée. Relever le dépassement de la tige de vérin (voir photo 2 et 3). Exemple : cote "a" = 30 mm. Braquer la direction, à fond, à gauche et la maintenir en butée. Noter le dépassement de la tige du vérin (cote "b"). Exemple : cote "b" = 200 mm. Réglage du parallélisme : En position ligne droite, la cote de dépassement de la tige droite, la cote de dépassement de la tige du vérin est obtenue en effectuant la demi-somme des cote "a" et "b" soit dans l'exemple ( ) / 2 = 115 mm. Positionner la direction pour obtenir un dépassement de la tige de vérin égal à 115 mm. Contrôle de l'alignement : Effectuer la vérification de l'alignement des roues avant avec l'essieu arrière. Si les roues avant ne sont pas alignées : S'assurer que les leviers de connexion ne sont pas déformés. Modifier le réglage de la longueur des bielles de connexion, côté par côté, jusqu'à l'alignement correct des roues avant. Orienter le volant, les roues avant doivent être en position ligne droite. Rectifier la position du volant en jouant sur l'assemblage cannelé avec la colonne de direction. Niveau : Technicien Spécialité : Réparation Automobile 36

12 Effectuer le réglage du parallélisme : Pour cela, procéder comme décrit à la "Direction mécanique". Attention : Lors de ce réglage, le vérin d'assistance doit être centré et les roues avant alignées sur l'essieu arrière. Fig. 2 Dépassement de tige de vérin a) Direction braquée à fond à droite Fig. 3 b) Direction braquée à fond à gauche. Niveau : Technicien Spécialité : Réparation Automobile 37