Fonctions
Les principales fonctions d'un châssis dans les véhicules à moteur sont les suivantes :
Les principales fonctions d'un châssis dans les véhicules à moteur sont les suivantes :
- Porter les composants mécaniques et la carrosserie
- Traiter les forces statiques et dynamiques, sans trop de flèche ni de distorsion.
- Le poids du moteur, de la carrosserie, des passagers et des cargaisons.
- Les torsions verticales et longitudinales transmises en circulant sur des surfaces inégales.
- Des forces latérales causées par les conditions de la route, le vent et le pilotage du véhicule.
- Le couple du moteur et de la transmission.
- La traction longitudinale au démarrage et à l'accélération, ainsi que la compression au freinage.
- Les impacts brutaux lors des collisions.
Châssis en échelle
Châssis en échelle avec entretoises diagonales et trous d'allègementAinsi nommé pour sa ressemblance à une échelle, le châssis en échelle est le plus simple et le plus ancien de tous les modèles. Il se compose de deux poutres symétriques, longerons ou canaux de la longueur du véhicule, et plusieurs transversales qui les relient. À l'origine vu sur presque tous les véhicules, le châssis échelle a été éliminé progressivement sur les voitures en faveur de châssis périmètre et de châssis monocoques. Il est aujourd'hui considéré principalement sur des camions. Cette conception offre une bonne résistance longitudinale en raison de ses rails continus de l'avant à l'arrière, mais une faible résistance à la torsion ou déformation si de simples traverses sont utilisées pour réunir les deux poutres constituantes. La hauteur totale du véhicule sera aussi plus grande en raison du plancher posé au-dessus du châssis au lieu de l'intérieur.
Châssis en échelle avec entretoises diagonales et trous d'allègementAinsi nommé pour sa ressemblance à une échelle, le châssis en échelle est le plus simple et le plus ancien de tous les modèles. Il se compose de deux poutres symétriques, longerons ou canaux de la longueur du véhicule, et plusieurs transversales qui les relient. À l'origine vu sur presque tous les véhicules, le châssis échelle a été éliminé progressivement sur les voitures en faveur de châssis périmètre et de châssis monocoques. Il est aujourd'hui considéré principalement sur des camions. Cette conception offre une bonne résistance longitudinale en raison de ses rails continus de l'avant à l'arrière, mais une faible résistance à la torsion ou déformation si de simples traverses sont utilisées pour réunir les deux poutres constituantes. La hauteur totale du véhicule sera aussi plus grande en raison du plancher posé au-dessus du châssis au lieu de l'intérieur.
Monocoque
Le terme monocoque désigne une construction unitaire où le châssis est inclus dans la carrosserie. Cette approche de l'ingénierie d'un véhicule décrit un "châssis-carrosserie d'une seule pièce"2 Un type de construction du châssis et de la carrosserie qui forment une structure unique. Une telle conception est généralement plus légère et plus rigide qu'un véhicule ayant une carrosserie fixée sur un châssis. L'architecture traditionnelle de carrosseries-sur-châssis s'est déplacée vers la structure monocoque plus légère qui est maintenant utilisée sur la plupart des voitures.
Le terme monocoque désigne une construction unitaire où le châssis est inclus dans la carrosserie. Cette approche de l'ingénierie d'un véhicule décrit un "châssis-carrosserie d'une seule pièce"2 Un type de construction du châssis et de la carrosserie qui forment une structure unique. Une telle conception est généralement plus légère et plus rigide qu'un véhicule ayant une carrosserie fixée sur un châssis. L'architecture traditionnelle de carrosseries-sur-châssis s'est déplacée vers la structure monocoque plus légère qui est maintenant utilisée sur la plupart des voitures.
Avantage
L'avantage essentiel de la structure monocoque, est la rigidité de l'ensemble du véhicule avec comme conséquence principale une meilleure tenue de route et une meilleure résistance en cas de chocs ou d'accidents. Cette rigidité peut être encore augmentée en utilisant des matériaux synthétiques tels que la fibre de carbone qui permettent aussi un gain de poids.
Pour gagner en légèreté, des matériaux tels que l’aluminium sont utilisés sur certains véhicules.
L'avantage essentiel de la structure monocoque, est la rigidité de l'ensemble du véhicule avec comme conséquence principale une meilleure tenue de route et une meilleure résistance en cas de chocs ou d'accidents. Cette rigidité peut être encore augmentée en utilisant des matériaux synthétiques tels que la fibre de carbone qui permettent aussi un gain de poids.
Pour gagner en légèreté, des matériaux tels que l’aluminium sont utilisés sur certains véhicules.
Chassis poutre ou en Épine dorsale en tube
Châssis tube en épine dorsale de la Tatra T11 de 1923. Le tube relie fermement le bloc moteur/boîte de vitesses au différentiel et protège l'arbre.Un châssis en épine dorsale est un type de châssis qui est semblable à la conception carrosserie sur châssis. Au lieu d'une échelle à deux dimensions, il se compose d'une unique forte ossature tubulaire (généralement rectangulaire en section transversale) qui relie la fixation des suspensions avant et arrière. Une carrosserie est alors placée sur cette structure.
Châssis tube en épine dorsale de la Tatra T11 de 1923. Le tube relie fermement le bloc moteur/boîte de vitesses au différentiel et protège l'arbre.Un châssis en épine dorsale est un type de châssis qui est semblable à la conception carrosserie sur châssis. Au lieu d'une échelle à deux dimensions, il se compose d'une unique forte ossature tubulaire (généralement rectangulaire en section transversale) qui relie la fixation des suspensions avant et arrière. Une carrosserie est alors placée sur cette structure.
X-frame, ou châssis en X
Utilisé dans les grands modèles Américains de General Motors à la fin des années 1950 et au début des années 1960, ce châssis dans lequel les rails de côté du moteur semblent se croiser dans le compartiment passager, chacun continuant à l'autre extrémité de la traverse à l'extrémité arrière du véhicule. Il fut spécifiquement conçu pour abaisser l'ensemble du véhicule indépendamment de l'augmentation de la taille de la boîte de vitesses et de l'arbre de transmission. Plusieurs modèles ont eu le différentiel situé non pas comme de coutume sur la barre entre l'essieu et le châssis, mais soutenu par un joint à rotule au sommet, fixé à un triangle articulé sur une traverse du cadre. Le X-frame améliorait prétendument les modèles précédents, mais il manquait les poutres latérales et donc ne suffisait pas comme protection latérale à l'impact17. Cette conception a alors été remplacée par le châssis-périmètre.
Utilisé dans les grands modèles Américains de General Motors à la fin des années 1950 et au début des années 1960, ce châssis dans lequel les rails de côté du moteur semblent se croiser dans le compartiment passager, chacun continuant à l'autre extrémité de la traverse à l'extrémité arrière du véhicule. Il fut spécifiquement conçu pour abaisser l'ensemble du véhicule indépendamment de l'augmentation de la taille de la boîte de vitesses et de l'arbre de transmission. Plusieurs modèles ont eu le différentiel situé non pas comme de coutume sur la barre entre l'essieu et le châssis, mais soutenu par un joint à rotule au sommet, fixé à un triangle articulé sur une traverse du cadre. Le X-frame améliorait prétendument les modèles précédents, mais il manquait les poutres latérales et donc ne suffisait pas comme protection latérale à l'impact17. Cette conception a alors été remplacée par le châssis-périmètre.
Châssis Périmètre
Semblable à un châssis en échelle, mais avec les sections centrales des longerons du châssis à l'extérieur des longerons avant et arrière, juste derrière les panneaux de seuil. Cela fut fait pour permettre de baisser la hauteur d'assise des places passagers et, par conséquent, de réduire la hauteur du véhicule, principalement sur des voitures de tourisme. C'est devenu une conception persistante pour les voitures de type carrosserie sur châssis aux États-Unis uniquement, jusqu'à ce que l'uni-corps gagne en popularité. Ce châssis a permis des changements de modèle annuels, mode introduite dans les années 1950 afin d'augmenter les ventes, mais sans coûteux changements structurels. À partir de 2014, il n'y a plus de voitures à châssis périmètre construite aux États-Unis après que Ford Motor Company ait éliminé la plate-forme Panther en 2011, qui termina le châssis sur les voitures de tourisme aux États-Unis (la Corvette de Chevrolet a utilisé une variante du châssis périmètre depuis 1963, mais sa quatrième génération actuelle a des éléments du châssis périmètre intégré, avec un endosquelette intérieur). En plus d'un toit abaissé, le châssis périmètre permet d'abaisser la position d'assise lorsque cela est souhaitable, et offre une meilleure sécurité en cas d'impact latéral. La conception manque cependant de rigidité, parce que les zones de transition de l'avant vers le centre et du centre vers l'arrière réduisent la taille de la poutre et donc la résistance à la torsion, d'où l'utilisation de boîtes de couple et de réglages de suspension très mous.
Semblable à un châssis en échelle, mais avec les sections centrales des longerons du châssis à l'extérieur des longerons avant et arrière, juste derrière les panneaux de seuil. Cela fut fait pour permettre de baisser la hauteur d'assise des places passagers et, par conséquent, de réduire la hauteur du véhicule, principalement sur des voitures de tourisme. C'est devenu une conception persistante pour les voitures de type carrosserie sur châssis aux États-Unis uniquement, jusqu'à ce que l'uni-corps gagne en popularité. Ce châssis a permis des changements de modèle annuels, mode introduite dans les années 1950 afin d'augmenter les ventes, mais sans coûteux changements structurels. À partir de 2014, il n'y a plus de voitures à châssis périmètre construite aux États-Unis après que Ford Motor Company ait éliminé la plate-forme Panther en 2011, qui termina le châssis sur les voitures de tourisme aux États-Unis (la Corvette de Chevrolet a utilisé une variante du châssis périmètre depuis 1963, mais sa quatrième génération actuelle a des éléments du châssis périmètre intégré, avec un endosquelette intérieur). En plus d'un toit abaissé, le châssis périmètre permet d'abaisser la position d'assise lorsque cela est souhaitable, et offre une meilleure sécurité en cas d'impact latéral. La conception manque cependant de rigidité, parce que les zones de transition de l'avant vers le centre et du centre vers l'arrière réduisent la taille de la poutre et donc la résistance à la torsion, d'où l'utilisation de boîtes de couple et de réglages de suspension très mous.
Châssis Plate-forme
Alors que le dessin de châssis des VW repose principalement sur une ossature centrale solide, le châssis Renault est plus proche d'un châssis périmètre.C'est une modification du châssis ou de la colonne vertébrale cadre, dans lequel le plancher de l'habitacle passagers, et parfois aussi le compartiment à bagages, ont été intégrés comme parties porteuses, pour plus de solidité et de rigidité. Ni le plancher ni les autres pièces ne sont des tôles provenant directement du rouleau, mais ont été emboutis avec des crêtes et des creux pour une rigidification supplémentaire.
Alors que le dessin de châssis des VW repose principalement sur une ossature centrale solide, le châssis Renault est plus proche d'un châssis périmètre.C'est une modification du châssis ou de la colonne vertébrale cadre, dans lequel le plancher de l'habitacle passagers, et parfois aussi le compartiment à bagages, ont été intégrés comme parties porteuses, pour plus de solidité et de rigidité. Ni le plancher ni les autres pièces ne sont des tôles provenant directement du rouleau, mais ont été emboutis avec des crêtes et des creux pour une rigidification supplémentaire.
Châssis tubulaire ou à Structure spatiale
Dans un châssis à structure spatiale (tubulaire), la suspension, le moteur et les panneaux de carrosserie sont attachés à un squelette de tubes en trois dimensions, et les panneaux de carrosserie ont peu ou pas de fonction structurelle. Afin de maximiser la rigidité et de minimiser le poids, la conception permet d'utiliser au maximum les triangles, et toutes les forces dans chaque jambe sont soit en traction ou en compression, jamais en flexion, de sorte qu'ils peuvent être aussi minces que possible.
Dans un châssis à structure spatiale (tubulaire), la suspension, le moteur et les panneaux de carrosserie sont attachés à un squelette de tubes en trois dimensions, et les panneaux de carrosserie ont peu ou pas de fonction structurelle. Afin de maximiser la rigidité et de minimiser le poids, la conception permet d'utiliser au maximum les triangles, et toutes les forces dans chaque jambe sont soit en traction ou en compression, jamais en flexion, de sorte qu'ils peuvent être aussi minces que possible.
Sous-châssis
La Lamborghini Aventador a une monocoque centrale en fibres de carbone, avec des sous-châssis en acier à l'avant et à l'arrière pour le montage de la mécanique. Un sous-châssis est un cadre structurel distinct, afin de renforcer ou de compléter une section particulière d'une structure de véhicule. En général attaché à une structure monocoque, la rigidité du sous-châssis peut traiter des forces élevées et permettre de les transférer de façon uniforme sur une feuille de métal de grande superficie relativement mince d'une carrosserie unifiée. Les adaptations de ce concept sont souvent trouvés à l'avant ou à l'arrière des voitures, et sont utilisés pour fixer la suspension du véhicule. Un sous-châssis peut également contenir le moteur et la transmission. Il est normalement construit en profils d'acier rectangulaires, mais peut aussi être tubulaire.
La Lamborghini Aventador a une monocoque centrale en fibres de carbone, avec des sous-châssis en acier à l'avant et à l'arrière pour le montage de la mécanique. Un sous-châssis est un cadre structurel distinct, afin de renforcer ou de compléter une section particulière d'une structure de véhicule. En général attaché à une structure monocoque, la rigidité du sous-châssis peut traiter des forces élevées et permettre de les transférer de façon uniforme sur une feuille de métal de grande superficie relativement mince d'une carrosserie unifiée. Les adaptations de ce concept sont souvent trouvés à l'avant ou à l'arrière des voitures, et sont utilisés pour fixer la suspension du véhicule. Un sous-châssis peut également contenir le moteur et la transmission. Il est normalement construit en profils d'acier rectangulaires, mais peut aussi être tubulaire.
La hauteur de caisse
Lorsque vous réglez la hauteur de caisse, vous pouvez avoir deux types de voiture. Soit une voiture piqué sur l'avant(plus basse à l'avant) qui sera plus précise en entrée et sortie de virage et offrira une tendance sous-vireuse.
Toutefois il sera possible de la faire surviré en donnant de grand coup sur l'accélérateur en cas de freinage trop tardif ou si on se retrouve à l'extérieur du virage.
Soit une voiture assise(plus basse à l’arrière) qui sera plus survireuse et sensible en virage au moindre coup de volant.
L’idéal, est que la hauteur de caisse avant et arrière soit identique lorsque vous roulez.
Essayé de mettre l’avant de la voiture le plus bas possible sachant qu’il faut qu’elle ne soit pas non plus trop bas pour vous permettre de monter sur les vibreurs. Pour l’arrière il faut un écart de 1 à 1,5 cm avec l’avant sachant que si vous baissez trop l’arrière vous risquez d’avoir du sous virage.
Lorsque vous réglez la hauteur de caisse, vous pouvez avoir deux types de voiture. Soit une voiture piqué sur l'avant(plus basse à l'avant) qui sera plus précise en entrée et sortie de virage et offrira une tendance sous-vireuse.
Toutefois il sera possible de la faire surviré en donnant de grand coup sur l'accélérateur en cas de freinage trop tardif ou si on se retrouve à l'extérieur du virage.
Soit une voiture assise(plus basse à l’arrière) qui sera plus survireuse et sensible en virage au moindre coup de volant.
L’idéal, est que la hauteur de caisse avant et arrière soit identique lorsque vous roulez.
Essayé de mettre l’avant de la voiture le plus bas possible sachant qu’il faut qu’elle ne soit pas non plus trop bas pour vous permettre de monter sur les vibreurs. Pour l’arrière il faut un écart de 1 à 1,5 cm avec l’avant sachant que si vous baissez trop l’arrière vous risquez d’avoir du sous virage.