ESTACA: La Formation Transports

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

Formation Michelin Technologie des Essieux Thierry ANNEQUIN 2

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Pseudo Mc Pherson Triangle inférieur Jambe de force 18

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

Flexion de tige 20

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

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

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

Pivot indépendant : Pseudo Mc Pherson 24

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

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

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

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

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

Pivot indépendant : Double triangulation 30

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 2 3 31

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 1 2 32

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Essieux semi-rigides 48

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

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

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

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

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

Suspension à lames : Essieux rigides 54

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

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) + + - -- +/- ++ 57

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