Amortisseurs

La linéarité de la relation force-vitesse d'un amortisseur est considérée comme étant un plus pour la tenue de route, et elle demande des efforts de la part des manufacturiers, même si elle arrange énormément les théoriciens ... Même si plusieurs techniques ont été envisagées et implémentées, l'amortisseur hydraulique s'est aujourd'hui imposé de manière quasi-universelle, le plus souvent dans sa forme télescopique (Monroe, 1934), soit bi-tube, soit mono-tube avec gaz sous pression (De Carbon, 1950). La présence de gaz est rendue nécessaire par les variations de pression induites par l'enfoncement, variations que l'huile seule, insuffisamment compressible, ne saurait absorber.

amortisseur

L'amortisseur mono-tube peut également être concu pour fonctionner sans émulsion, le gaz étant alors séparé de l'huile par un piston flottant. On peut enfin placer le gaz dans un réservoir séparé, relié au corps de l'amortisseur par une durit flexible si le réservoir est fixé au chassis. L'élément bi-tube est en fait une extension de cette solution, puisque le réservoir de gaz est constitué par le cylindre extérieur

Les éléments mono-tubes résistent mieux que leurs homologues bi-tubes aux problèmes d'échauffement, ce qui en fait des solutions privilégiées pour le rallye ou le rallye-raid, par exemple. Ils sont en revanche plus sensibles aux projections, car le cylindre actif n'est pas protégé.

Les deux types d'amortisseurs peuvent être montés upside-down, de façon à ce que l'extrémité la plus légère soit liée à la roue (minimisation des masses non suspendues).

Les avantages des amortisseurs hydrauliques viennent de ce que l'on peut faire en sorte de rendre la force d'amortissement dépendante de la vitesse, de la direction, mais également de la position. Le dernier point est rarement utilisé sur les automobiles, mais fréquemment sur les deux-roues, notamment pour éviter à la fourche d'arriver en butée à la compression.

Les orifices de passage de l'huile (ou du couple huile + N2 dans le cas du mono-tube à émulsion) sont calibrés de manière à obtenir l'amortissement voulu. Ce ne sont d'ailleurs pas de simples orifices, mais plutôt des soupapes à ouverture progressive, ce qui permet d'adapter la loi de comportement de l'amortisseur à volonté.

Quand un fluide passe dans un orifice ou dans un tube, la pression chute pour deux raisons principales : la première est la traînée visqueuse sur les parois, qui est pour un flux turbulent approximativement proportionnelle au carré de la vitesse du flux. La seconde vient de la dissipation d'énergie cinétique, qui dépend plutôt de la densité que de la viscosité, mais qui est elle aussi proportionnelle au carré de la vitesse du flux. On peut donc choisir de préférer le deuxième effet au premier pour réduire la sensibilité à la viscosité, donc à la température.

Un amortisseur classique de véhicule de tourisme est conçu de manière à ce que la force en détente soit grosso modo le double de celle en compression, de manière à ralentir la "chute" de la roue lors du passage dans un nid-de-poule.

Du fait de l'asymétrie de la courbe effort-vitesse entre la compression et la détente, les modèles utilisés sont bilinéaires, chaque domaine étant affecté d'une pente spécifique.

Comme on l'a vu précédemment pour le ressort, l'effort à la roue est différent de l'effort à l'amortisseur, cet effet étant proportionnel au carré du ratio de mouvement.

Le fonctionnement de l'amortisseur provoque un échauffement de l'huile, échauffement qui ne peut être suffisamment communiqué par transfert de chaleur à l'air environnant en usage intensif. L'utilisation d'amortisseurs multiples permet de contourner en partie cette difficulté. Pour un usage traditionnel, la surface du piston est de l'ordre de 1 à 2 mm2 par kilo de charge à la roue, et la quantité de fluide de 300 à 500 mm3/kg. L'augmentation de température du fluide est typiquement de 0.5o sur un débattement.