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Les ressorts:

Détails: Catégorie parente: Mécanique / préparation

Les ressorts:

Quel que soit le type de suspension choisi, on utilise toujours un ressort, mécanique ou pneumatique ; c'est-à-dire un élément qui, lorsqu'il se trouve sollicité, a tendance à reprendre sa position initiale, après un certain nombre d'oscillations.

L'amplitude du mouvement, tout autant que la fréquence de son mouvement vibratoire, dépendent :
- de la raideur de ce ressort K
- de la charge qu'il supporte.

La raideur :

La raideur K d'un ressort est le rapport qui existe entre la charge F et la déflexion X (ou écrasement correspondant du ressort). On l'exprime généralement en daN/m, en N/mm ou en lb/in (livre par inch)

La raideur du ressort est différente de la raideur à la roue. Celle ci est la raideur vue par la roue. Si le ressort est directement monté sur la roue les deux raideurs serront identiques. Si par contre comme il on trouve toujours, il y a un bras de levier, la raideur ne serra pas la même :

1) Pour le train avant :

La géométrie du train avant d'une 944 :

Trains "étroits" :
d2=33cm
d1=26.5cm
a=9°

Coéficient WR = +/- 0.64

Trains "Larges"
d2=36cm
d1=30cm
a=11°

Coéficient WR = +/- 0.68

Donc par exemple pour une 944 phase 1 avec ressort d'origine à deux points bleu soit une raideur de 21.8 N/mm, la raideur à la roue est de : Raideur à la roue = 21.8 * 0.64 (trains étroits) = 14 N/mm. Source : Lien Lien 2 Lien 3

2) Pour le train arrière :

a) Barre de torsion seule :

La barre de torsion est un des ressorts les plus simples. Si nous négligeons les extrémités, sa partie active est une barre pleine de diamètre d et de longueur L, ou bien un tube de diamètre intérieur d_i et de diamètre extérieur d_e.

L'une des extrémités de la barre est bloquée et considérée comme fixe, l'autre, dite libre, est reliée aux éléments mobiles.

L'application essentielle des barres de torsion est la suspension des véhicules, particulièrement de ceux dont les roues sont indépendantes.
Appelons M_t le moment de torsion appliqué à l'extrémité libre de la barre et a l'angle dont tourne cette extrémité par rapport à l'autre, sous l'effet de ce moment.

Le Moment (force de torsion) est proportionnel à l'angle de vrillage. Mt = k * alpha

La raideur à la roue serra fonction de la raideur en torsion de la barre et de la longueur du bras de levier "L" La raideur de la barre (en N.m/° ) divisée par la longeur du bars de levier, va donner une raideur équivalent en bout de bras de levier :

Diamètre(mm)	Lb/in	N/mm à la roue
22	97	17.3
22.5	106	19
23	116	20.7
23.5	126	22.5
24	137	24.5
24.5	149	26.6
25	161	28.7
25.5	175	31.2
26	189	33.7
27	220	39.3
28	254	45.3
29	292	52.1
30	335	59.8
31	382	68.2
32	434	77.5
33	490	87.5

Equivalence des barres de torsion creuse (gain léger de poid) -Barre arrière creuse de 27.6mm (idem 26mm plein)-Barre arrière creuse de 28.5mm (idem 27mm plein)-Barre arrière creuse de 29.4mm (idem 28mm plein)-Barre arrière creuse de 30.2mm (idem 29mm plein)-Barre arrière creuse de 31mm (idem 30mm plein) Relation empirique entre le diamètre de la barre et la raideur à la roue en lb/in : K(lb/in) = 1.8747*d(mm)² - 67.778*d(mm) + 682.92 Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Barre_de_torsion

b) Barre de torsion et ressorts aditionnels (type 968 M030)

Les raideures s'aditionnent à la roue. Mais la raideur des ressort additionnels à la roue se calculent comme pour le train avant.

Coéficient WR = +/- 0.36

Donc Raideur totale arrière = raideur due à la barre de torsion à la roue + 0.36 * raideur des ressorts aditionnels.

La fréquence :

Une fois qu'on a la raideur à la roue pour le véhicule, on va pouvoir détermier la fréquence. En effet un ressort trés raide sur une voiture légère de course, serra trés souple sur un camion... le ressort seul ne veut pas dire grand chose !

La fréquence N représente le nombre d'oscillations ou de cycles effectués en 1 seconde. L'unité est le Hertz (Hz).La fréquence propre d'une suspension est donnée par la formule :

N=1/2 Pi (K/M)^(1/2)

N = fréquence propre en Hertz ou cycles par seconde ;
K = raideur du ressort en daN/m ;
M = masse suspendue en kilogrammes. (masse du "coin" de la voiture au regard de la roue, avec déduction des masses non suspendues (masse de la roue, de la fusée, des freins...)

C'est une erreur de définir la qualité d'une suspension par sa seule raideur car celle-ci ne fait pas intervenir la masse du véhicule. Par contre la notion de fréquence fait intervenir à la fois la notion de raideur et de masse.

Qualité de la suspension :

Frénquence en Hz	Qualité de la suspension
0.5 à 1	douce : très confortable
1 à 1.3	ferme : assez confortable
1.3 à 1.5	dure : inconfortable
au-delà de 1..5	très dure : très inconfortable

La fréquence propre n'est qu'une condition nécessaire mais non suffisante à l'obtention d'un bon confort, l'autre paramètre fondamental est l'amortissement. Une suspension non amortie n'est pas envisageable car elle oscillerait constamment.

Il faut donc introduire un amortissement qui va : - limiter l'amplitude du débattement des roues, pour éviter de trop grandes variations d'assiette - limiter la fréquence des oscillations - éviter que ces oscillations se combinent par effet de résonance pour donner amplitudes dangereuses, en exerçant une action de freinage sur le ressort.

Voir les amortisseurs

La déflexion statique est l'écrasement du ressort sous la masse. Elle ne dépend que de la fréquence propre du système.
Il y a une relation qui montre que pour une fréquence donnée - obtenue par les différentes combinaisons possibles de K / M - la valeur de la déflexion statique est toujours la même.
La valeur de cette déflexion statique est de 25 cm environ pour une fréquence de 1 Hz.
En fait l'expérience a montré par la suite qu'il fallait descendre au moins à 1 Hz pour qu'une suspension soit confortable. Plus la fréquence est faible, plus l'amplitude des débattements des roues est importante. Une bonne suspension nécessite des débattements de roues importants.

Les ressorts des PMA :

Avant :

Ressorts de 924 avec deux marques vertes Ressort de 944 S2 , le ressort a un plus petit diamètre que celui des 944 2.5l et 924 2l

Modèle	Couleur marques	Référence	K(N/mm)	Masse (Kg)	Masse roue avant	N (Hz)
944	Bleu	477 411 105 Q	21.8	1260	321	1.29
924S	Bleu	478 411 105 Q	21.8	1260	321	1.29
924 T	Bleu	479 411 105 Q	21.8	1260	321	1.29
944 M474	Bleu	480 411 105 Q	21.8	1260	321	1.29
924 <80	Rouge	477 411 105 G	24.1	1130	288	1.44
924S	Rouge	477 411 105 G	24.1	1195	305	1.40
924 GT	Rouge	477 411 105 G	24.1	1179	301	1.41
924S M030	Rouge	477 411 105 G	24.1	1195	305	1.40
9442 <86 M030	Rouge	477 411 105 G	24.1	1260	321	1.36
944 M404 + M47Z	Rouge	477 411 105 G	24.1	1260	321	1.36
924 <80 M404/471	Vert	478 411 105 M	21.8	1130	288	1.37
944S	Blanc	931 343 531 00	21.8	1349	344	1.25
944 Turbo	Jaune	951 343 531 01	21.8	1400	357	1.23
944S M474	Jaune	952 343 531 01	21.8	1349	344	1.25
9442 < 89	Jaune	953 343 531 01	21.8	1260	321	1.29
944/944S >87 M030	Bleu / Blanc	944 343 531 00	28	1349	344	1.42
944 <89 M030	Bleu / Blanc	945 343 531 00	28	1260	321	1.47
944Turbo >87 M030	Blanc / Jaune	944 343 531 01	28	1350	344	1.42
M758	Blanc / Jaune	945 343 531 01	28	1350	344	1.42
944S2 <89 M030	Blanc / Jaune	946 343 531 01	28	1340	342	1.42
944S2 >90 M030	Blanc / Jaune	947 343 531 01	28	1340	342	1.42
944 Turbo <89	Blanc / Jaune	948 343 531 01	28	1350	344	1.42
944 Turbo >90	Blanc / Jaune	949 343 531 01	28	1350	344	1.42
944 Turbo <89 M030	Blanc / Jaune	950 343 531 01	28	1350	344	1.42
944 Turbo >90 M030	Blanc / Jaune	951 343 531 01	28	1350	344	1.42
944 S2	Violet	944 343 531 02	23.8	1340	342	1.31
944S2 <89 M474	Turquoise	944 343 531 03	23.8	1340	342	1.31
944S2 M031 90-91	Beige	944 343 531 04	28	1340	342	1.42
944 Turbo >90	Gris	944 343 531 05	?	1350	344	?

Tableau listant les tolérances des ressorts en fonction du nombre de points de couleur :

Arrière :

Liste des affectations à compléter :

924 1976-1979 22mm
924 1978-1979 Optionel 23.5mm
924 1980 + 23.5mm
931 (924 Turbo) 23.5mm
924S TBD
944 1983-1985 23.5mm Avec M030 = 24.5mm
944 1986+ 25.5mm
944S 26mm (?)
944S2 24mm Avec M030 ou M031 = 25.5mm
951 (944 Turbo) 23.5mm, Avec M030 = 25.5mm
944 Turbo S 25.5mm

Quelques configurations d'origine de PMA :

Modele	Barre anti-roulis Avant	Raideur ressort (lb/in)	Barre anti roulis arrière	Barre de torsion
924	76-77 Opt: 20mm 78 Opt: 22mm 79 Opt: 23mm 80 on Std: 21mm 80 Opt: 23mm	160	76-77 Opt: 18 mm 78-on 14mm (std w/ 23.5 mm t-bars) 14mm (option w/ 22mm t-bars)	76-79 Std: 22mm 78-79 Opt: 23.5 mm 80+ Std 23.5 mm
924 S	Std: 20mm Opt: 21.5 solid, 23 mm tubular	21.8 N/mm	Std: None Opt: 14mm until 86 Opt: 18mm after M030: 20mm	23.5mm
931	80 on: 23mm	160	14mm	23.5mm
944	Std: 20mm Opt: 21.5 solid, 23 mm tubular 1989:Std: 23mm Opt: 25.5mm	21.8 N/mm	Std: None Opt: 14mm until 86 Opt: 18mm after M030: 20mm	Std: 23.5mm, M030 24.5mm until 86, 25.5mm onwards
944 S	Std: 20mm Opt: 21.5 solid, 23mm tubular 25.5 tub	21.8 N/mm	Std: None Opt: 18mm opt M030/M637 25.5mm	Std: 23.5mm?
944 S2	89 Std: 20mm 89 Opt: 26.8mm 90+ Std 26.8mm	Std 23.8N/mm; M030 28N/mm	89 Std: 18 mm 90+ std: 16mm	Std: 24mm M030/1: 25.5mm
944 Turbo	Std 22.5mm, 25.5mm MY' 87 Opt: 24mm, 25mm M030: 26.8mm	Std: 21.8 N/mm Opt: M030 28N/mm	Std. 18mm	Std: 23.5mm solid M030: 25.5 mm
944 Turbo S	Std 26.8 mm	28 N/mm	88/ 89 18mm 89-? 16mm	Std 25.5mm solid
968	Std: 26.8mm Opt: 30mm	?	Std: 16mm Opt: 20mm	?