LES TECHNOLOGIES AUTOMOBILES PASSÉES, ACTUELLES, DE L’AVENIR ET LES ÉCHECS
Nous traversons une époque passionnante. Les véhicules électriques représentent la nouvelle norme, et des technologies avancées, comme les systèmes d’aide à la conduite et les véhicules autonomes, se développent sous nos yeux. Ces innovations s’accompagnent de défis uniques pour les systèmes de direction et de suspension des automobiles. Comment en sommes-nous arrivés là? Visionnez le webinaire sur demande pour en savoir plus sur ce qui suit :
- Les technologies précédentes et notre progression jusqu’aux technologies actuelles;
- Les technologies actuelles et ce qui est en train de disparaître;
- Les technologies futures et les concepts par rapport à la réalité;
- Ainsi que les échecs dignes de mention au fil des ans.
Du passé au présent
L’histoire nous raconte que la première voiture officiellement reconnue a été brevetée en 1886 par Carl Benz sous le nom de « véhicule propulsé par un moteur à essence » ou « Benz Patent-Motorwagen ». Elle était équipée d’un moteur monocylindre à quatre temps de 954 cm3 monté sur trois roues et pouvant atteindre une vitesse d’environ 16 km/h (10 mi/h). Seules 25 voitures ont été construites. À l’approche du tournant du siècle, les « calèches sans chevaux » commencent à apparaître un peu partout et on les appelle des « automobiles ». Leurs concepteurs réutilisent de nombreuses technologies disponibles sur les calèches haut de gamme, notamment les suspensions à ressorts à lames et la direction à bielles.
Avec le système révolutionnaire de fabrication à la chaîne mis au point par Henry Ford en 1913, les automobiles ont commencé à ressembler davantage à ce à quoi nous sommes habitués. Elles étaient dotées d’essieux monopoutre à pivot de fusée, d’un ressort transversal à lames et d’une direction à barre de direction.
AMORTISSEURS
Certaines Ford Model T étaient équipées d’amortisseurs de suspension du marché secondaire, connus sous le nom d’amortisseurs Hassler. Il s’agissait de ressorts hélicoïdaux qui atténuaient le « rebondissement » des ressorts à lames.
Les premiers amortisseurs utilisaient des disques de friction en bois, en feutre, en cuir et d’autres matériaux qui permettaient de contrôler les oscillations des ressorts. Il n’a pas fallu longtemps pour que ces amortisseurs à disque de friction soient remplacés par des amortisseurs hydrauliques offrant un fonctionnement beaucoup plus souple.
SUSPENSIONS INDÉPENDANTES
Il existait (et il existe toujours) de nombreuses variantes de suspensions indépendantes, des essieux oscillants et des suspensions à montant coulissant sur certains des premiers véhicules aux modèles à bras court/long (SLA) et à bras triangulaires doubles plus traditionnels et aux jambes de force MacPherson dans les années 1940. L’amélioration de la technologie des amortisseurs a contribué à maintenir le contact entre les roues et le sol, ce qui a considérablement amélioré la stabilité et rendu la conduite beaucoup plus confortable.
JOINTS À ROTULE
À partir des années 1950, la technologie des joints à rotule est devenue le point de pivot de référence sur de nombreux systèmes de suspension, et on la retrouve encore sur toutes les automobiles modernes. Les joints à rotule sont utilisés à de nombreux endroits, notamment dans la suspension et la tringlerie de direction, et dans de nombreuses configurations, notamment les configurations sans charge (également appelée suiveuse), avec charge de compression et avec charge de tension.
En ce qui concerne les paliers, les joints à rotule sont passés du métal nu et des plaques à ressort aux paliers en polymère et aux paliers en métal fritté autolubrifiants de haute qualité d’aujourd’hui.
SYSTÈMES DE TRINGLERIE DE DIRECTION
Des systèmes interdirection ou à barre de direction d’origine utilisés sur les premiers véhicules jusqu’aux tringleries en parallélogramme plus complexes, les types de direction ont été nombreux.À l’exception des camionnettes et des VUS de plus grand format, la plupart des véhicules ont abandonné les tringleries de direction conventionnelles qui ont été remplacées par des directions à crémaillère.
DIRECTION ASSISTÉE
L’introduction de la direction assistée sur la Chrysler Imperial en 1951 a grandement facilité les manœuvres avec les véhicules lourds. À l’origine, toutes les directions assistées comprenaient un système hydraulique utilisant un liquide sous pression. Bien que les systèmes hydrauliques soient toujours en production, ils sont remplacés graduellement par des systèmes d’assistance électrique.
Suspensions actuelles
La plupart des véhicules actuels bénéficient de la conception simple, compacte et économique d’un système de jambe de force MacPherson. Populaire sur les véhicules monocoques, ce système offre de bonnes performances et une bonne capacité de réglage.
Les systèmes à bras court/long (SLA) ou à bras triangulaires doubles sont également utilisés sur de nombreuses plateformes de véhicules afin d’offrir une conduite plus en douceur. Ils maintiennent la géométrie sur les routes cahoteuses et offrent de meilleures performances globales qu’un système de jambe de force MacPherson.
Les suspensions multibras sont devenues de plus en plus populaires chez les conducteurs modernes en quête de performance et de confort. Elles créent un point de pivot virtuel qui permet de varier l’axe du pivot d’attelage, ce qui est très efficace pour gérer le carrossage et maintenir la roue en contact complet avec le sol.
Concepts futurs ou réalité?
L’avenir des suspensions automobiles est en constante évolution, alors que de nouveaux concepts et des innovations sont créés chaque jour. Bien que certains puissent sembler relever de la science-fiction, d’autres sont presque à point et d’autres sont prêts à être intégrés, notamment les véhicules autonomes, qui offrent une toute nouvelle perspective sur la façon dont nous « conduisons » et mettent notre confiance dans la technologie à l’épreuve.
Une entreprise britannique travaille à la mise au point d’un système de suspension appelé « lightweight innovative flexible technology » ou « LIFT » (technologie flexible innovante et légère). Inspiré d’une suspension à bras court/long (SLA), LIFT est un système de bras flexible qui peut potentiellement générer de l’électricité et fournir une partie de la puissance nécessaire à la conduite d’un véhicule électrique.
Les modules électriques de pivotement, que certains appellent « e-Corners », sont une autre innovation qui pourrait porter ses fruits sous peu. Le dispositif d’entraînement a été placé dans la roue, ce qui élimine le besoin d’un arbre d’entraînement pour une roue motrice. Ce système offre de nombreuses possibilités, comme celle de se déplacer latéralement, plutôt qu’en parallèle, pour se stationner. De nombreuses entreprises ont investi dans cette technologie, dont Hyundai Mobis qui fut l’une des premières à le faire.
Certains constructeurs automobiles cherchent également à exploiter l’énergie cinétique générée par le mouvement d’un système de suspension induit par la route. Le système d’amortisseurs rotatifs électromécaniques (eROT) d’Audi, par exemple, remplace les amortisseurs hydrauliques pour adoucir la conduite générale et produire de l’électricité pour recharger la pile à combustible, comme dans le cas du freinage régénératif.
La direction à commande électronique sans connexion mécanique entre le volant et les roues avant est une innovation qui est récemment devenue une réalité avec Toyota qui prévoit l’offrir sur le Lexus RZ450 en Amérique du Nord. Ce système ouvre de nombreuses possibilités en matière de configuration et d’emplacement du volant. Tesla vient également de déposer une demande d’homologation pour un système de direction à commande électronique doté d’un système de redondance exclusif.
Échecs dignes de mention
Une invention qui a été commercialisée à plusieurs reprises est le système de stationnement pour caravane à sellette a été breveté dans les années 1930 et a fait l’objet de nombreuses tentatives s’étendant jusqu’aux années 1970.
Une autre idée innovante consistait à faire pivoter les roues avant vers l’intérieur à près de 90° lors des manœuvres en voiture. Bien que cette invention puisse sembler ingénieuse, elle n’a jamais été intégrée à grande échelle et il n’y a pas beaucoup d’informations à son sujet.
Sommaire
Si vous souhaitez en savoir plus sur le succès de certaines technologies automobiles au fil des ans, les échecs de certaines autres et sur ce que l’avenir nous réserve, visionnez le webinaire Les technologies automobiles passées, actuelles, de l’avenir et les échecs.
