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AdminAdmin- Messages : 44
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CENTRE DE GRAVITÉ
Dim 1 Déc 2019 - 17:40
Il y a de quoi écrire un livre complet sur le centre de gravité tant son importance est fondamentale, et je vais essayer modestement aborder ce sujet particulier et ses contraintes qui m’ont guidé tout au long de la conception du Margouillat.
C’est la position de ce centre de gravité qui va déterminer les caractéristiques finales de la machine. Il détermine entre autres ses capacités en monté, en descente, ainsi sa tenue en devers.
Le mécanisme qui se cache derrière ça est très simple. Tant que le centre de gravité de votre crawler reste à la verticale de sa zone de points d’appui, il est stable.
Dès que le centre de gravité sort de la verticale de cette zone, le crawler se renverse.
La zone d’appui est délimitée par les points d’appui du crawler au sol, généralement le point où les pneus touchent le sol. Cela forme généralement un rectangle, voire un triangle si une roue ne touche plus le sol.
Il faut comprendre que cette zone évolue en permanent en fonction des mouvements du crawler. Dans exemple ci-dessous, le point d’appui de la roue arrière c’est déplacer à l’arrière du pneu. La zone d’appui étant plus grande, le crawler peut avoir une inclinaison bien plus importante que s’il roulait sur une simple pente.
Dans le cas suivant le crawler à la même position, mais la forme de l’obstacle est différente. Le point d’appui au sol du pneu arrière à bougé. Le crawler se renverse inévitablement !
Comme sur tout véhicule, le centre de gravité doit être placé au plus bas, mais cela devient compliqué quand on sait que d’un autre côté, on a besoin de beaucoup de hauteur sous châssis pour faciliter certains franchissements.
Sur un shafty, maintenir une hauteur sous châssis importante est difficile, car ce même châssis embarque la transmission et le moteur qui sont des éléments assez lourds. Ces éléments se retrouvent donc placés hauts et pénalisent d’autant le centre de gravité général du crawler. Pour minimiser l’impact du poids du moteur sur le centre de gravité global du crawler, j’ai placé le moteur sur l’avant de la transmission, ce qui est assez atypique. Cela offre 2 avantages à mes yeux :
CoG – A : position du centre de gravité du moteur placé à l’arrière de la transmission.
CoG – B : position du centre de gravité du moteur placé à l’avant de la transmission.
Autre facteur important est la diminution du poids des masses suspendues en l’utilisation de matériaux légers : fibre de carbone et plastique imprimé, ainsi qu’une conception très compacte. Cela permet d’obtenir un ensemble transmission et châssis extrêmement léger. Le châssis et la transmission (avec pignon acier) pèsent un peu plus de 90 g. En comparaison, une transmission d’Ax10 avec pignon plastique pèse (de mémoire) aussi autour de 90 g.
Ce poids gagné et la position du moteur permettent d’abaisser de façon significative le centre de gravité global du crawler, tout en permettant de conserver une hauteur sous châssis confortable de 9 cm (mesure prise à l’arrière du châssis).
Jusqu’à présent, je n’ai considéré qu’un seul centre de gravité global au crawler. Mais à un certain moment de la préparation de votre crawler, vous verrez que cette habitude ne suffit plus. Personnellement, j’en suis arrivé à la conclusion qu’il est important de considérer 3 centres de gravité distincts : le centre de gravité du pont avant, le centre de gravité du pont arrière et le centre de gravité des masses suspendues. En faisant cette dissociation, on prend habitude d’étudier le comportement du crawler à travers ces trois centres de gravité et de corriger au cas par cas.
CGAr : centre de gravité du pont arrière.
CGAv : centre de gravité du pont avant.
CGMS : centre de gravité des masses suspendues.
Par exemple, il m’est apparu que le Margouillat dans certains devers, se renversait. En y regardant de plus près, c’était souvent la roue du pont arrière qui se levait et finissait par renverser le crawler. Dans ce cas, le problème était limité au pont arrière. En lestant seulement le pont arrière, on retarde le moment où la roue arrière se lève et on améliore ainsi la tenue générale en devers du crawler.
Là encore la répartition des masses proche de 60/40 du Margouillat permet de lester l’arrière du pont, ce qui est plutôt rare sur un shafty. C’est rare, car sur un shafty classique où il faut lester l’avant pour obtenir une répartition des masses correctes, lester l’arrière signifie qu’il faut ajouter encore du lest sur l’avant. En effet, quand j’ajoute 10g de lest à l’arrière, pour conserver une répartition des masses de 60/40, je dois ajouter 15 g de lest à l’avant.
Centre de gravité
Le centre de gravité est et reste pour moi une préoccupation majeure quand je travaille sur mon crawler. Ce qu’on doit retenir, c’est que comme son nom l’indique, le centre de gravité est le point où s’applique la gravite terrestre sur un objet donné, dans notre cas un crawler. C’est ce qui plaque naturellement le crawler au sol !C’est la position de ce centre de gravité qui va déterminer les caractéristiques finales de la machine. Il détermine entre autres ses capacités en monté, en descente, ainsi sa tenue en devers.
Le mécanisme qui se cache derrière ça est très simple. Tant que le centre de gravité de votre crawler reste à la verticale de sa zone de points d’appui, il est stable.
Dès que le centre de gravité sort de la verticale de cette zone, le crawler se renverse.
La zone d’appui est délimitée par les points d’appui du crawler au sol, généralement le point où les pneus touchent le sol. Cela forme généralement un rectangle, voire un triangle si une roue ne touche plus le sol.
Il faut comprendre que cette zone évolue en permanent en fonction des mouvements du crawler. Dans exemple ci-dessous, le point d’appui de la roue arrière c’est déplacer à l’arrière du pneu. La zone d’appui étant plus grande, le crawler peut avoir une inclinaison bien plus importante que s’il roulait sur une simple pente.
Dans le cas suivant le crawler à la même position, mais la forme de l’obstacle est différente. Le point d’appui au sol du pneu arrière à bougé. Le crawler se renverse inévitablement !
Comme sur tout véhicule, le centre de gravité doit être placé au plus bas, mais cela devient compliqué quand on sait que d’un autre côté, on a besoin de beaucoup de hauteur sous châssis pour faciliter certains franchissements.
Sur un shafty, maintenir une hauteur sous châssis importante est difficile, car ce même châssis embarque la transmission et le moteur qui sont des éléments assez lourds. Ces éléments se retrouvent donc placés hauts et pénalisent d’autant le centre de gravité général du crawler. Pour minimiser l’impact du poids du moteur sur le centre de gravité global du crawler, j’ai placé le moteur sur l’avant de la transmission, ce qui est assez atypique. Cela offre 2 avantages à mes yeux :
- Premièrement, cela permet obtenir une répartition des masse proche de 60/40 sans lest, on verra plus loin quels sont les avantages.
- Ensuite, le châssis étant incliné sur l’avant d’environ 10 à 13°, le moteur se retrouve placé plus bas d’environ 9 millimètres, par rapport à un moteur placé à l’arrière de la transmission. Sachant que le moteur représente la moitié du poids des masses suspendues, ce n’est pas négligeable.
CoG – A : position du centre de gravité du moteur placé à l’arrière de la transmission.
CoG – B : position du centre de gravité du moteur placé à l’avant de la transmission.
Autre facteur important est la diminution du poids des masses suspendues en l’utilisation de matériaux légers : fibre de carbone et plastique imprimé, ainsi qu’une conception très compacte. Cela permet d’obtenir un ensemble transmission et châssis extrêmement léger. Le châssis et la transmission (avec pignon acier) pèsent un peu plus de 90 g. En comparaison, une transmission d’Ax10 avec pignon plastique pèse (de mémoire) aussi autour de 90 g.
Ce poids gagné et la position du moteur permettent d’abaisser de façon significative le centre de gravité global du crawler, tout en permettant de conserver une hauteur sous châssis confortable de 9 cm (mesure prise à l’arrière du châssis).
Jusqu’à présent, je n’ai considéré qu’un seul centre de gravité global au crawler. Mais à un certain moment de la préparation de votre crawler, vous verrez que cette habitude ne suffit plus. Personnellement, j’en suis arrivé à la conclusion qu’il est important de considérer 3 centres de gravité distincts : le centre de gravité du pont avant, le centre de gravité du pont arrière et le centre de gravité des masses suspendues. En faisant cette dissociation, on prend habitude d’étudier le comportement du crawler à travers ces trois centres de gravité et de corriger au cas par cas.
CGAr : centre de gravité du pont arrière.
CGAv : centre de gravité du pont avant.
CGMS : centre de gravité des masses suspendues.
Par exemple, il m’est apparu que le Margouillat dans certains devers, se renversait. En y regardant de plus près, c’était souvent la roue du pont arrière qui se levait et finissait par renverser le crawler. Dans ce cas, le problème était limité au pont arrière. En lestant seulement le pont arrière, on retarde le moment où la roue arrière se lève et on améliore ainsi la tenue générale en devers du crawler.
Là encore la répartition des masses proche de 60/40 du Margouillat permet de lester l’arrière du pont, ce qui est plutôt rare sur un shafty. C’est rare, car sur un shafty classique où il faut lester l’avant pour obtenir une répartition des masses correctes, lester l’arrière signifie qu’il faut ajouter encore du lest sur l’avant. En effet, quand j’ajoute 10g de lest à l’arrière, pour conserver une répartition des masses de 60/40, je dois ajouter 15 g de lest à l’avant.
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