La suspension

10 - La direction

La direction est un élément de la voiture qui en influence plusieurs, comme les pneus car au braquage des roues, la force centrifuge provoque une modification de la trajectoire appelée dérive. La trajectoire effective décrite par chaque pneu s’écarte de la courbe théorique, et le centre instantané de rotation réel du véhicule est déplacé.

La direction influence aussi la transmission pour les véhicules à traction avant, les divers organes et la géométrie du train avant, ainsi que les freins : il faut que la force de freinage sur les roues directrices soit parfaitement équilibrée; si cette condition ne se réalisait pas, la direction aurait tendance, au cours de l’action de freinage, à déporter le véhicule du côté où la force de freinage est le plus élevée.

Mais c’est avec la suspension que l’on retrouvera la plus grande interaction avec la direction, car on doit rendre le braquage indépendant des mouvements de la suspension. On doit penser à ce que serait le comportement du véhicule si, chaque fois qu’une roue directrice rencontrait une aspérité de la route,  le braquage se ferait automatiquement. La solution à ce problème s’effectue au moment de l’établissement du projet du véhicule, en concevant les organes concernés de manière à ce que les mouvements des roues tolérés par la suspension ne provoquent pas de modifications importantes dans la position des organes de direction.

En Formule 1, la direction est directe. Elle l’est tellement qu’il ne suffit que d’un demi tour de volant pour faire un braquage complet, contrairement à deux ou trois pour une voiture conventionnelle. Pour arriver à un tel résultat il faut des pneus larges et très adhérents, ainsi qu’une suspension rigide sinon le mouvement serait trop brusque, ce qui provoquerait une perte de contrôle ou même l’éclatement des pneus, car ils subiraient une déformation trop violente. Avec une telle direction il faut être prudent, car un mouvement trop brusque peut nous déporter et nous sortir de la piste, mais elle est essentielle pour prendre les virages de façon efficace (le pilote perdrait trop de temps à faire deux ou trois tours de volant à chaque virage).

11 - Exemples de suspensions

Suspension des années 60

Suspension des années 70

Suspension avant des années 70

Suspension arrière des années 80

Suspension avant actuelle

Suspension avec essieu rigide et ressorts à lames longitudinaux	Quadrilatère déformable avec ressort inférieur transversal
Quadrilatère déformable avec roue motrice et directrice	Suspension arrière à quadrilatère avec deux bras transversaux et deux bras longitudinaux
Quadrilatère déformable avec ressort extérieur incliné	Quadrilatère avec bras supérieur à balancier et ressort intérieur

12 - Le banc à vérins

On utilise la dynamique des fluides par modélisation informatique afin de simuler le passage de l’air autour de la voiture sur un écran d’ordinateur. Pour ce faire, on place la monoplace sur un banc à vérins qui est le simulateur le plus important après la soufflerie car il permet de remplacer les tours de piste que l’on ne peut pas faire à cause de la réglementation.

Cet appareil est un système servohydraulique d’essai et de simulation de mouvement et il sert surtout à développer les suspensions et les amortisseurs. A l'aide de la télémétrie, les sept vérins hydrauliques, situés sous les roues et les extrémités de la voiture, permettent au banc de reproduire les chocs et forces générés à chaque tour de circuit. Améliorer les performances des amortisseurs est essentiel : plus la voiture absorbe facilement les chocs, plus ses performances aérodynamiques sont bonnes et constantes. Le rôle du banc au cours d'un week-end de course est tout aussi important : en étudiant les données collectées lors des séances d'entraînements du vendredi, les ingénieurs peuvent, de retour à l'usine, perfectionner le réglage prévu pour la course du dimanche.

Banc à vérins

Chaque mouvement est analysé par ordinateur

Un ingénieur ajuste les vérins sous le banc afin de faire passer un test à une monoplace.