rotule

Une rotule de suspension est un assemblage de roulement sphérique qui permet un mouvement angulaire dans plusieurs directions tout en transmettant la charge entre deux composants rigides. Dans la suspension automobile, elle relie le bras de commande (ou triangle) au porte-fusée, permettant à l'ensemble de la roue de pivoter pour la direction et le débattement vertical de la suspension. L'articulation se compose d'un goujon sphérique en acier trempé pressé dans une douille, la bille étant montée dans une cage qui peut basculer et tourner dans des tolérances généralement mesurées en dixièmes de millimètre.

La douille elle-même est revêtue d'un matériau de palier en polymère ou logée dans un soufflet en caoutchouc rempli de graisse. La plupart des conceptions modernes utilisent un polymère (souvent du nylon ou un composite similaire) qui s'auto-lubrifie et ne nécessite aucun entretien après l'assemblage. Les véhicules plus anciens utilisaient des guêtres en cuir et nécessitaient un regraissage périodique avec de la graisse pour châssis. Le diamètre du goujon sphérique varie selon la catégorie du véhicule; les camions légers utilisent souvent des goujons entre 0,75 et 0,875 pouce, tandis que les voitures compactes peuvent utiliser des goujons de 0,625 pouce. Les charges nominales varient d'environ 1500 livres pour les berlines économiques à plus de 4000 livres pour les camions pleine grandeur.

Les rotules de suspension se divisent en deux catégories en fonction de leur rôle fonctionnel. Les rotules porteuses (généralement la rotule inférieure sur une configuration à double triangulation conventionnelle) doivent supporter le poids du véhicule en plus des charges de direction; elles subissent les contraintes les plus élevées et sont les premières à défaillir. Les rotules non porteuses (généralement les rotules supérieures) guident principalement le mouvement et durent plus longtemps dans des conditions normales. Certaines conceptions de suspension, en particulier les jambes de force MacPherson, éliminent complètement la rotule supérieure et la remplacent par un roulement de jambe de force.

Les rotules s'usent lorsque le soufflet de protection en caoutchouc se déchire, exposant le roulement au sel de voirie, à l'humidité et aux particules abrasives. Cela accélère la dégradation du polymère et la corrosion du goujon. Une rotule usée présente un jeu (mou) qui augmente progressivement de 0,050 pouce à 0,200 pouce ou plus, créant des bruits de claquement lors du freinage, de l'accélération ou des virages. Le jeu vertical est mesuré en saisissant la roue et en ressentant le mouvement au niveau du porte-fusée; le jeu horizontal se développe à mesure que le goujon se desserre dans sa douille. Une défaillance peut entraîner une perte soudaine de contrôle directionnel si l'articulation se sépare complètement, bien que cela soit rare dans les véhicules de tourisme grâce à la rétention par écrou à créneaux et goupilles fendues.

Le terme «rotule de suspension» dérive directement de sa géométrie: une bille (la tête du goujon) logée dans une douille, similaire en principe à une articulation à rotule dans l'anatomie humaine. La conception est restée largement inchangée depuis les années 1930 car la forme sphérique est géométriquement efficace pour un pivotement multidirectionnel tout en conservant des dimensions compactes. Les variations modernes incluent les rotules réglables (utilisées dans les bras de commande réglables pour les travaux d'alignement), les rotules soudées (fixation permanente au porte-fusée) et les conceptions à ajustement serré courantes dans les suspensions OEM. Les intervalles de remplacement varient généralement de 50 000 à 150 000 miles selon les conditions de conduite, le poids du véhicule et la qualité de l'articulation.