Les ressorts:

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 di et de diamètre extérieur de.

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 Mt 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 HzQualité 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

?

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