LA SUSPENSION

Définition et histoire

Les deux roues de la moto sont reliées au châssis par un système de suspensions. Que ce soit à l'avant ou à l'arrière, la suspension est pratiquement toujours assurée par un ressort (ou de l'air sous pression) associé à un amortisseur destiné à freiner les oscillations. Un réglage correct de la suspension et une pression correcte des pneus sont essentiels pour rouler en sécurité; ces réglages sont bien plus importants pour une moto que pour un véhicule à quatre roues car la moindre perte d’adhérence peut amener à la perte de contrôle de la moto.

La suspension avant est le plus souvent constituée de deux tubes coulissants intégrant des ressorts et/ou des amortisseurs hydrauliques (fourche télescopique), mais de nombreux autres systèmes existent ou ont existé (parallélogramme, fourche Earles, avec un bras oscillant, par exemple).

On rencontre de nombreux types différents de suspensions arrière. Les machines les plus anciennes avaient un arrière rigide (l'essentiel de la suspension étant assurée par la selle), puis une suspension coulissante (arrière rigide, où seule la roue est suspendue), puis une suspension par bras oscillant sur presque toutes les motos modernes. Les fourches à suspensions ont été inventées vers les années 1900, au début de XX° siècle.

Composants de la suspension

Par souci de simplicité nous décomposeront "la suspension" en 4 catégories d'éléments distincts:

La fourche:

C'est le système de suspension avant que l'on retrouve le plus dans la production actuelle.

La fourche

Tubes de fourche équipés des tés

 

Tubes de fourche de moto

Tubes de fourche OHLINS avec bonbonnes

Le ou les combinés amortisseurs:

Généralement en complément du bras oscillant, le combiné amortisseur agit exactement comme une fourche, mais avec les fonctions de guidage en moins.

Mono amortisseur

Le bras oscillant:

Généralement situé à l'arrière de la moto, il permet le débattement de la roue arrière en agissant comme un bras de levier. Il peut aussi être un élément de la suspension avant. Soit en complétant la fourche, soit en la remplaçant.

Le bras oscillant

La direction:

Elle permet de combiner l'amortissement avant avec les mouvements directionnels.

Guidon moto classique

Guidon moto classique

Guidon bracelet

Guidon moto bracelet

Tés de fourche moto
Tés de fourche moto

Rôle de la suspension

La suspension a pour but d'assurer une liaison des roues au sol en toutes circonstances.

Et ce, quel que soit:

  • L'état de la route.

  • La vitesse de la moto.

  • L'angle de la moto.

  • La puissance du freinage.

La liaison des roues avec le sol est indispensable pour assurer un bon guidage et un bon freinage de la moto.

La suspension en absorbant les chocs dus à l'état de la route permet d'augmenter la longévité du moteur et du cadre, en plus d'assurer un certain confort au pilote et au passager de la moto.

Le fonctionnement

Explication succincte du fonctionnement de la suspension:

Les motos à l'origine n'avaient pas de suspension. Puis sont arrivés les ressort à lames ou hélicoïdaux. Au fil des ans les ressorts sont passés d'un rôle principale à un rôle secondaire, et ce avec l'apparition de l'hydraulique.

1. La suspension effectuée par le ressort:

  • Lors d'une bosse sur la route, le ressort va se comprimer afin d'absorber le choc.

  • Puis il va revenir à sa longueur initiale.

  • Pour y parvenir il va restituer les 3/4 de l'énergie absorbée.

  • Cette énergie va se transmettre sous formes d'oscillations.

Il existe deux configurations majeures de ressorts:

A. Ressort à pas constant:

Flexibilité continue, en cas de choc il encaisse les chocs de faible amplitude, mais il arrive rapidement en butée. On dit alors qu'il "talonne".

B. Ressort à pas progressif:

Ce ressort est conçu comme si on n'avait empilé plusieurs ressorts de duretés différentes. Ce qui permet à chaque section du ressort de jouer un rôle différent en compression, en fonction de la force du choc reçu.

Différents ressorts

2. Les réglages des amortisseurs:

1. LA DETENTE:

Pour que l'amortisseur retrouve sa position initiale après une compression, de manière plus on moins vite, on régule le débit de l'huile dans le trou calibré.

2. LA CONTRAINTE:

Elle permet de régler la vitesse d'enfoncement de l'amortisseur. On agit sur le débit d'huile en agissant directement sur le clapet.

3. LA PRECONTRAINTE: (PRE CHARGE DU RESSORT)

On comprime plus ou moins le ressort ce qui influe sur sa dureté.

Sur les amortisseur: Système d'écrou et contre écrou, ou réglages par crans.

Sans amortisseurs, mais juste avec des ressorts et sur une route en très mauvais état, vous auriez l'impression d'être sur un cheval en plein rodéo. Difficile de tenir longtemps!

Amortisseur

3. Les composants d'un amortisseur hydraulique:

1. Fixation au cadre, sur une rotule.

2. Mousse de butée.

3. Section du ressort la plus souple.

- Elle encaisse les petits chocs.

4. Joint "SPI".

- Garant de l'étanchéité de la tige coulissante qui le traverse.

5. Dispositif de clapets de laminage.

6. Section du ressort la plus dure.

- Elle encaisse les gros chocs qui n'ont put être encaissé par la section "3".

7. Précontrainte: Réglage de la compression du ressort.

8. Fixation au bras oscillant.

4. L'amortissement effectué par l'huile:

  • Il doit compenser les oscillations qui sont néfastes pour la tenue de route et le confort.

  • L'hydraulique va freiner les oscillations en absorbant l'énergie emmagasiné par les ressorts.

  • Pour les compenser, l'hydraulique va circuler dans un tube.

  • A l'intérieur de celui-ci une tige coulisse avec un clapet monté à son extrémité.

  • Le clapet va ralentir le passage de l'huile entre la partie inférieure et la partie supérieure.

5. Le fonctionnement des clapets à laminage:

A. La tige descend, l'amortisseur est en détente.

B. La tige remonte, l'amortisseur est en compression.

Les clapets (en rouge) sont soulevés par la pression que l'huile exerce sur eux.

Laminage: L'huile poussant les clapets pour se frayer un passage.

Amortisseur en détente Amortisseur en compression

 

Le combiné double amortisseur arrière

Deux amortisseurs fixés sur le bras oscillant classique

Combiné double amortisseur arrière

De chaque coté de la roue, est monté un combiné amortisseur (ressort + hydraulique) entre le cadre et le bras oscillant.

Cette configuration est encore utilisée pour des motos de types roadster, custom ou basiques.

Combiné double amortisseur de moto
Combiné double amortisseur de moto

AVANTAGES:

Les avantages de ce système sont principalement, l'accès facile aux réglages, sa simplicité de conception, le poids et la charge répartie sur deux amortisseurs.

Donc faible débattement équivaut à une suspension sèche.

INCONVENIENT:

Le problème majeur de ce type de disposition est la quasi verticalité du combiné amortisseur. Ceci ayant pour effet de limiter l'amplitude de la suspension.

Le mono amortisseur arrière

Mono amortisseur

Mono amortisseur arrière et mono bras oscillant

En ce qui concerne les motos modernes, les pionniers du mono amortisseur arrière ont été Kawasaki et Yamaha. Le système de ce dernier a été monté pour la première fois sur les motos de course au milieu des années 1970, mais l'amortisseur quasiment horizontal et le bras oscillant cantilever étaient assez primitifs par rapport à celui de Kawasaki.

Le système breveté Uni-Trak de Kawasaki a été développé pendant assez longtemps; en fait, Kawasaki a été le premier constructeur à proposer un système de suspension arrière mono amortisseur à dureté progressive. Le système Uni-Trak devait être utilisé pour la première fois sur un prototype bicylindre en ligne de course KR250 de 1976 - deux ans avant que Kork Ballington ne rafle les titres de champion du monde 250 et 350 cm3 au guidon de machines équipées du système Uni-Trak. Kawasaki l'a aussi utilisé sur sa moto de grand prix MotoCross 500 cm3, en pointe du championnat du monde 1979 avec l'Américain Brad Lackey. Le système était efficace : il avait été éprouvé dans les compétitions très disputées du championnat du monde sur goudron comme sur terre.

L'année suivante, les clients pouvaient acheter des montures d'enduro et de MotoCross équipées de ce système. La GP550 a été la première moto de route de série à l'avoir, en 1982. Profitant des développements importants en course, le système est ensuite développé et adapté aux motos de série de Kawasaki, mais adapté tout spécialement en fonction des besoins spécifiques des utilisateurs sur route. Priorité est donnée à la progressivité, qui autorise des déplacements faciles et rapides de la suspension en fonction des irrégularités mineures de la route, avec une réponse de plus en plus ferme aux gros chocs.

Les ingénieurs de Kawasaki souhaitaient et ont obtenu une tenue de route de premier plan avec un confort d'utilisation supérieur à celui offert par le système traditionnel à deux amortisseurs. La partie supérieure de l'amortisseur est reliée au bas du cadre, le bas de l'amortisseur étant actionné par un levier combiné relié au bras oscillant; cette position près du centre de gravité de la machine augmente la tenue de route. Un rapport de réduction d'environ 2:1 dans les leviers permet d'obtenir un déplacement de l'amortisseur à une vitesse de moitié moindre de celle du bras oscillant, pour réduire l'accumulation de chaleur dans l'amortisseur et assurer un amortissement constant. La pré charge comme les caractéristiques d'amortissement sont réglables (la méthode de réglage varie d'un modèle à l'autre), et la commande très progressive offerte par le système Uni-Trak évite les réglages de suspension, fréquents par le passé.

En 1985, pas moins de 14 modèles routiers Kawasaki sont munis du système Uni-Trak. Mais le reste des constructeurs a bien compris l'intérêt de cette évolution. Aujourd'hui, le système mono amortisseur progressif est utilisé de façon quasi universelle sur les motos de hautes performances.

Les différentes technologies

Présentation de la gamme OHLINS qui est répandue dans le monde de la moto:

L’ amortisseur de type émulsion, sans piston flottant

HUILE

AZOTE

PISTON

Amortisseur à émulsion

Amortisseur type émulsion

Le principe de fonctionnement :

Lors d’une contrainte, la tige (en blanc) reliée au piston (vert) se déplace à l’intérieur du corps de l’amortisseur en exerçant une pression sur l’huile (en jaune). L’effort exercé impose au fluide de circuler dans des orifices situés sur le piston.

Piston principal

Piston principal d’un amortisseur

Plus la pression exercée est importante, plus le débit de passage augmente. Pour donner plus ou moins de résistance à la compression et à la détente, des clapets sont placés de part et d’autre du piston afin de freiner le débit d’huile. Pour obtenir la progressivité désirée, une multitude de clapets de différents diamètres et épaisseurs sont disponibles afin de réaliser l’empilage désiré.

Piston avec ses clapets

 

Piston avec ses clapets

Ensemble amortisseur

Ensemble piston/clapet dans le corps de l’amortisseur

Pour assurer un bon fonctionnement, un gaz, l’azote (zone bleu du schéma 1) est utilisé pour ces propriétés physiques. Celui-ci est pressurisé à 18 bars. Ses fonctions principales sont de favoriser la circulation du fluide et de compenser le volume de la tige lors des cycles de compression et de détente.

Dans ce concept, le gaz pressurisé et l’huile se mélangent d’où l’appellation « émulsion ».

Cet amortisseur ne peut fonctionner que dans un seul sens.

Amortisseur de type DE CARBON monotube avec réservoir interne dans le corps principal

HUILE

AZOTE PRESSURISE

PISTON

PISTON FLOTANT

Amortisseur de type de carbon
 

Amortisseur de type de Carbon

Le principe de fonctionnement :

Cet amortisseur, dit DE CARBON avec réservoir interne, intègre un piston flottant       (en rouge sur le schéma) qui sépare le gaz pressurisé (ici à 12 bar) de l’huile. Le gaz pressurisé à toujours pour but d’équilibrer les volumes de part et d'autre du piston et de faciliter les échanges. La technologie DE CARBON permet à l’amortisseur de fonctionner dans un sens comme dans l'autre.

Ce concept permet au piston d’évoluer uniquement dans l’huile, évitant ainsi l’émulsion entre l’huile et l’azote.

Amortisseur de type de carbon

amortisseur de type 36 DE CARBON

Amortisseur de type DE CARBON avec bonbonne accolée

Amortisseur de type de carbon avec bonbonne accolée

amortisseur type DE CARBON avec bonbonne accolée

Le principe de fonctionnement.

L’évolution des motos a poussé les ingénieurs à développer un concept sur la base du type de carbon permettant de gagner de la course tout en devenant plus compact. Le piston flottant a donc été déplacé à l’extérieur dans une bonbonne accolée à l’amortisseur. De plus, ce choix technique favorise les échanges thermiques, surtout quand on sait qu’un amortisseur peu évoluer à des températures pouvant aller jusqu'à  160°C.

Amortisseur de type de carbon avec bonbonne accolée

 

Amortisseur de type DE CARBON avec bonbonne séparée

Amortisseur de type de carbon avec bonbonne séparée

Le principe de fonctionnement.

Toujours sur le même principe, la seule différence que nous pouvons observer entre cet  amortisseur et le précèdent réside dans l’emplacement de la bonbonne. En effet, les véhicules modernes sont de plus en plus compacts nécessitant un repositionnement de la bonbonne. Le choix s’est porté sur l’adoption d’un flexible entre la tête de l’amortisseur et la bonbonne. En raison des pertes de charge dues à la longueur du flexible, la pression d’azote  est augmentée à 14 bars.

Amortisseur de type de carbon avec bonbonne séparée

amortisseur de type 46 HRC

Amortisseur avec option PDS, suspension progressive avec deux pistons

Amortisseur de type de carbon avec option PDS

amortisseur de type DE CARBON avec PDS

Le principe de fonctionnement.

PDS veut dire « Piston Dumping System »

Pour éviter les chocs dits « talonnages » en fin de course, les amortisseurs sont équipés d’une butée en caoutchouc. Cependant, l’évolution des différentes disciplines a amené les ingénieurs à concevoir un système plus performant afin d’adoucir et d’améliorer considérablement le confort lors de forte compression. Le système appelé PDS est constitué d’une chambre dans la tête de l’amortisseur et d’un piston situé au dessus du piston principal. Lors d’un choc violent, le piston PDS se loge à l’intérieur de la chambre en poussant l’huile. Une fuite volontaire laisse s’échapper le fluide permettant ainsi d’absorber l’énergie générée par la compression. Un clapet situé sur le piston permet d’annuler l’effet PDS lors du cycle de détente.

Amortisseur de type de carbon avec option PDS

amortisseur de type 46 PRCQ

La commande électronique

Pour privilégier le confort, et pour réellement adapter les suspensions au type de route sur lequel vous évoluez, Ohlins a développé une commande électronique positionnée sur le guidon grâce à laquelle vous pourrez régler, en roulant, la compression de vos amortisseurs et ce instantanément (en 10 millisecondes).

Il est conseillé d’utiliser des valeurs élevées de fermeture de la vanne lorsque, par exemple, vous avez avec vous un passager ou que vous faite une utilisation circuit.

Le principe de fonctionnement :

Grâce à des électrovannes situées au dessus des bonbonnes, un pointeau libère plus ou moins le passage de l’huile. Celui-ci peut avoir 5 différentes positions : ouvert à 10, 30, 50, 75 ou 100%. Lorsque la machine est éteinte, la commande électronique garde en mémoire les derniers réglages utilisés pour que, des que le contact est mis, les amortisseurs se règlent automatiquement suivant votre besoin.

Commande électronique

système de fonctionnement d’une commande électronique

Il est important de souligner qu’en cas de problème électrique sur le véhicule, le système propose un réglage standard.

Il est possible de régler les amortisseurs indépendamment l’un de l’autre.

Kit amortisseur à commande électronique
Kit amortisseur à commande électronique

L'amortisseur de type rotatif

Les amortisseurs de direction rotatifs au service des hyper-sports.

Depuis déjà plusieurs années, les meilleurs pilotes du monde utilisent le principe de l'amortisseur de direction rotatif. Sa compacité, son efficacité, sa plage de réglage et sa sensibilité ont fait leurs preuves.

Le concept :

Une potence spécifique placée sur le té de fourche supérieur permet de positionner avec exactitude l'amortisseur de direction dans l'axe de la colonne de direction.

Un support fixé sur la moto permet de recevoir la biellette de commande. Ce système transmet alors les mouvements de la direction à une palette plongée dans de l'huile située à l'intérieur de l'amortisseur de direction. Lorsque vous tournez le guidon de votre moto, la palette déplace alors l'huile dans un conduit calibré et ajustable. Ainsi, vous pouvez à souhait durcir ou assouplir votre direction.  Le concept assure une parfaite maitrise de votre moto et permet de gommer toutes les imperfections ressenties telles que le guidonnage ou les à-coups lié aux déformations de la route.

Amortisseur de direction de type rotatif Pièces d'un amortisseur rotaif

 

Amortisseur de type rotatif Amortisseur de type rotatif

 

Dernière mise à jour le : 27/05/2014

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