Lorsqu’on examine les performances d’un véhicule, le poids est l’un des facteurs les plus importants de l’équation. Les véhicules plus lourds nécessitent plus d’énergie pour accélérer et sont plus difficiles à arrêter. Ils sont également plus difficiles à contrôler dans les virages. Dans l’ensemble, tout ce qui alourdit un véhicule s’accompagne généralement de nombreux inconvénients en termes de performances et d’efficacité. Vous voulez que votre voiture de course soit aussi légère que possible.
Cependant, de temps en temps, les constructeurs automobiles ont trouvé des raisons d’ajouter intentionnellement des poids importants aux véhicules. Nous examinerons quelques exemples clés et expliquerons pourquoi cette étrange décision de conception peut parfois être exactement ce que les ingénieurs ont commandé.
Vibration
Quiconque a suivi un cours sur les vibrations à l’université sait que l’ajout de masse change généralement les choses pour le mieux en ce qui concerne les vibrations. Plus de masse réduit la fréquence naturelle d’un système. Dans un véhicule, si la fréquence naturelle d’un châssis ou d’un sous-système tombe en dessous de celle des excitations provenant de choses comme la route, les vibrations de la transmission ou le moteur, les vibrations ressenties dans tout le véhicule peuvent être réduites de manière précipitée.
Un exemple courant est la Porsche 912E, qui a remplacé un moteur six cylindres silencieux par un moteur quatre cylindres Volkswagen bruyant. Lors de la conception du véhicule pour accepter ce moteur, les ingénieurs de Porsche ont décidé d’ajouter un poids lourd de 12 livres sous la traverse de transmission. Le poids est répertorié comme un « amortisseur de vibrations » et modifie probablement la fréquence naturelle du sous-châssis arrière suffisamment pour qu’elle soit inférieure à celle des vibrations générées par le moteur. Ajouter douze livres de poids mort à une voiture «sportive» bon marché et peu performante a peu d’effet négatif notable, mais peut faire une différence dans la sensation de raffinement, si moins de vibrations sont transmises du moteur à l’habitacle.
Porsche n’est pas le seul à avoir réussi un tel tour. Toyota a utilisé un poids boulonné sur certains modèles Hilux pour réduire les vibrations de la transmission, monté sur la boîte de transfert pour atténuer les vibrations excessives. Pesant environ six livres, c’était juste assez pour faire une différence significative. Pendant ce temps, le poids supplémentaire serait à peine remarqué sur un véhicule dont le poids à vide dépasse 3480 lb.
Volkswagen a inclus un article similaire, environ 25 livres, à l’arrière des modèles Golf Cabrio du milieu des années 90. La « masse ajoutée arrière » a apparemment été incluse pour réduire les vibrations.
Cette technique est encore utilisée à ce jour, bien que souvent de manière moins évidente. Les ingénieurs travaillent dur pour réduire le bruit, les vibrations et la dureté des nouveaux modèles, connus dans l’industrie sous le nom de « NVH ». S’attaquer à un gros morceau de métal à la 912E est un moyen rapide de résoudre un problème de vibration dans un modèle existant. Cependant, si vous concevez une voiture à partir de zéro, vous pouvez être plus ordonné dans votre travail. Les cadres et les traverses peuvent être conçus avec des sections transversales plus épaisses, ou du matériel supplémentaire peut être ajouté à des éléments tels que des supports de moteur ou des supports pour modifier plus subtilement l’image. Cependant, si un véhicule est sur le point de produire et que vous n’avez pas le temps de changer les moules pour d’autres pièces, un petit poids boulonné est parfois ajouté pour amortir ces petites vibrations désagréables.
Cependant, les constructeurs automobiles vont parfois encore plus loin. Dodge a monté des amortisseurs de masse actifs qui secouent les poids hors de phase avec les vibrations créées par le moteur de leurs camions RAM. Les secousses de ces poids interfèrent de manière destructive avec les secousses du moteur et, lorsqu’elles sont réglées correctement, peuvent réduire considérablement les vibrations dans tout le châssis du véhicule.
Les amortisseurs de masse ont également été utilisés dans le sport automobile, l’équipe de Formule 1 Renault ayant été la pionnière de la technologie en 2005 avant qu’elle ne soit interdite par l’instance dirigeante du sport. Dans ce cas, l’amortisseur consistait en un disque de 19 livres pouvant se déplacer dans un plan vertical, maintenu en place par des ressorts, son mouvement étant amorti par l’huile. Le disque aiderait à absorber l’énergie de la voiture heurtant les bosses de la même manière que les amortisseurs de masse réglés aident à réduire les oscillations ressenties dans les gratte-ciel, et était considéré comme un avantage concurrentiel important pour l’équipe jusqu’à ce qu’il soit interdit de compétition.
Bien sûr, nous ne pouvons pas oublier que l’un des moments les plus courants où un poids est ajouté à un véhicule est lors de l’équilibrage des roues. Les pneus et les roues ne sont pas toujours de construction parfaitement homogène et peuvent présenter des taches lourdes. Faites-les tourner à la vitesse supérieure et vous obtiendrez toutes sortes de secousses et de vibrations horribles dans toute la voiture. Cependant, à l’aide d’une machine à équilibrer, quelques poids peuvent être collés pour équilibrer tout cela.
Équilibre
Parfois, cependant, de gros poids sont ajoutés à un véhicule pour aider à l’équilibre et à l’adhérence. Un bon exemple est le camion Willys FC-150 de 1957, qui monte un poids lourd de 265 livres sur les roues arrière. Dans ce cas, le camion tel que conçu a le moteur et la cabine passagers à l’avant du châssis, ce qui signifie que tout le poids est très orienté vers l’avant. Cela a pour effet plutôt négatif de donner envie au véhicule de soulever les roues arrière en cas de freinage brusque, et rend généralement le véhicule déséquilibré et difficile à contrôler. La solution était évidente : mettre un gros poids à l’arrière pour garder ces roues au sol.
C’est une solution très simple, bien sûr. Dans les années 1950, les petites préoccupations comme l’économie de carburant et l’efficacité n’étaient tout simplement pas à l’esprit. Ainsi, il était facile de mettre un poids dessus et d’en finir avec. De nos jours, les camions sont conçus avec un peu plus de finesse et sont généralement très lourds tout autour, donc des mesures aussi évidentes ne sont pas nécessaires. Quoi qu’il en soit, il est toujours important que la répartition du poids d’un véhicule soit appropriée, qu’il soit chargé ou non, pour maintenir une bonne maniabilité.
En fait, lorsqu’il s’agit de camionnettes, une solution courante pour ajouter de la traction en hiver consiste simplement à ajouter une charge fictive dans le lit. Quelques centaines de livres de sable ou de pavés peuvent aider à réduire la queue de poisson ou le patinage des roues arrière dans la neige. Cela a un coût pour l’économie de carburant, mais si cela garde le camion à l’abri d’une congère, vous économisez beaucoup en frais de remorquage pour compenser.
Des mesures similaires sont souvent utilisées sur les tracteurs pour les aider à tirer les outils et à ne pas perdre l’adhérence sur un terrain détrempé. Ceux-ci peuvent être appliqués sur les châssis à l’avant ou à l’arrière du tracteur, ou même directement sur les roues elles-mêmes, contribuant à augmenter la force qui enfonce les pneus dans le sol pour plus de traction. Ceux-ci peuvent peser des milliers de livres dans le haut de gamme.
Tout n’est pas mauvais
Il s’avère que plus de poids n’est pas toujours une mauvaise chose. Si un peu de poids supplémentaire aide à réduire les vibrations gênantes ou résout certains problèmes de manipulation délicats, le compromis en vaut généralement la peine. Si vous participez à des compétitions de sport automobile et que vous avez besoin de performances ultimes, il est logique de supprimer le moindre poids. Cependant, pour une utilisation quotidienne sur la route et ailleurs, souvent un petit plus permet de résoudre certains problèmes d’ingénierie des variétés de jardin !