La géométrie des trains roulants
POLE METHODOLOGIQUE : « Comment les organisations sanitaires et .... aux
habitants en les impliquant dans l'élaboration et dans la conception des projets.
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Thème : GEOMETRIE DES TRAINS ROULANTS
TITRE : Contrôle et réglage des trains roulants
TYPE :
xðRessources élèvesCoursCours corrigé T.P. / T.D. T.P. / T.D. corrigé
Date mise à jourAuteurs référents03/2008Nom : Ichem SLIMANI
Établissement : LP Emile BEJUIT, Bron.
Adresse électronique : HYPERLINK "mailto:ichem.slimani@ac-lyon.fr" ichem.slimani@ac-lyon.fr
La géométrie des trains roulants
Chaque type de véhicule possède des règles de géométrie à respecter lors dune intervention ou dun réglage. Ces règles sont déterminées par le constructeur en fonction de critères très précis et permettent ainsi de satisfaire aux exigences de :
Tenue de route
Stabilité
Précision de la direction
Protection contre une usure anormale des pneumatiques
Donc, la géométrie des trains roulants est définie par des angles caractéristiques :
L HYPERLINK "http://www.passion-focus.com/mecanique/trains/pivots.htm" \t "mainFrame" inclinaison des pivots
La HYPERLINK "http://www.passion-focus.com/mecanique/trains/chasse.htm" \t "mainFrame" chasse
Le HYPERLINK "http://www.passion-focus.com/mecanique/trains/carrossage.htm" \t "mainFrame" carrossage
Le HYPERLINK "http://www.passion-focus.com/mecanique/trains/parallelisme.htm" \t "mainFrame" parallélisme
Linclinaison des pivots
Langle dinclinaison des pivots ip est langle compris entre laxe de pivotement de la roue (axe passant par les pivots) et laxe perpendiculaire à la chaussée (verticale).
INCLUDEPICTURE "http://www.passion-focus.com/mecanique/trains/img/geom3.gif" \* MERGEFORMATINET
Linclinaison des pivots a pour rôles :
a) Faire coïncider le plus possible le prolongement de laxe des pivots avec le centre de la surface dappui du pneumatique au sol, ceci afin déviter des réactions de la direction en cas dobstacle sur la route.
b) Favoriser le rappel des roues en position ligne droite après un virage.
La chasse
INCLUDEPICTURE "http://www.passion-focus.com/mecanique/trains/img/geom4.gif" \* MERGEFORMATINET La chasse ch est langle formé par laxe dinclinaison des pivots et la verticale, le véhicule étant vu de coté et non de face comme pour les autres angles. Si le pivot supérieur est orienté vers larrière, le prolongement de laxe va toucher le sol en avant du point de contact du pneu sur la chaussée, la chasse est dite « positive ».
Par contre, si laxe est orienté vers larrière du point de contact au sol, elle est « négative » (mauvaise stabilité de direction).
Avec un véhicule de type propulsion, la chasse « positive » tend à redresser la direction.
Avec une traction, elle donnera une Autostabilité [qualité de ce qui est capable de se stabiliser seul et automatiquement] du véhicule lors du freinage et une Hyperstabilité [qualité de ce qui est en équilibre stable et qui dure dans le temps] de la direction à laccélération (dou difficulté de braquage).
Cest pour cette raison, que sur les tractions la chasse est très faible.
Lors du braquage, les roues tournent autour de point de direction et non pas autour du point de contact au sol, ce qui crée un couple qui, dès leffort sur le volant cesse, ramène les roues en ligne droite. Cest ce couple qui donne lAutostabilité de la direction.
Le carrossage
INCLUDEPICTURE "http://www.passion-focus.com/mecanique/trains/img/geom5.gif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.passion-focus.com/mecanique/trains/img/geom7.gif" \* MERGEFORMATINET
Il est défini roue par roue, aussi bien à lavant quà larrière du véhicule. Cest langle formé par laxe dinclinaison de la roue (donnée par la fusée ou le porte moyeu) par rapport à lhorizontale. Cette inclinaison a plusieurs rôles :
a) Permettre au poids du véhicule de reposer aussi près que possible de la base de la fusée pour diminuer le porte à faux (déport)
b) Permettre de garder les roues perpendiculaires au sol sur route bombée
c) Aider linclinaison des pivots à faire coïncider laxe des pivots et le point de contact du pneumatique au sol (diminution du déport qui provoque un couple nuisible)
Cependant, un angle de carrossage trop important entraîne une usure prématurée et irrégulière du pneu sur un coté. Lors dun contrôle, il est courant dajouter langle des pivots + 90° + langle de carrossage ce qui forme un angle que lon nomme angle inclus. Cet angle est une caractéristique de construction du porte moyeu, si cet angle varie, on dénotera une déformation du porte moyeu entraînant obligatoirement son remplacement.
Le parallélisme
On appelle « parallélisme » la différence décartement entre lavant et larrière des roues dun même essieu. Il est mesuré sur les rebords des jantes, à hauteur du centre des roues.
Le parallélisme compense les effets du carrossage qui, sur route plane, déforme le pneu en le faisant rouler sur un cône.
Pour compenser leffet du carrossage qui tend à faire diverger (les points de contact au sol tendent à séloigner lun de lautre) les roues et afin déviter le ripage des pneus au sol, il faut faire converger (les points de contact au sol tendent à sapprocher lun de lautre) les roues.
Dailleurs, laxe de prolongement des pivots ne correspond pas toujours avec le centre de la surface de contact du pneu au sol, il se trouve légèrement à lintérieur par rapport au pneu.
Si les roues arrières sont motrices (propulsion) elles tendent à diverger. Par contre, si les roues motrices sont à lavant (traction), elles tendent à converger.
De plus, pour compenser le jeu de lensemble des pièces élastiques des organes de liaison aux roues, on fera converger les roues avant dune propulsion par du « pincement » et diverger les roues avant dune traction par de « louverture ». Cependant, les nouvelles technologies tendent à faire varier ces données sur certains véhicules en raison de la conception des trains roulants et du couple moteur.
Le contrôle de la géométrie
Sil y a quelques années on utilisait la barre pour la mesure du parallélisme ou le contrôle des angles par niveau à bulle (le fil à plomb à même été utilisé), les moyens actuels sont gérés par électronique et la mesure se fait par infrarouge ou par ondes radio. Le principe reste le même et lappréciation des valeurs se font toujours par rapport à la verticale et à lhorizontale.
Dans tous les cas, laire de contrôle doit être parfaitement plane que se soit à même le sol ou sur un pont élévateur.
Les contrôles préliminaires
Pneumatiques : vérifier que les dimensions, pression de gonflage et degré dusure sont identiques sur le même train.
Suspension : vérifier létat des amortisseurs, la symétrie et le respect des hauteurs sous la coque aux endroits indiqués par le constructeur.
Articulations : vérifier létat des paliers élastiques, létat et le jeu des rotules, des biellettes et des roulements de roue.
Voile des roues : vérifier le voile des roues qui ne doit pas dépasser 1,2 mm. La compensation du voile se fait électroniquement avec lappareil de contrôle.
Méthode du constructeur : vérifier sur le manuel de réparation la méthode préconisée par le constructeur, en effet de plus en plus de constructeurs donnent les valeurs de réglages sous certaines conditions
Exemples : répartition des charges (BMW, Alfa Roméo
) ou compression de la suspension (Peugeot, Citroën
) relevés des hauteurs sous caisse en ordre de marche (Renault
).
La hauteur de caisse
Elle influence les différents angles de la géométrie du train de façon assez importante. Si le véhicule a un fort kilométrage, le tassement de la suspension contribuera à laffaissement de lensemble du véhicule, il aura donc une hauteur de caisse plus basse.
Cest pourquoi certains constructeurs donnent plusieurs valeurs de réglage en fonction de cette hauteur de caisse, dautres indiquent de comprimer la suspension jusquà une hauteur donnée pour ajuster le réglage et dautres de répartir les charges.
Dans tous les cas, il convient de respecter ces indications sans quoi les valeurs de réglage annoncées sont complètement erronées.
Le point milieu de direction
La mise au point milieu de la direction consiste à mettre les roues en position « ligne droite » pour ne pas relever de valeurs erronées lors du contrôle (donc avec un angle de braquage de 0°).
Cependant, les roues en parfaite ligne droite nindiquent pas forcément le point milieu de la direction. En effet, il se peut que lors dun réglage précédent le point milieu nait pas été respecté. Dans ce cas, il conviendra de mettre la direction au point milieu, de régler et de refaire la répartition du parallélisme et au besoin de dévisser le volant, de le remettre position ligne droite.
Pour mettre la direction au point milieu, soit vous utilisez la méthode constructeur (repère, pige, cale
), soit la méthode nest pas précisée :
Braquer le volant en butée dun coté
Faire un repère à la craie en haut du volant (midi)
Braquer de lautre coté jusquen butée en comptant le nombre de tours de volant
Diviser par deux et mettre le volant dans cette position
Faire un nouveau repère à midi en effaçant lancien
Mettre en place le bloque volant
Le dévoilage des roues
Le dévoilage nest pas possible autrement quen changeant les roues et malgré cela, les roues neuves ne seraient pas parfaites. Le seul dévoilage possible est « mécanique » ou « électronique ». En effet, cest lappareil de contrôle et plus précisément les supports ou les capteurs qui seront corrigés. La correction se fait soit de manière :
Mécanique : correction du voile par une mollette agissant sur le support du capteur
Electronique : lappareil tiendra compte de ce voile et corrigera automatiquement ses relevés
Contrôle et réglage
La méthode de contrôle est indiquée dans le manuel dutilisation de lappareil. Il nest pas possible de les indiquer toutes tellement de modèles dappareils existent.
En règle générale, étant donné que les angles ont une influence entre eux, il est nécessaire de respecter cet ordre de contrôle :
Vérifications préliminaires
Tassement de la suspension
Angle de chasse
Angle de pivot
Angle de carrossage
Calage de direction
Parallélisme
Les valeurs et points de réglages sont indiqués dans le manuel du constructeur ou dans la revue technique. De plus en plus de véhicules ont un seul réglage possible : le parallélisme. Les autres angles se contrôlent et permettent de diagnostiquer un défaut éventuel ou la déformation du porte moyeu, dun longeron
Les appareils « quatre têtes » permettent le contrôle simultanément de lensemble du véhicule. Cependant, un « deux têtes » peut aussi effectuer le contrôle de la géométrie dun train arrière, il suffit pour cela de monter lappareil sur les roues arrières après alignement parfait des roues avants.
Diagnostic rapide
Les jeux mécaniques dans les éléments de suspension ou de direction (voire même les deux réunis) peuvent entraîner des effets de « shimmy ». Le shimmy est lentrée en vibration du train avant lorsque le véhicule atteint une certaine vitesse.
Comme toutes les vibrations, le shimmy est très vite destructeur pour les éléments de suspension et de direction et augmente rapidement les jeux.
La cause peut être simple comme un mauvais équilibrage des roues, ou plus complexe comme provenant de jeux mécaniques ou de dissymétrie des pivots
ParallélismeTrop de pincementUsure du bord extérieur des deux pneusTrop d'ouvertureUsure du bord intérieur des deux pneus HYPERLINK "http://www.passion-focus.com/mecanique/trains/chasse.htm" \t "_self" ChasseMineureMauvais rappel de direction Flottement du véhiculeExcessiveDirection dure, instable en virage Rappel trop importantMal répartieTirage du côté où l'angle est plus faible Instabilité de la trajectoire HYPERLINK "http://www.passion-focus.com/mecanique/trains/carrossage.htm" \t "_self" Carrossage positifExcessifUsure du bord extérieur du pneuDissymétriqueTirage du côté où l'angle est le plus fort (usure d'un pneu) HYPERLINK "http://www.passion-focus.com/mecanique/trains/carrossage.htm" \t "_self" Carrossage négatifExcessifUsure du bord intérieur du pneuDissymétriqueTirage du côté où l'angle est plus faibleAngle inclusInégauxPièce mécanique tordue HYPERLINK "http://www.passion-focus.com/mecanique/trains/pivots.htm" \t "_self" PivotExcessif Dureté de la direction Rappel importantMineurRéaction de la direction Manque de rappel, direction molle
Centre de Ressources des Métiers de lAutomobile : HYPERLINK "mailto:crma@ac-grenoble.fr" crma@ac-grenoble.fr
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