Lean Less | Qu’Est-Ce que le Roulis et Comment Le Réduire
Histoire de John Comesky
Tout amateur digne de ce nom sait que les pneus ont sans doute le plus grand impact sur la maniabilité d’un véhicule. De toute évidence, cependant, il existe des dynamiques de châssis qui dépassent le domaine des pneus. Une fois que vous aurez augmenté le seuil de traction à la surface de la route, vous serez peut-être prêt à passer à l’étape suivante pour améliorer la maniabilité du véhicule : réduire le roulis grâce à l’utilisation de barres anti-roulis.
Correctement choisies (et installées), les barres antiroulis réduiront le roulis de la carrosserie, ce qui dans les virages entraîne une meilleure maniabilité, une confiance accrue du conducteur et, en fin de compte, des temps au tour inférieurs.
Qu’Est-Ce Que Le Rouleau de Corps?
Il y a de fortes chances que vous ayez subi les effets du roulis à chaque fois que vous êtes au volant. Cela se produit presque à chaque virage lorsqu’un côté de la voiture se soulève, ce qui fait que tout le véhicule se penche vers l’extérieur du virage.
La cause du roulis corporel est une physique simple: un objet en mouvement a tendance à rester en mouvement jusqu’à ce qu’une force extérieure agisse. Donc, en termes pratiques, lorsque vous roulez en ligne droite, vous permettez à quelques milliers de livres de véhicules, de liquides et de passagers de créer un élan dans cette ligne droite.
Lorsque vous dites à tout de changer de direction soudainement, via une entrée au volant, les pneus avant peuvent changer de direction grâce aux avantages mécaniques du système de direction, mais l’élan du véhicule, des fluides et des passagers continue dans la direction d’origine. Les pneumatiques sont le seul élément capable de générer une force extérieure pouvant agir contre cet élan et changer de direction.
À ce stade, l’un des deux scénarios est le plus susceptible de se produire. S’il y a suffisamment d’élan dans la direction d’origine et que les pneus manquent d’adhérence pour agir contre l’énergie d’avant d’origine, le véhicule glissera hors du virage lorsque les pneus perdront de l’adhérence. Cependant, si les pneus ont une adhérence suffisante à la surface de la route, alors au lieu de glisser, la traction du véhicule à la surface de la route submergera l’élan initial vers l’avant et agira sur les forces initiales pour induire un changement de direction. D’où une manœuvre de virage.
Mais qu’advient-il de cette énergie ? Même si nous avons eu assez d’adhérence pour nous accrocher dans le virage, nous savons que l’élan de la masse du véhicule continuera dans la direction initiale. Le résultat est un transfert de poids vers le nouveau bord extérieur du véhicule – dans la même direction que l’élan initial vers l’avant.
Si suffisamment d’énergie est derrière le transfert de poids, alors cette énergie entraînera la compression de la suspension extérieure (dans ce cas, l’ensemble ressort et jambe de force) pendant que l’autre côté se soulève et s’étend. Un type d’ingénieur aime décrire cela en disant qu’un côté se déplace en saut tandis que l’autre se déplace en rebond. Le reste d’entre nous l’appelle maigre ou rouleau de corps.
Pourquoi le roulement du corps est-il une mauvaise chose?
Nous entendons souvent dire qu’il est « si important » de prévenir le roulis corporel que nous devons tous nous précipiter pour acheter ce produit ou ce produit afin de le prévenir. Et de nombreux passionnés ont donc accepté que le roulement du corps soit donc mauvais. Mais que fait exactement le roulis de la carrosserie pour affecter négativement la tenue de route du véhicule?
Pour les démarreurs, cela perturbe le conducteur. C’est probablement l’effet que la plupart des conducteurs peuvent voir et ressentir lors de leurs propres expériences de conduite. Et bien que ce ne soit pas l’effet négatif le plus important du roulis, il est vrai que la voiture ne se conduit pas toute seule – peu importe le nombre de pièces de rechange que vous installez. Ainsi, garder le conducteur calme, concentré et capable de se concentrer sur la tâche de conduite est une priorité absolue pour une conduite animée.
Cependant, l’effet le plus souvent mal compris du roulis sur la tenue de route du véhicule est l’effet du roulis sur le carrossage — et l’effet des changements de carrossage sur la traction des pneus.
En termes simples, plus la surface de contact du pneu est grande, plus il y a de traction contre la surface de la route, maintenant tout le reste constant. Mais lorsque le véhicule commence à se pencher ou à rouler d’un côté, les pneus sont également obligés de se pencher ou de rouler d’un côté.
Ceci peut être décrit comme un changement de carrossage dans lequel le pneu extérieur subit une cambrure positive accrue (rouleaux vers le bord extérieur du pneu) et le pneu intérieur subit une cambrure négative accrue (rouleaux vers le bord intérieur du pneu.) Ainsi, un pneu qui bénéficiait à l’origine d’une plaque de contact complète et plate avant le roulis doit fonctionner uniquement sur le bord du pneu pendant le roulis.
La perte de traction qui en résulte peut permettre aux pneus de céder plus facilement la place aux forces de transfert de poids vers le bord extérieur du véhicule. Lorsque cela se produit, le véhicule glisse sur le côté – ce qui est généralement une mauvaise chose.
Comment éviter le roulis de la carrosserie
Par définition, le roulis de la carrosserie ne se produit que lorsqu’un côté de la suspension est comprimé (se déplace en joug), tandis que l’autre s’étend (se déplace en rebond). Par conséquent, nous pouvons limiter le roulis de la carrosserie en rendant plus difficile le déplacement des suspensions côté conducteur et côté passager dans des directions opposées.
Une méthode assez évidente pour y parvenir consiste à utiliser des ressorts plus rigides. Après tout, un ressort plus rigide comprimera moins qu’un ressort plus doux lorsqu’il est soumis à une force égale. Et moins de compression de la suspension sur le bord extérieur se traduira par moins de roulis de la carrosserie.
Cependant, les ressorts plus rigides nécessitent l’utilisation d’amortisseurs plus solides (jambes de force ou amortisseurs) et ont un effet immédiat et substantiel sur la qualité de conduite. Ainsi, même si la manipulation est améliorée, ils peuvent ne pas être le moyen le plus simple ou le plus rentable d’atteindre l’objectif de réduction du roulis corporel.
Pour de nombreux amateurs, l’utilisation de barres anti—roulis – également appelées barres anti—balancement, barres anti-roulis, barres stabilisatrices ou barres stabilisatrices – permet une réduction plus rentable du roulis de la carrosserie avec un impact négatif minimal sur la qualité de conduite.
Fonctionnement d’une barre Anti-roulis
En termes simples, une barre anti-roulis est une barre métallique en forme de U qui relie les deux roues du même essieu au châssis. Essentiellement, les extrémités de la barre sont reliées à la suspension tandis que le centre de la barre est relié à la carrosserie de la voiture.
Pour que le roulis se produise, la suspension sur le bord extérieur de la voiture doit se comprimer tandis que la suspension sur le bord intérieur se prolonge simultanément. Cependant, comme la barre anti-roulis est fixée aux deux roues, un tel mouvement n’est possible que si la barre métallique est autorisée à se tordre. (Un côté de la barre doit se tordre vers le haut tandis que l’autre se tord vers le bas.) Ainsi, la rigidité en torsion de la barre – ou résistance à la torsion – détermine sa capacité à réduire le roulis du corps. Moins de torsion de la barre entraîne moins de mouvement dans le saut et le rebond par les extrémités opposées de la suspension – ce qui entraîne moins de roulis de la carrosserie.
Facteurs qui déterminent la rigidité
Deux facteurs principaux déterminent la rigidité en torsion d’une barre antiroulis : le diamètre de la barre et la longueur du bras de moment de la barre. Le diamètre est généralement le concept le plus facile à saisir, car il est quelque peu intuitif qu’une barre de plus grand diamètre aurait une plus grande rigidité en torsion.
Le mouvement de torsion (ou de torsion) de la barre est en fait régi par l’équation:
torsion = (2 x couple x longueur) / (p x diam4 x module de matériau.)
Et comme le diamètre est dans le dénominateur, à mesure que le diamètre augmente, la quantité de torsion diminue. Ce qui, en un mot, signifie que la rigidité en torsion est fonction du diamètre à la quatrième puissance. C’est pourquoi une très faible augmentation de diamètre augmente fortement la rigidité en torsion.
Par exemple, pour comparer la rigidité d’une barre d’origine de 15 mm à une barre de rechange de 16,5 mm, utilisez simplement l’équation 16,54/ 154. Certains calculs rapides donnent le chiffre de 1,46. En d’autres termes, une barre de 16,5 mm vaut 1.46 fois plus rigide – ou 46 % plus rigide – qu’une barre de 15 mm de même conception.
Ajoutez un millimètre de plus au diamètre de la barre — pour un total de 17,5 mm — et la résistance à la torsion monte en flèche jusqu’à 85% plus rigide que la barre de 15 mm d’origine.
(17.54/15.04 = 1.85)
Cependant, en plus du diamètre d’une barre, il existe un autre facteur très important qui détermine la rigidité en torsion d’une barre anti-roulis. Ce facteur est connu sous le nom de longueur du bras de moment – ou en termes communs, la quantité d’effet de levier entre le véhicule et la barre.
Comme pour tout, une quantité accrue d’effet de levier facilite le travail. Ceci est régi par la loi du levier:
force x distance = couple.
À mesure que la distance – ou la longueur du levier – augmente, le couple résultant augmente également. (C’est pourquoi il était plus facile de déplacer votre grand frère sur le chancelant quand il s’est déplacé vers le milieu et que vous êtes resté à l’extérieur sur la fin. Vous avez bénéficié d’un effet de levier accru à la fin, alors qu’il souffrait d’un effet de levier réduit près du milieu.)
Comme une barre anti-roulis a la forme d’un « U », les extrémités de la barre qui mènent du centre de la barre à la fixation du lien d’extrémité servent de levier. À mesure que la distance entre la partie droite de la barre et la fixation au niveau de la liaison d’extrémité s’allonge, le couple appliqué contre la barre augmente, ce qui facilite la torsion de la barre anti-roulis pour une quantité d’énergie donnée. À mesure que cette distance est réduite, le couple est réduit, ce qui rend plus difficile pour une quantité d’énergie donnée de tordre la barre anti-roulis.
C’est cette loi de levier qui est appliquée lors de la conception d’une barre anti-roulis réglable. En utilisant plusieurs emplacements de liaison d’extrémité, la distance entre le point de fixation et la partie droite de la barre peut être modifiée. Ou, en termes d’ingénieurs, la longueur du bras de moment peut être augmentée ou réduite afin de faire plus ou moins de couple contre la barre.
L’utilisation d’un réglage plus éloigné du centre de la barre augmente la longueur du bras de moment, ce qui augmente le couple contre la barre, permettant un mouvement de torsion plus important de la barre, créant plus de roulis. L’utilisation d’un réglage plus proche du centre de la barre réduit la longueur du bras de moment, ce qui entraîne moins de couple contre la barre, permettant moins de mouvement de torsion de la barre, créant moins de roulis du corps.
L’impact réel sur le couple peut être comparé en divisant les distances centre à centre des points d’attache de la liaison d’extrémité. Par exemple, disons que la distance centre à centre de la barre anti-roulis arrière d’origine est de 200 mm. Nous pouvons comparer cela à la distance de 160 mm du réglage le plus ferme d’une barre de 17,5 mm réglable à quatre voies en divisant simplement les distances.
(160/200 = .8)
En d’autres termes, une barre de centre à centre de 160 mm ne produit que 80% du couple qui serait produit par une barre de centre à centre de 200 mm de même diamètre. Ou plus simplement encore, en utilisant les points de fixation des maillons d’extrémité de 160 mm, nous augmentons la rigidité de la barre anti-roulis de 20% supplémentaires.
Qu’Est-Ce Que TLLTD?
TLLTD signifie Distribution de Transfert de Charge Latérale du Pneu. Bien que ce terme puisse paraître complexe, il mesure simplement l’équilibre avant-arrière de la façon dont la charge latérale est transférée dans une manœuvre de virage. Il est couramment utilisé pour comparer le taux de perte de traction latérale entre les pneus avant et arrière.
En termes simples, il n’y a que tellement de force qu’un pneu peut supporter. Lorsque nous demandons au pneu plus qu’il ne peut en fournir, il « sature » ou perd de la traction. Si les pneus avant saturent avant les pneus arrière, nous appelons cela sous-virage ou poussée – ce qui signifie que la voiture a tendance à continuer à se déplacer dans la direction d’origine, même si les roues sont tournées.
Si les pneus arrière saturent avant les pneus avant, nous appelons cela survirage ou desserrage – ce qui signifie que l’arrière de la voiture a tendance à se balancer plus vite que l’avant, provoquant un vrille. Lorsque aucune de ces conditions ne prévaut de manière cohérente, nous décrivons le châssis comme équilibré.
Nous pouvons mesurer et comparer les caractéristiques de sous-virage et de survirage en régime permanent d’un véhicule en attribuant un pourcentage de transfert de charge latérale de l’avant par rapport à l’arrière. Une valeur TLLTD égale à 50% indique que le châssis est équilibré – ou que les pneus avant et arrière ont tendance à perdre de l’adhérence à peu près en même temps. Une valeur de TLLTD avant supérieure à 50% indique que les pneus avant perdent de l’adhérence plus rapidement que les pneus arrière, ce qui entraîne un sous-virage. Et une valeur de TLLTD avant inférieure à 50% indique que les pneus arrière ont tendance à perdre de l’adhérence plus rapidement que l’avant, ce qui entraîne un survirage.
Il est important de noter que notre discussion sur le TLLTD ne prend en compte que les manœuvres de virage en régime permanent, telles qu’une longue rampe d’accès ou une rampe d’accès à 270 degrés. Un serrage modéré à agressif des gaz ou des freins peut perturber cet équilibre lors d’une condition transitoire, faisant passer brièvement un véhicule du sous-virage au survirage.
L’effet des barres antiroulis Sur la TLLTD
Idéalement, vous comprenez maintenant comment une barre antiroulis peut être utilisée pour limiter le roulis, et vous comprenez qu’un roulis réduit peut entraîner une réduction des changements de carrossage défavorables pour une meilleure traction des pneus. Mais ce qui n’est peut-être pas évident, c’est l’effet des changements de barre anti-roulis sur TLLTD (sous-virage et survirage.)
En fait, compte tenu des informations ci-dessus, on pourrait même supposer qu’une barre anti-roulis plus ferme, qui conduit à un meilleur contrôle de la cambrure, conduirait à une meilleure traction. Si nous ajoutons une barre anti-roulis plus ferme à l’avant, la perte de traction diminue, donc le sous-virage est réduit, n’est-ce pas?
Faux. Évaluons de plus près la signification de TLLTD – répartition de transfert de charge latérale du pneu. Autrement dit, nous pourrions décrire TLLTD comme la demande relative de contrôle de l’énergie d’un côté à l’autre qui est placée sur les pneus. Parce qu’une barre anti-roulis plus ferme permet moins de déflexion, elle transférera plus rapidement l’énergie d’un côté à l’autre (charges latérales).
À mesure que le taux de transfert de charge latérale augmente, des exigences supplémentaires sont imposées au pneu. Donc, si nous installons une barre anti-roulis plus ferme à l’avant, nous augmentons la répartition du transfert de charge latéral vers les pneus avant. Cela augmente la valeur TLLTD avant, ce qui entraînera un sous-virage supplémentaire, tout le reste restant constant.
La même logique s’applique également à l’arrière. Une barre antiroulis plus ferme à l’arrière augmentera le taux de transfert de charge latérale, ce qui imposera plus d’exigence aux pneus arrière, accélérera la perte de traction latérale et créera plus de survirage, tout en maintenant constant.
C’est pourquoi l’ajout aveugle de pièces à votre voiture peut ne pas produire les résultats souhaités. Un consommateur avisé consulte – et achète – des experts compétents qui ont les outils nécessaires pour formuler des recommandations de réglage éclairées.
Je Veux Un TLLTD De 50% Sur Ma Voiture, N’Est-Ce Pas?
Comme sur le papier un TLLTD de 50% indique un châssis équilibré, de nombreux passionnés sont tentés de conclure que cela est donc souhaitable. Ils peuvent penser que toutes les voitures devraient évidemment venir de cette façon de l’usine. Malheureusement, ce n’est pas le cas – et les considérations ne sont pas si simples. En réalité, une voiture avec un TLLTD de 50% est littéralement au bord du survirage constant. Et de nombreux facteurs peuvent rapidement et facilement amener la voiture du bord du gouffre à une catastrophe à grande échelle, incontrôlable et qui tourne en rond.
Pour commencer, tenez compte des effets des conditions météorologiques qui pourraient créer une chaussée mouillée ou glacée. Ou imaginez que le conducteur applique trop de frein tard dans un virage – une erreur courante chez les conducteurs novices. Ou considérez les effets de la variation de la température des pneus, de la pression des pneus ou de l’usure des pneus, qui auront tous des impacts majeurs sur les seuils de traction latérale. Et bien sûr, la répartition variable du poids, en raison de la modification du niveau du réservoir de carburant, des passagers ou du nombre de subwoofers dans le coffre, aura également un impact sur le TLLTD.
Avec toutes ces choses à considérer, les ingénieurs de conception automobile sont obligés de créer un TLLTD plus conservateur. En conséquence, ils ciblent intentionnellement des valeurs de TLLTD avant plus élevées afin que les véhicules de série soient sujets au sous-virage – l’hypothèse étant que le sous-virage est plus sûr et plus prévisible pour le conducteur moyen.
Par exemple, une Saturn DACT de série est réglée pour produire un TLLTD avant d’environ 63.4% – une cible relativement conservatrice. (Mais donnez un peu de crédit à Saturn, car c’est à l’extrémité agressive du spectre conservateur, en particulier par rapport aux autres voitures économiques à traction avant.)
En règle générale, un amateur moyen de conduite sur rue est probablement prêt à accepter certains compromis – dans la limite du raisonnable – d’un TLLTD plus agressif en échange d’une meilleure maniabilité. Une cible appropriée est probablement une valeur TLLTD avant d’environ 58%, une valeur considérée comme agressive, mais adaptée à la conduite dans la rue.
Comment créer le Bon Équilibre de manipulation ?
Étant donné que la plupart des passionnés n’ont pas les connaissances ou les logiciels nécessaires pour calculer les caractéristiques du châssis telles que le TLLTD, la responsabilité incombe aux accordeurs compétents.
De toute évidence, le TLLTD et le roulis de la carrosserie seront tous deux affectés par les modifications apportées aux ressorts et aux barres anti-roulis. Bien que la compréhension des effets de plusieurs changements puisse devenir déroutante, la réponse n’est généralement qu’un appel téléphonique.
Vous aimez ce que vous lisez ? Nous comptons sur votre soutien financier. Pour aussi peu que 3 $, vous pouvez soutenir les sports motorisés de base en devenant un mécène aujourd’hui.
Voir les commentaires sur les forums GRM
22/9/16 9h31
C’est l’heure du retour jeudi. Je viens de tomber sur cet article au plus profond de la liste des histoires sur notre site. Je pensais que je le trouverais sur le forum parce que les informations techniques sont SI bonnes.
22/9/16 9h48
Il manque quelques points importants ou ne les souligne pas assez.
-
TLLTD est un rapport. C’est la relation entre les barres stabilisatrices avant et arrière. Ce n’est pas assez clair dans l’article. Si vous ne comprenez pas cela, vous vous retrouverez probablement avec la même théorie erronée commune selon laquelle, puisque le raidissement de la barre avant entraîne une diminution de la traction à l’avant, et que le raidissement de la barre arrière entraîne une diminution de la traction à l’arrière, ce ramollissement des deux conduit à une meilleure adhérence aux deux extrémités. Ce n’est généralement pas le cas.
-
Cas limites. Si vous avez trop de roulis, vous pouvez manquer de débattement de suspension à une extrémité ou à l’autre. Cela peut entraîner des changements de manipulation surprenants. Par exemple, prenez une voiture qui tourne sur les butées aux deux extrémités lorsque vous êtes en stock. Ajoutez une grande barre stabilisatrice avant. Dans notre exemple, disons que cette voiture en particulier ne fond plus la suspension avant mais fond toujours l’arrière. Vous avez réduit le roulis global, mais maintenant vous avez un taux de ressort effectivement plus élevé à l’arrière, vous aurez donc un survirage accru.
Il y a aussi l’autre cas, où vous commencez à soulever des roues en l’air. Une fois que vous êtes passé en mode trépied, tout le transfert de poids restant se fera à l’autre extrémité. -
Le roulis de la carrosserie donne des indices importants au conducteur. Il est beaucoup plus facile de juger de la vitesse dans les virages. Lisez toutes les différentes interviews de Dave Coleman sur celle-ci. Vous devez également laisser votre suspension respirer et bouger pour pouvoir absorber les bosses – et si vous ne pouvez pas les absorber, vous perdez la traction sur elles. Des barres de balancement trop rigides auront également un effet sur la conduite, vous obtiendrez un coup de tête accru sur les bosses d’une roue et vous commencerez à ressentir plus de dureté – mais elles apportent certainement un grand changement de maniabilité pour un changement minimal de conduite dans l’ensemble.
Voici une autre version des mêmes informations. Il utilise FRC au lieu de TLLTD, et les cas limites sont couverts dans les chapitres suivants. Chapitre de la théorie de la Manipulation de La Construction D’Une Mazda Miata Haute Performance
22/9/16 10h28
Je sais que c’est censé être une amorce assez basique, et c’est certainement une bonne, mais il y a toujours une chose qui me manquait sur le sujet de (pourquoi le rouleau est « mauvais ») maintenir le patch de contact. La géométrie de la suspension joue également un rôle important (
). J’ai vu ce concept quelque peu mal appliqué aux débats FRS / BRZ vs Miata, où la Miata semble être trop critiquée pour son roulis. Cette critique néglige le fait que la suspension à double triangulation de la Miata perd également beaucoup moins de carrossage en roulis que la suspension à jambe de force de la FRS / BRZ. Il n’est donc pas aussi critique de contrôler le roulis aussi étroitement sur une voiture comme la Miata que sur une voiture comme la FRS / BRZ.
22/9/16 11h06
Et avec des essieux pleins, le roulis ne coûte pas du tout de carrossage!
22/9/16 11h42
Mais tous les kool kids retirent leurs barres de balancement pour réduire le poids et compenser avec des taux de ressort accrus, ce qui a pour effet supplémentaire de limiter le lacet et le tangage.
22/9/16 11h46
C’est le genre de technologie hardcore que j’aimerais voir plus. Merci GRM!
22/9/16 12h21
TL /DR
blague de bonnes choses
23/12/20 23h31
est-il vrai que si un pneu arrière intérieur se détache du sol, une barre arrière plus rigide ne fera aucune différence, car soulever le pneu est le plus qu’il puisse faire et il n’y a plus de résistance?
24/12/20 9h18
Une fois qu’une roue est hors du sol, vous avez un transfert de poids à 100% à cette extrémité. Tout le transfert de poids restant aura lieu à l’autre extrémité de la voiture. La barre de balancement à l’extrémité levée ne fait plus partie de l’équation.
Donc oui, mais pas tout à fait comme vous l’avez décrit.
Vous devrez vous connecter pour publier. Se connecter