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Essieu rigide d’une automobile

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Sur route, les conditions d’adhérence instantanée des quatre roues sont très rarement identiques. De ce fait, un système de suspension idéal doit laisser à chaque roue la totale indépendance de son comportement en débattement vertical.

La réalité est sensiblement différente de la théorie. Tout d’abord, pour les roues motrices, spécialement lorsque celles-ci se trouvent à l’arrière du véhicule, on ne peut pas laisser l’adhérence des roues motrices évoluer d’une manière totalement séparée. D’ailleurs, le différentiel est déjà là pour compenser les variations de vitesse entre les deux roues.

 

De plus, cette théorie ne vaudrait que si la répartition des masses entre les quatre roues ne variait jamais. Or ce n’est pas le cas, ne serait-ce qu’à cause des effets dynamiques des accélérations, du freinage (variations entre roues AV et AR), ainsi que ceux résultant de la force centrifuge en virage (variations entre roues internes au virage et roues externes).

Il faut donc compenser, dans une certaine mesure, ces variations des efforts supportés par chaque roue. Le montage de celles d’une même extrémité (AV ou AR) aux deux bouts d’un essieu rigide a constitué pendant longtemps la réponse des ingénieurs. On trouve encore des essieux rigides sur les véhicules amenés à subir des variations de charge très importantes : camions, mais aussi 4 x 4 tout terrain.

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Les premières automobiles employaient toutes des essieux rigides car ils étaient directement issus de la technique de construction des voitures hippomobiles et présentaient en outre l’avantage d’être d’une simplicité difficilement égalable. L’essieu avant rigide fut conservé jusqu’à la Seconde Guerre mondiale sur la plupart des voitures de tourisme, mais est toujours employé sur les poids lourds et sur certains utilitaires légers (Ford Transit). L’essieu arrière rigide connut une carrière beaucoup plus longue puisqu’il est encore monté sur certaines voitures à roues motrices arrière (Opel Rekord, par exemple). On le trouve aussi sur quelques voitures à traction.

Inconvénients et avantages

L’accroissement de la vitesse des voitures a impliqué un progrès de la tenue de route, d’où l’abandon de l’essieu rigide avant au profit des roues indépendantes. Que reproche-t-on à l’essieu rigide ? D’abord son poids, qui augmente considérablement les masses non suspendues ; mais peut-être plus encore le fait qu’un choc perçu par la roue gauche est directement transmis à la roue droite.

 

Construit en acier forgé, l’essieu avant rigide a pourtant l’avantage d’une extrême robustesse et d’une grande facilité de fabrication. Les voitures possédant deux essieux rigides (montés presque toujours sur des ressorts à lames) ne tenaient pas si mal la route, car certaines étaient très bien étudiées au point de vue de la répartition des masses et possédaient un châssis surbaissé offrant un centre de gravité très bas, favorable à une bonne tenue de route (Alvis, Jaguar).

 

Bugatti fut certainement le constructeur qui tira le meilleur parti de cette technique en abaissant considérablement le poids des masses non suspendues : l’essieu avant de ces voitures était en effet en acier tubulaire creux, forgé d’une seule pièce et entièrement poli (une véritable oeuvre d’art à lui tout seul). Cet essieu très léger était, de plus, associé à de superbes roues en alliage léger coulées d’une seule pièce avec le tambour de frein qui recevait une chemise en acier emmanchée à chaud. L’ensemble essieu/roues était très léger et conférait aux Bugatti une excellente tenue de route. Ces roues en aluminium, les premières du genre, apparurent sur les « 35 » de compétition au Grand Prix de Lyon en 1924. Cette firme est d’ailleurs restée fidèle à l’essieu rigide jusqu’à la fin de ses activités automobiles.

 


 

Essieux moteurs et essieux de liaison

Il existe deux types bien distincts d’essieux arrière rigides : ceux assurant la propulsion de la voiture (roues arrière motrices) et ceux assurant simplement la liaison entre les deux roues (voitures à traction).

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Les premiers sont assez complexes car ils abritent les organes de transmission : différentiel, arbres de roues. Ils peuvent être d’une seule pièce de fonderie, le différentiel venant se boulonner dessus avec son propre carter, un couvercle fermant le tout par derrière (c’est ce qu’on appelle un pont « banjo »).

 

D’autres comportent un carter de différentiel en fonte dans lequel sont emmanchés les tubes en acier protégeant les arbres de roues (ponts Salisbury montés sur de nombreuses voitures).

 

Enfin, certains essieux montés sur des voitures de sport possèdent un carter de différentiel en alliage léger aileté sur lequel sont boulonnés les tubes portant les arbres de roues (anciennes Alfa Romeo). La majorité des ponts arrière rigides sont montés au milieu de ressorts à lames semi-elliptiques. Cependant, il peut arriver qu’ils se trouvent au bout de ces mêmes ressorts, qui sont alors montés en porte-à-faux. Des tirants assurent le guidage du pont dans le sens axial et une barre Panhard dans le sens latéral. On peut également trouver des essieux rigides montés sur ressorts à boudin.

 

Les essieux arrière rigides montés sur les voitures à traction sont plus simples que ceux équipant les roues avant des voitures plus anciennes : ils sont généralement parfaitement linéaires, portant simplement les roues et leurs freins à chaque extrémité. Ils peuvent être de structure cruciforme, tubulaire ou bien encore être réalisés en tôle emboutie (Renault). L’essieu arrière rigide, bien que dépassé techniquement, permet de réaliser de petites voitures populaires à traction tenant très bien la route tout en conservant des prix de revient modestes.


L’essieu “flexible”

Certains constructeurs ont cherché à concilier la simplicité de l’essieu rigide et la nécessité d’autoriser une certaine indépendance des roues montées sur cet essieu.

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C’est le cas surtout pour les roues arrière des voitures à traction. Audi a imaginé l’essieu « auto-correcteur », généralisé depuis sur les Volkswagen et Audi, l’idée ayant été reprise par d’autres constructeurs sous des formes variées (notamment Renault sur les 21 et 25 ainsi que Fiat sur la petite Uno). Il s’agit d’un essieu en tôle emboutie dont le profil lui assure une certaine élasticité en torsion. La position des axes de fixation de cet essieu sur le châssis donne un effet de correction automatique des micro-braquages résultant des mouvements verticaux d’une roue d’un côté par rapport à l’autre roue.



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Voir aussi :
Essieu rigide d’une automobile
Correcteurs de freinage d’une voiture
Les roulements d’une roue AR motrice d’une voiture


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