Tenue de route d'un véhicule

[WhiteBird]

Bonjour,

Je voulais m'assurer que mon raisonnement est bon:

La tenue de route d'un véhicule en virage, plus précisement la vitesse à partir de laquelle on va commencer à entendre crisser les pneus, est-elle indépendante de la masse du véhicule?

Car pour un même véhicule, s'il pèse par ex 2 tonnes, il va certes générer plus de grip qu'un véhicule de 1 tonne, mais la force centrifuge est 2 fois plus importante pour le véhicule de 2 tonnes. On annule de ce fait l'effet du grip supplémentaire?

La force centrifuge, est une fonction linéaire de la masse d'un corps, il suffit donc de savoir si la force de frottement évolue aussi linéairement avec la masse pour répondre à cette question...

Si le raisonnement précédent est bon cela signifie donc que le seul moyen d'augmenter l'adhérence est de monter des pneux plus larges??

Merci pour vos avis.
-----

[jgiovan]

Bonjour,

ton raisonnement me paraît simpliste car il fait abstraction de la position du centre de gravité du véhicule. Même avec un grip infini, un véhicule va finir par se retrouver sur deux roues puis par faire des tonneaux s'il va trop vite.
Cela se produira à une vitesse d'autant plus faible que le centre de gravité est situé haut.

Le facteur le plus important est moins la masse totale du véhicule que la répartition des masses.

En encore mon raisonnement est incomplet (je ne parle que de la position du centre de gravité en hauteur). La position du centre de gravité vers l'avant ou vers l'arrière va également conditionner la tendance au sous ou au survirage.

Pour simplifier le tout, il faut considérer que les pneus sont très déformables. Si le poids du véhicule est trop élevé tu risques de déjanter avant de perdre l'adhérence (d'ou l'intéret des pneus taille basse...).

Pour revenir à la question initiale, ton raisonnement tient plus ou moins la route si tu disposes de pneus non déformables. Un lien Wikipedia sur la friction : http://en.wikipedia.org/wiki/Friction

[LPFR]

Bonjour.
Effectivement, si on utilise la connaissance habituelle, la force de friction maximale est proportionnelle à la masse, comme la force centripète.
Donc, à priori, ça ne devrait pas dépendre de la masse.

Et pourtant, ça dépend.
Le "grip" semble d'être meilleur pour une pression plus faible au niveau du contact du pneu. C'est la raison de l'utilisation des pneus larges et peu gonflés et lisses dans la Formule 1 (les pneus lisses sont actuellement interdits).
Mais la raison de cela est mystère et bulle de gomme (si je peux me permettre).
Le coefficient de friction des pneus est un secret bien gardé par les fabricants. Et les raisons du comportement "curieux" du coefficient de friction ne sont pas publiques. Du moins je n'ai jamais réussi à le savoir.
Au revoir.

[ansset]

Et pourtant, ça dépend.
Le "grip" semble d'être meilleur pour une pression plus faible au niveau du contact du pneu. C'est la raison de l'utilisation des pneus larges et peu gonflés et lisses dans la Formule 1 (les pneus lisses sont actuellement interdits).
Mais la raison de cela est mystère et bulle de gomme (si je peux me permettre).
Le coefficient de friction des pneus est un secret bien gardé par les fabricants. Et les raisons du comportement "curieux" du coefficient de friction ne sont pas publiques. Du moins je n'ai jamais réussi à le savoir.
Au revoir.

j'ai peut être une petite idée.
pneus larges = surface au sol plus importante et donc friction au sol ( prop à la masse et la surface ) meilleure.
idem pour les pneus lisses , la surface est plus importante car continue .
pneux degonflés : ?? plus de surface aussi ??
en revanche, sous la pluie, un film d'eau sous la roue se produit pour un pneu lisse et c'est redhibitoire, d'ou les pneus raynurés qui evacuent l'eau vers l'arrière.

ce qui reste secret d'état, c'est la composition des pneus, le fameux grip , à l'image des grips de raquettes de tennis de table par exemple, très efficasse, mais qui s'usent à vitesse grandV.

[A voir en vidéo sur Futura]

[WhiteBird]

Mon post aurait du s'appeller grip vs force centrifuge...

Tu as raison jgiovan, la notion de tenue de route est autrement plus complexe, et si un véhicule possède une répartition des masses non optimisée, il peut avoir une tenue de route moins bonne qu'un véhicule plus léger.

La formule 1 est un excellent exemple, elle est très légère et grace à un centre de gravité très bas et des pneus larges, elle a une tenue de route bien meilleure que n'importe quelle autre voiture. De plus l'appui aérodynamique a un effet équivalent à l'ajout de poids mais sans pour autant augmenter la masse, c'est à dire l'inertie.

Oui d'accord avec toi ansset, les pneus lisses procurent plus de grip sur sec comme sur mouillé, mais sur route humide il faut à partir d'une certaine vitesse pouvoir évacuer l'eau sinon aqua-planning.

[Eurole]

Bonjour tous.

Dans un fil passé, ayant évoqué l'utilité d'un volant d'inertie dans le système moteur, il m'a été indiqué que l'effet gyroscopique de ce volant d'inertie était gênant pour la tenue de route dans les virages.

J'ai de la peine à comprendre, et me pose la question de savoir si cet effet gyroscopique ne pourrait pas être utilisé à des fins positives.

.

[jgiovan]

Bonjour tous.

Dans un fil passé, ayant évoqué l'utilité d'un volant d'inertie dans le système moteur, il m'a été indiqué que l'effet gyroscopique de ce volant d'inertie était gênant pour la tenue de route dans les virages.

J'ai de la peine à comprendre, et me pose la question de savoir si cet effet gyroscopique ne pourrait pas être utilisé à des fins positives.

.

Bonjour,

Je suppose que le volant d'inertie est responsable d'un sous-virage car il tend à maintenir le véhicule dans son axe mais cela reste un effect marginal. Il en est de même pour le moment cinétique des 4 roues (d'ou l'intérêt des jantes en alliages légers).

Les effets inertiels favorisent la tenue de route du véhicule en ligne droite (si on lache le volant le véhicule continue tout droit). De là à les utiliser pour améliorer la tenue de route...

[LPFR]

j'ai peut être une petite idée.
pneus larges = surface au sol plus importante et donc friction au sol ( prop à la masse et la surface ) meilleure.
idem pour les pneus lisses , la surface est plus importante car continue .
pneux degonflés : ?? plus de surface aussi ??

Re.
Dans le modèle habituel de friction sèche (le seul que je connaisse), la force pour vaincre la friction est:
F = µ N
où µ est le coefficient de friction (statique ou dynamique, suivant ce que l'on étudie), et N est la force normale à la surface.
La surface n'intervient pas.
Il faut faire la même force pour bouger deux briques placées l'une à côté de l'autre, que pour les deux même briques placées l'une sur l'autre.

Donc, le fait d'augmenter la surface ne devrait pas charger quoi que ce soit. Si la surface joue, ce n'est pas simplement parce qu'elle "est plus grande". Il doit avoir quelque chose qui fait que le modèle habituel n'est pas tout à fait valable.
Au revoir.

[Jeanpaul]

Les professionnels des bureaux d'études des constructeurs citent en proverbe "Le véhicule est l'accessoire du pneu", du moins pour le comportement (le vrai nom pour la tenue de route).
En effet, on constate que le même véhicule se comporte très différemment si on change les pneus, même sur sol sec. C'est un concept complexe, qui fait intervenir les forces latérales engendrées par le glissement (la vitesse de la roue n'est pas dans son plan). Le roulis génère aussi des mini-braquages par effet géométrique.
Pour ce qui est de la force gyroscopique, la plupart des véhicules ont un axe moteur selon Oy (transverse véhicule). Si on exerce un couple selon Ox (longitudinal) en passant une bosse avec les roues d'un seul côté, le couple gyroscopique sera selon Oz (verticale), ça devrait induire un braquage, ce qu'on n'observe pas dans la pratique.
A moto, avec un moteur flat twin (les BMW typiquement), on ressent la réaction de couple quand on accélère : la moto a tendance à se coucher (pas trop !).

[LPFR]

Re.
Je vous conseille de laisser en paix l'effet gyroscopique.
Non qu'il n'existe pas, mais parce qu'il une source d'erreurs très courante.

Par exemple. L'effet gyroscopique pour un moteur axial, lors d'un virage, est un couple qui fait "piquer" ou "cabrer" la voiture. Le couple pour les roues quand la voiture tourne, plaque un des côtés de la voiture.

Pour les deux roues, l'effet gyroscopique est très important pour l'équilibre C'est cet effet qui maintient debout un deux roues lancé... à condition de laisser le guidon libre de tourner comme il l'entend. Un deux roues avec le guidon bloqué tombe comme s'il était à l'arrêt.
A+

[WhiteBird]

Dans le modèle habituel de friction sèche (le seul que je connaisse), la force pour vaincre la friction est:
F = µ N
où µ est le coefficient de friction (statique ou dynamique, suivant ce que l'on étudie), et N est la force normale à la surface.
La surface n'intervient pas.
Il faut faire la même force pour bouger deux briques placées l'une à côté de l'autre, que pour les deux même briques placées l'une sur l'autre.

Donc, le fait d'augmenter la surface ne devrait pas charger quoi que ce soit. Si la surface joue, ce n'est pas simplement parce qu'elle "est plus grande". Il doit avoir quelque chose qui fait que le modèle habituel n'est pas tout à fait valable.

Effectivement tu as sans doute raison LPFR

Je pense qu'il ne faut pas raisonner en surface mais en volume, en effet côte à côte les 2 briques ont certes plus de surface mais unitairement la force est divisée par 2. Si par contre on multiplie par 2 le volume, la masse est également doublée et la force le sera aussi.

Le fait d'augmenter la surface d'un pneu a pour effet de répartir la force "poids" sur une plus grande surface, donc effectivement après intégration des éléments de force produits sur une surface infinitésimale, on obtient une force équivalente.

[WhiteBird]

Pour ce qui est du vélo qui aurait un guidon bloqué, je n'y avais jamais pensé, mais mis à part le fait qu'il serait impossible d'aller où on veut, le vélo aurait alors le même comportement pour rester debout que s'il était à l'arrêt?

[ansset]

Re.
Dans le modèle habituel de friction sèche (le seul que je connaisse), la force pour vaincre la friction est:
F = µ N
où µ est le coefficient de friction (statique ou dynamique, suivant ce que l'on étudie), et N est la force normale à la surface.
La surface n'intervient pas.
Il faut faire la même force pour bouger deux briques placées l'une à côté de l'autre, que pour les deux même briques placées l'une sur l'autre.

Donc, le fait d'augmenter la surface ne devrait pas charger quoi que ce soit. Si la surface joue, ce n'est pas simplement parce qu'elle "est plus grande". Il doit avoir quelque chose qui fait que le modèle habituel n'est pas tout à fait valable.
Au revoir.

bien vu LPFR , l'intuition nous joue des tours en physique..
mea culpa !

[LPFR]

Pour ce qui est du vélo qui aurait un guidon bloqué, je n'y avais jamais pensé, mais mis à part le fait qu'il serait impossible d'aller où on veut, le vélo aurait alors le même comportement pour rester debout que s'il était à l'arrêt?

Re.
Oui.
L'apprentissage du vélo consiste surtout à ne pas contrarier le guidon. Quand le vélo s'incline, le guidon tourne dans le bons sens pour éviter la chute. Quand on veut tourner on "fait tomber" le vélo dans le sens vers où on veut tourner.
Si on bloque le guidon, l'effet gyroscopique, au lieu de faire tourner le guidon, crée un couple "gauche-droite" d'aucune utilité, car compensé par les roues. Et le vélo se couche comme s'il était à l'arrêt.
A+

[ansset]

Re.
Oui.
L'apprentissage du vélo consiste surtout à ne pas contrarier le guidon. Quand le vélo s'incline, le guidon tourne dans le bons sens pour éviter la chute. Quand on veut tourner on "fait tomber" le vélo dans le sens vers où on veut tourner.
Si on bloque le guidon, l'effet gyroscopique, au lieu de faire tourner le guidon, crée un couple "gauche-droite" d'aucune utilité, car compensé par les roues. Et le vélo se couche comme s'il était à l'arrêt.
A+

ça c'est un sujet !
même si c'est le cas en velo à petite vitesse , ce n'est pas forcement exact pour une moto à grande vitesse.
mon frère qui faisait des courses, me disait avoir besoin de pousser le guidon ( coté interieur à la courbe, donc légèrement à l'envers ) pour provoquer un angle de la moto et c'est cet angle qui entraînait la courbe.

[LPFR]

ça c'est un sujet !
même si c'est le cas en velo à petite vitesse , ce n'est pas forcement exact pour une moto à grande vitesse.
mon frère qui faisait des courses, me disait avoir besoin de pousser le guidon ( coté interieur à la courbe, donc légèrement à l'envers ) pour provoquer un angle de la moto et c'est cet angle qui entraînait la courbe.

Re.
C'est quand même exact.
Le petit coup de guidon dans le sens contraire sert à "faire tomber" la moto dans le sens du virage. C'est le seul moyen d'incliner la moto rapidement quand elle va vite. Et la moto, en "tombant" sur le côté ramène le guidon à la bonne position.
A+

[ansset]

Re.
C'est quand même exact.
Le petit coup de guidon dans le sens contraire sert à "faire tomber" la moto dans le sens du virage. C'est le seul moyen d'incliner la moto rapidement quand elle va vite. Et la moto, en "tombant" sur le côté ramène le guidon à la bonne position.
A+

alors on dit la même chose, c'est l'effet dit "induit"...