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Dynamique des forces


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#1 A3rls

A3rls

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Posté 21 December 2004 - 00:45

Introduction :

Avant d’attaquer la conduite sportive, il faut connaître la dynamique des forces qui agissent sur un véhicule au moment de l’accélération, du freinage et dans les virages.

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Considérons, pour plus de clarté, un véhicule d’un poids de 1000kg, parfaitement équilibré, c’est-à-dire dont le poids est équitablement réparti sur le train avant et le train arrière (soit 500 kg par essieu)


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En phase d’accélération, le train avant se décharge et le train arrière devient plus lourd, le poids respectif est, en théorie de 400kg à l’avant et de 600 kg à l’arrière

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En phase de décélération, c’est le phénomène inverse qui se produit : c’est le train arrière qui s’allège, le « nez » qui supporte une plus grande charge. On aura alors une charge de 600 kg sur les roues avant et de 400 kg sur les roues arrière. Si le véhicule freine, le phénomène ne fera que s’accentuer, en fonction de la puissance et de la rapidité du coup de frein, et l’écart entre les charges que supportent les deux essieux se creusera encore davantage : par exemple 700 kg à l’avant, et seulement 300 kg sur l’arrière (la voiture ne sera plus équilibrée).


La Traction avant
Un examen plus approfondi, sur différents types de véhicules, conduit à la conclusion que dans le cas de la traction avant, au départ ou pendant l’accélération, comme le train arrière s’alourdit et que le train avant s’allège, l’accélération et les possibilités d’agir sur la direction sont faibles. C’est pourquoi, il est nécessaire de démarrer doucement, surtout quand la chaussée est peu adhérente. C’est quand le véhicule ralentit ou freine, étant donné que c’est le train avant qui supporte la charge maximum, que les roues motrices et directrices appuient le plus sur le sol.

La Propulsion
Dans le cas des voitures dont le moteur est à l’avant, mais qui sont à propulsion arrière, lors du démarrage ou pendant l’accélération, la charge se portant sur l’essieu arrière, on aura une bonne motricité mais la maîtrise de la direction sera plus discutable. Les manœuvres sur chaussée glissante devront donc être faites en douceur et progressivement. Quand le véhicule ralentit ou freine, la direction sera meilleure, mais l’allégement du train arrière entraînera une perte équivalente d’adhérence des roues motrices. Sur la glace, quand la voiture commence à survirer (à l’arrière), il faudra compenser et mettre les gaz. La manœuvre devra être faite en douceur et progressivement, pour éviter les réactions violentes et inattendues.

Les 4 roues motrices
Pour ce qui est des voitures à quatre roues motrices, de plus en plus répandues, bien que l’on constate le même déséquilibre au niveau du poids, l’adhérence et la maîtrise de la direction sont nettement supérieures.

En résumé, les voitures à propulsion arrière sont avantagées dans la phase d’accélération par rapport aux tractions avant. Le poids s’exerce, comme nous l’avons vu, sur le train arrière et plaque les roues motrices au sol, ce qui améliore l’adhérence et la transmission de l’énergie nécessaire à l’accélération. C’est pour la même raison que, quelle que soit la voiture, le système de freinage à l’arrière est le plus efficace, car, quand le véhicule freine, le transfert des masses permet une meilleure adhérence des roues avant. On sait qu’un véhicule lancée à une certaine allure accumule de l’énergie. Si en roulant vite sur l’autoroute, on passe au point mort, la voiture continue d’avancer un certain temps en roue libre. L’énergie accumulée avec la vitesse est dite cinétique. Dans ce cas, c’est elle qui propulse le véhicule au point mort.

Freiner signifie annuler cette force. Le travail des freins transforme en effet l’énergie cinétique en chaleur. Après avoir freiné à fond ou de façon prolongée, ou après une série de virages en descente, on peut constater très facilement cette émission de chaleur. La même chose est valable pour les pneus qui assurent le contact entre la voiture et le sol et qui permettent donc de transmettre de l’une à l’autre toute la puissance des freins et du moteur. La bande de roulement des pneus devra donc adhérer parfaitement au sol pour pouvoir transmettre les accélérations et les coups de frein. Que ce soit à la montagne en hiver, sur un sol boueux plus encore que sur le sable, combien de fois nous arrive-t-il de ne pas pouvoir avancer parce que les roues tournent à vide ? Pour transmettre de nouveau la puissance au sol par l’intermédiaire des roues, il faut interposer du gravier, des bouts de bois, des pierres ou autre. Ces rappels sont importants pour assimiler plus facilement le concept d’adhérence, concept de base dans tous les types de conduite, mais aussi pour comprendre et prévoir le comportement de la voiture dans les différentes situations.

L’accélération maximum d’un véhicule s’obtient donc quand toute la puissance du moteur passe dans les roues motrices, qui la transmettent ensuite au sol. Cette énergie peut être calculée en multipliant le poids qui s’exerce sur les roues par le coefficient d’adhérence.





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