La réponse à combien rotules sont dans une voiture dépend du type de système de suspension. La plupart des voitures particulières et des camions légers modernes équipés d'une suspension à double triangulation ou à bras court-long (SLA) ont quatre rotules au total, une rotule supérieure et une rotule inférieure de chaque côté de l'essieu avant. Les véhicules équipés de suspensions avant à jambes MacPherson n'ont généralement que deux rotules à l'avant, car l'ensemble de jambe de fouce remplace la rotule supérieure. Certains véhicules, notamment ceux à suspension arrière indépendante, peuvent également disposer de rotules supplémentaires à l'arrière, ce qui porte le total à six, voire huit. Selon la Society of Automotive Engineers (SAE), la rotule est le point de pivotement entre le bras de commande et la fusée d'essieu, et chaque système de suspension indépendant repose sur au moins une rotule par roue pour permettre aux roues de diriger et de se déplacer verticalement. Compréhension combien ball joints are on a car est essentiel pour diagnostiquer le bruit frontal et planifier la maintenance, car la défaillance d'une seule rotule peut entraîner une perte catastrophique de contrôle du véhicule.

Qu'est-ce qu'une rotule et où se trouve-t-elle ?

Une rotule est un roulement sphérique qui relie les bras de commande du véhicule à la fusée d'essieu, fonctionnant comme un point de pivotement qui permet à la suspension de monter et descendre tandis que les roues tournent à gauche et à droite. À l’intérieur d’une rotule, une rotule en acier poli est logée dans une douille en acier ou en polymère lubrifiée et trempée. Le goujon à rotule est conique et s'insère dans un trou conique correspondant dans la fusée d'essieu ou le bras de commande, fixé avec un écrou crénelé et une goupille fendue. Cette conception permet une rotation multidirectionnelle et un mouvement angulaire tout en maintenant une connexion étanche et sans jeu. Les rotules sont classées soit porteur or suiveur . Une rotule porteuse supporte le poids du véhicule et est généralement la plus grande des deux. Dans une suspension à double triangulation avec le ressort monté sur le bras de commande inférieur, la rotule inférieure supporte le poids du véhicule, tandis que la rotule supérieure agit comme un suiveur qui maintient l'alignement sans supporter de poids. Dans un système de jambe de force MacPherson, tout le poids du coin avant est transféré à la carrosserie via le support de jambe de force, et l'unique rotule inférieure sert principalement de pivot de direction, même si elle subit toujours une charge latérale importante dans les virages. Selon le manuel technique des pièces de suspension MOOG, une voiture de tourisme typique rotule est conçu pour résister à des charges axiales dépassant 10 000 newtons (2 250 livres-force) et doit survivre à plus de 100 000 milles de service sans développer de jeu au-delà de la limite spécifiée par le fabricant, qui est généralement 0,5 à 1,5 millimètres (0,020 à 0,060 pouce) de mouvement radial.

Comment le type de suspension détermine le nombre de rotules

Le nombre total de rotules sur une voiture est déterminé par l'architecture de suspension du véhicule, avec des systèmes à double triangulation comportant quatre rotules avant, des systèmes à jambes de force MacPherson comportant deux rotules avant et des suspensions arrière multibras et indépendantes ajoutant des articulations supplémentaires à l'essieu arrière. Le tableau ci-dessous détaille le nombre typique de rotules pour chaque type de suspension trouvé sur les véhicules de tourisme courants.

Joints à rotule dans les systèmes de suspension à double triangulation

Les véhicules équipés d'une suspension avant à double triangulation ou SLA utilisent quatre rotules (deux de chaque côté) car un bras de commande supérieur et un bras de commande inférieur sont nécessaires pour maintenir l'angle de carrossage tout au long de la course verticale de la roue, et chaque bras de commande nécessite sa propre connexion par rotule avec la fusée d'essieu. Dans cette conception, le haut et le bas rotules forment une ligne imaginaire appelée axe de direction, et l'angle de cet axe par rapport à la verticale est l'inclinaison du pivot d'attelage. La rotule supérieure est généralement plus petite que la rotule inférieure car elle ne supporte pas le poids du véhicule ; son rôle est purement cinématique, maintenant les angles de carrossage et de chasse corrects au fur et à mesure des cycles de suspension. La rotule inférieure est le composant porteur et est généralement enfoncée dans le bras de commande inférieur ou boulonnée à celui-ci. Sur des véhicules comme le Ford F-150, la rotule supérieure est intégrée dans un ensemble de bras de commande supérieur qui doit être remplacé en tant qu'unité complète, tandis que la rotule inférieure peut être extraite et remplacée séparément. Selon les spécifications de service de Ford, le jeu axial maximum autorisé dans une rotule inférieure F-150 est de 0,8 millimètre (0,031 pouce) , mesuré avec un indicateur à cadran pendant que la suspension est chargée. Les systèmes à double triangulation sont courants sur les camions, les SUV et les véhicules de performance, car ils permettent un réglage plus fin du carrossage et du centre de roulis, mais ils se font au prix de plus de pièces mobiles, et donc plus. rotules —à inspecter et à remplacer tout au long de la durée de vie du véhicule.

Joints à rotule dans les systèmes de suspension à jambe de force MacPherson

Les voitures équipées d'une suspension avant à jambe de force MacPherson n'ont que deux rotules au total - une rotule inférieure de chaque côté - car le corps de jambe de force lui-même remplace le bras de commande supérieur et la rotule supérieure, et le bras de commande inférieur est généralement un seul bras en forme de L ou en forme de A avec une seule rotule à son extrémité extérieure. La conception de jambe de force MacPherson, brevetée en 1949 par Earle S. MacPherson, combine l'amortisseur, le ressort hélicoïdal et le pivot de direction supérieur en un seul assemblage qui se boulonne à la carrosserie du véhicule en haut et à la fusée d'essieu en bas. Le bras de commande inférieur assure le positionnement latéral et longitudinal de la roue, et l'unique bras de commande inférieur rotule sert de pivot de direction et de point de fixation inférieur pour la fusée. Étant donné que la jambe de force supporte le poids du véhicule, la rotule inférieure d'un système MacPherson n'est généralement pas porteuse dans le sens vertical, mais elle doit résister à de puissantes forces de torsion et de traction lors de l'accélération, du freinage et des virages. Lorsque cette rotule s'use, les symptômes incluent un bruit sourd lors de la conduite sur des bosses, un relâchement de la direction et une usure inégale des pneus avant, en particulier des plumes ou des creux sur le bord intérieur. La simplicité du système de jambes de force MacPherson, avec seulement deux rotules à entretenir - est l'une des raisons pour lesquelles elle est devenue la conception de suspension avant dominante pour les voitures particulières grand public.

Signes qu'une rotule doit être remplacée

Les rotules usées produisent des symptômes distincts, notamment des bruits sourds ou des cognements sur les bosses, une usure inégale ou festonnée des pneus, une sensation de direction errante et un jeu visible lorsque la roue est secouée à la main avec le véhicule soulevé du sol. La liste de contrôle suivante couvre les indicateurs les plus courants d'un échec rotule :

• Bruit sourd venant de l'avant : Une rotule desserrée produit un bruit de cognement métallique lorsque le véhicule roule sur des nids-de-poule, des ralentisseurs ou du gravier. Le bruit est plus perceptible à basse vitesse et provient d’un coin du véhicule.
• Vibrations excessives à travers le volant : À mesure que la rotule s'use, la géométrie de la suspension change et la roue peut trembler, en particulier à vitesse d'autoroute.
• Usure inégale des pneus avant : Une rotule usée permet aux angles de carrossage et de pincement de varier de manière dynamique, ce qui frotte la bande de roulement du pneu selon un motif festonné ou en coupe. L'usure est souvent concentrée sur l'épaulement intérieur ou extérieur du pneumatique.
• Dérive de direction : Le véhicule peut tirer d’un côté ou dériver, ce qui nécessite des corrections constantes de la direction pour maintenir une ligne droite.
• Jeu visible lors de l’inspection : Avec le véhicule surélevé et la suspension soutenue, un levier placé sous le pneu peut révéler un jeu. Sur une rotule porteuse, le comparateur à cadran doit afficher un mouvement radial inférieur aux spécifications du fabricant.

Foire aux questions sur les rotules

Les voitures ont-elles des rotules dans la suspension arrière ?

De nombreux véhicules modernes équipés d'une suspension arrière indépendante sont équipés de rotules ou de roulements sphériques similaires au niveau des bras de commande arrière et des biellettes de pincement. Le nombre exact dépend de la conception : une suspension arrière indépendante multibras peut en avoir entre deux et six. rotules à l'arrière. Les véhicules équipés d'un essieu arrière solide n'ont généralement pas de rotules arrière, car l'ensemble d'essieu localise les roues via des ressorts à lames ou des bras de commande avec des bagues.

Combien de rotules possède un camion 4 roues motrices ?

Une camionnette à quatre roues motrices avec une suspension avant à double triangulation a quatre roues avant rotules . Si le camion a un essieu arrière solide, il n'y a pas de rotules arrière. Le total est donc de quatre. Si le camion est équipé d'une suspension arrière indépendante, il peut y avoir des rotules arrière supplémentaires.

Puis-je remplacer une seule rotule ?

Oui, un seul rotule peuvent être remplacés individuellement si les autres composants du même essieu sont toujours dans leurs limites de service. Cependant, comme le travail pour accéder à la rotule implique souvent le retrait ou le démontage partiel d'autres composants de suspension, de nombreux manuels de mécanique et d'entretien recommandent de remplacer les rotules par paires d'essieux pour garantir une manipulation équilibrée et éviter une deuxième charge de travail lorsque l'autre côté s'use peu de temps après.

Compréhension combien ball joints are on a car aide à démystifier le système de suspension et permet aux propriétaires de véhicules de reconnaître les signes d'usure avant qu'une panne ne se produise. Le nombre exact dépend de la conception de la suspension, mais la plupart des voitures en circulation aujourd'hui ont deux ou quatre rotules avant, avec des articulations supplémentaires possibles à l'arrière sur les véhicules à suspension arrière indépendante. Une inspection régulière de ces composants, en particulier lors de la permutation des pneus et de l'entretien des freins, garantit que la suspension continue de fournir une maniabilité sûre et prévisible tout au long de la durée de vie du véhicule.