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Saint-Clair Racing

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6 mai 2011

Suivi de Conception N°1

 Bonjour à toutes et tous,

 

Depuis la dernière parution, j’ai traversé un moment plein de déconvenues. Le travail déjà réalisé a été fondamentalement remis en question par le nouveau règlement technique FFSA groupe CM 2011. De plus, la version développée ne collant à aucun règlement technique relatif à la compétition, l’homologation FIA serait très difficile à obtenir bien que l’arceau de sécurité, les extincteurs, le harnais 6 points, et divers éléments soient homologués FIA. Il est préférable d’homologuer un châssis répondant à un règlement avant de le faire évoluer en vue d’un championnat dit « monotype ».

 

De ce fait, j’ai ressenti le besoin de prendre du recul afin de revoir le projet et de le mettre en conformité avec le règlement groupe CM 2011. Cependant, malgré ce coup dur, j’ai reçu quelques pièces nécessaire au développement de l’auto. J’en ai d'ores et déjà modélisé un certain nombre afin de les inclure à la maquette numérique.

 

http://www.sportautolorals.fr/pdf/2011/reglement_techn_groupeCM_2011.pdf

 

 Le châssis développé sera repris ultérieurement afin de finaliser sa conception. L’objectif final sera la création d’un championnat monotype et ou de l’usage loisirs visé au départ.

 

En attendant la version groupe CM qui est déjà en cours d'élaboration et plus aboutie que la version groupe CN monoplace qui suit, voici quelques aperçus du premier sport proto développé.

 

Le châssis : Désormais obsolète qu’il me faudra mettre en conformité.

 

Eva_2450_M_ca

 

Eva_2450_M_ca_2

 

La carrosserie : Qui manque de finitions...

 

Eva_2450

 

Eva_2450_3

 

Le pédalier :

 

P_dalier_BPS_Racing_2

 

PEDALIER_BPS_RACING_X3

 

Le répartiteur de freinage : (intégré au pédalier)

 

REPARTITEUR_MECANIQUE_BPS_RACING_2

 

Le pédalier complet :

 

P_dalier_Complet_2

 

PEDALIER_BPS_RACING_COMPLET 

 

 Bocal_Liquide_Ma_tre_Cylindres_1

 

Maître Cylindre de Frein :

 

Ma_tre_Cylindre_Frein_Girling_1

 

 MAITRE_CYLINDRE_FREINAGE_8_4_F1

 

Maître Cylindre d’Embrayage :

 

Ma_tre_Cylindre_Embrayage_Girling_2

 

 GIRLING_625___BOCAL

 

Le réservoir ATL 20 Litres :

 

Reservoir_ATL_20L_2

 

R_servoir_ATL_20L_Complet

 

 Manomètre de niveau de carburant :

 

Mano_ATL_2

 

Harnais de sécurité 6 points et mousses de protection d'épaules : qui pour l’heure ne sont pas modélisés. J’attends pour cela, d’avoir reçu les sièges et d’avoir réalisé une maquette en bois de l’habitacle pour valider l’ergonomie de la conception CAO.

 

Harnais_1

 

Les mousses de protection d’épaules 3 pouces :

 

Mousse_Protection_Harnais_1

 

Le volant SPARCO P270 :

 

Volant_Sparco_P270_2

 

VOLANT_SPARCO_P_270

 

 Moyeu de volant escamotable Life Line :

 

Moyeus_Escamotable_2

 

Moyeus_Escamotable_3

 

MOYEUX_ESCAMOTABLE_LIFE_LINE

 

Rotules et Axes de Pivots 306 Maxi :

 

Axe___Rotule_306_Maxi_4

 

La prochaine commande est en cours de traitement chez mon fournisseur. Dès réception, la modélisation des pièces sera faite pour poursuivre le développement de l’auto.

 

D’ici réception de celle-ci, je re-développe la nouvelle liaison au sol ainsi que les portes roues. Le règlement groupe CM impose des jantes de 13 pouces maximum hors les portes roues avaient été conçus pour du 15 pouces minimum. Ne rentrant pas dans du 13, tout est à revoir : pièces et géométrie des trains roulant.

 

D'autre part, j’ai entrepris le développement d’un fichier dans lequel je compare le poids réel de chaque pièce et le poids virtuel de celles-ci afin d’apprécier la pertinence de la maquette numérique. En vue d’optimiser la répartition des masses et les calculs d’inertie, j’applique aux pièces concernées un coefficient correcteur pour rendre la maquette la plus proche possible du réel.

 

Enfin, j’adresse toutes mes excuses à mes lecteurs pour ce délai de suivi. Je tâcherai d’être plus régulier à l’avenir quand bien même déconvenues il y aurait.

 

 

 

 

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23 mars 2011

Liaison au Sol

Bonjour à toutes et à tous

 

Tout d'abord, je tiens à remercier ceux qui m'adressent leurs félicitations et messages de soutien.

 

Le cahier des charges défini, il est temps de passer à la conception. Avant de travailler sur le châssis, j'ai décidé d'orienter le développement sur la liaison au sol. L'inverse aurait été possible mais ce choix a pour avantage de travailler sur la structure avec un certain nombre d'informations tel que l'empattement, les voies, les points d'encrages, les encombrements et débattements de pièces... Les porte-moyeux sont développés en parallèle afin de déterminer la géométrie des trains roulants.

 

Le développement d’un train avant est complexe et prend du temps. Je ne détaillerai aucun calcul mais je vais tenter de « vulgariser » cet exercice de sorte à rendre accessible au plus grand nombre la démarche d’étude appliquée.

 

Pour plus d’informations sur le sujet, je vous conseille ces ouvrages :

 

_ Dynamique du véhicule : Modélisation des systèmes complexes par Jean Pierre Brossard aux éditions Presses Polytechniques et Universitaires Romandes.

_ L’automobile : Calcul des organes par M. Boisseaux aux éditions du Palmier.

 

Avant toute chose, il convient de définir les termes techniques qui vont être évoqués :

 

L'empattement :

 

C'est la distance entre les deux axes de roues, le véhicule en vue latérale.

467_1

_ Court, il offrira un faible rayon de braquage. Il favorisera un comportement vif du véhicule en courbe mais se révèlera instable à haute vitesse.

_ Long, il donnera un rayon de braquage plus élevé et une moindre vivacité en courbe mais offrira une bonne stabilité à haute vitesse.

 

Les voies :

 

C'est la distance comprise entre les centres des bandes de roulements, le véhicule en vue frontale.

467_2

_ Elles participent à la stabilité latérale du véhicule.

 

L’angle de carrossage :

 

C'est l'inclinaison de la roue par rapport à un axe normal au sol, le véhicule en vue frontale.

carrossage1

_ Le carrossage est positif lorsque les axes de roues convergent vers le sol. Les pneumatiques s'usent d'avantage sur les tranches extérieures.

 

_ Le carrossage est négatif lorsque les axes de roues convergent vers le ciel. Les pneumatiques s'usent d'avantage sur les tranches intérieures.

 

L’angle de pivot et déport de pivot :

 

C'est l'angle formé par un axe normal au sol et l'axe de pivot, le véhicule en vue frontale.

 

_ L'angle de pivot contribue au rappel des roues en ligne droite.

 

Le déport au sol dépend de la position de l'axe de pivot par rapport à l'axe de la roue. Ce déport participe également au rappel des roues en lignes droites.

466_2

_ Il sera positif s'il se mesure à l'intérieur de la roue.

_ Il sera négatif s'il se mesure à l'extérieur de la roue.

_ Il sera nul s'il se confond avec l'axe de symétrie de la roue.

 

Pincement et Ouverture :

 

C'est l'angle formé par la convergence ou la divergence des roues AV et ou AR.

pincement_ouverture

_ Ces réglages sont appliqués pour compenser une attitude sous-vireuse ou sur-vireuse du véhicule.

_ Sous-virage: Tendance qu'a le véhicule à ne pas s'inscrire correctement dans une courbe.

_ Sur-virage: Tendance qu'a le véhicule à glisser par l'arrière.

 

Angle de chasse :

 

C'est l'angle formé par l'axe de pivot et l'axe normal au sol passant par le centre du moyeu, le véhicule en vue latérale.

466_4

_ Son rôle est de favoriser le rappel des roues en ligne droite et de facilité la direction du véhicule.

 

Mouvements de caisse :


453_2

 

Tableau des incidences :


Tableau_des_incidences

 

Développement du train avant :

 

Pour assurer un comportement homogène de l’auto dans toutes les circonstances, les voies ainsi que les angles caractéristiques du train avant doivent subir un minimum de variations. L’exemple ci-dessous schématise un triangle de suspension en vue frontale. Comme on peut le constater, plus les bras de levier sont longs, plus l’amplitude de celui-ci, pour un même débattement vertical, est faible.

Bras_de_levier

 

J’ai donc fait le choix d’avoir les triangles les plus longs possibles afin de garantir un minimum de variations de géométrie au roulage. Ce choix impose un nez surélevé de type F1, afin que les points de fixations des triangles inférieurs soient les plus proches possibles de l’axe de symétrie du châssis. D’autre part, cette solution technique optimise la dynamique de dévers (roulis).

Les triangles supérieurs, ont été développés selon le même processus à ceci près qu’ils seront fixés à l’extérieur du châssis en tenant compte de l’encombrement de l’habitacle pour laisser place au pédalier ainsi qu’aux jambes du pilote.

 

Épure de suspension : « Centres Instantanés de Rotation (RC CS RS) ».

 

RC : centre instantané de rotation (CIR) du demi-train par rapport au sol.

CS : centre instantané de rotation (CIR) du châssis par rapport au sol.

RS : centre instantané de rotation (CIR) de la roue par rapport au sol.

 

Tout comme le schéma ci-dessus, plus le CIR est loin des pièces qu’il concerne, moins leurs amplitudes de mouvements seront importantes.

RC_CS_RS

 

Après calculs et vérifications cinématiques, grâce à l'architecture mise en place, le point RC du train avant se situe à 83,41m de l'axe de symétrie. Ces résultats indiquent une variation de carrossage de 0,29° et une variation de l'angle de pivot quasi nul.

 

Le pivot de roue, pièce comprise entre les deux triangles sur laquelle sont montés la roue et le freinage, est développé pour correspondre aux épures de suspension et de direction (Janteau). Le pivot sera usiné en fonction des pièces qui lui seront rapportées : (roulement, étrier, disque...). Je mettrai prochainement en ligne la modélisation 3D de ces organes, j'attends la livraison de ces éléments afin de les modéliser fidèlement pour garantir la bonne fonctionnalité et un bon montage de ceux-ci.

Les essais de roulage confirmeront ou non que la conception assure un comportement sain. Je développe donc ces pièces en conservant toutes les possibilités de réglages, angle de chasse, carrossage et pivot. Je reconstruirai certains éléments le cas échéant. L'avenir dira si j'ai bien travaillé.

11 mars 2011

Cahier des charges

Bonjour à toutes et tous,

 

Je vais vous présenter le cahier des charges de mon projet. Celui-ci vous permettra d'apprécier :

_ La rigueur d'étude et de développement nécessaire à réalisation d'un tel projet.

_ L'étroite relation entre ces impératifs et la conception.

_ La qualité de produit que je souhaite proposer.

 

Ce véhicule sera, le lancement de mon activité professionnelle. Pour, selon moi, proposer un produit de qualité et assurer la pérennité de mon activité, il sera réalisé selon le cahier des charges suivant :

 

Véhicule sportif de loisir homologué FIA (CM CN-F CN), performant, sécurisé, fiable, confortable et au rapport Coût/Performance/Entretien attractif.

 

Homologué FIA : (Fédération Internationale de l'Automobile)

 

Toutes les pièces et mécanismes embarqués seront homologués FIA. Le châssis tubulaire sera réalisé en acier 25CD4S et respectera la norme de rupture à la charge de 700 MPa/mm².

Les caractéristiques techniques et allégeances sécuritaires de la FIA seront respectées.

(Règlement technique Groupe CM, CN-F et CN).

Tout sera mis en œuvre pour obtenir cette certification.

 

Performant :

 

Des accélérations franches, un freinage puissant et des vitesses d'évolution élevées.

La liaison au sol sera développée et largement inspirée de la F1 ou des protos des 24 heures du Mans.

L'objectif visé est de 2G en latéral avant glissement. D'autre part, des évolutions de puissances seront possibles afin qu'un pilote puisse, s'il le souhaite, faire évoluer son auto.

 

Pour ce faire, trois types de préparation seront proposé :

_ La version GSX-R 1300cm² (200cv rapport Poids/Puissance 2,5)

_ La version GSR-R 1300cm² turbo compressée (350cv rapport Poids/Puissance 1,42)

_ La version V8 3000cm² (500cv rapport Poids/Puissance 1)

 

Ces évolutions ne seront disponibles que pour les versions loisir. Le règlement FIA est très stricte et il conviendra de s'y conformer pour participer à des épreuves. (Courses de cotes, Andurance...)

 

Sécurisé :

 

Le châssis devra justifier d'une cellule de sécurité indéformable protégée par des crash box (zones à déformations programmées) frontale et latérales. L'auto embarquera un extincteur mécanique et un coupe circuit électrique tous deux pouvant être activés de l'habitacle ou de l'extérieur le cas échéant.

Son comportement au roulage devra être sain. Les réglages devront prévenir toutes réactions surprenantes.

 

Fiable :

 

Ayant fait le choix d'une certaine fiabilité, certaines pièces et organes seront sur-dimensionnés pour accroître les tolérances d'usages. Le rapport Poids/Puissance sera donc moins favorable qu'il ne pourrait l'être.

En revanche, ce projet pourra être multidisciplinaires (Pistes, Courses de côtes...).

Les solutions techniques qui seront mises en œuvre sont déjà éprouvées en compétition.

 

Confortable :

 

La position de pilotage d'une F1 ainsi que la raideur de ses suspensions sont deux éléments peu confortable pour un pilote non averti. Dans un souci de proposer un certain confort aux pilotes et afin de convenir au plus grand nombre, une position de pilotage moins couchée sera appliquée.

Cette position aura pour avantage de favoriser une visibilité plus importante mais sera néfaste pour l'aérodynamisme. Le siège sera réalisé sur mesure pour une parfaite ergonomie. La suspension sera relativement souple, comparé  à une F1, avec plus de débattement pour plus de confort.

 

Rapport Coût/Performance/Entretien :

 

Le prix d'achat clés en main n'est, à ce jour, pas fixé. Cependant, l'objectif est de proposer les performances de super cars Allemande ou Italienne bien connues pour un budget bien inférieur.

A titre d'exemple, la version ultime (V8 500cv) sera accessible à un tarif inférieur à celui d'une Mégane Trophy du championnat  world séries by Renault .

Le fait de sur-dimensionner certains organes préserve le budget d'entretien de l'acquéreur.

Certaines pièces ne seront jamais sollicitées dans leurs limites de fonctionnement.

De ce fait, l'entretien régulier se limitera aux consommables (pneus, plaquettes, carburant) et au moteur. Les autres organes de l'auto ne seront que rarement remplacés s'ils le sont.

Cela dépendra de la fréquence d'utilisation.

 

Réalisation :

 

La qualité de fabrication sera essentielle.

L'étanchéité, les vibrations intempestives, ne doivent pas poser problème.

Le faisceau électrique devra être sans faille.

Aucune fuite d'aucun fluide ne sera envisageable.

 

En conclusion :

 

L’élaboration d’un cahier des charges prend du temps et doit être rigoureux afin qu'il soit précis.

Il permet de définir le fil conducteur de l'étude et en même temps, d'éviter la dispersion.

 

Maintenant, place à la conception.

22 février 2011

Introduction

Bonjour à toutes et tous,

J’ai pour projet de construire une voiture de course propulsée par un moteur de moto. Par ce blog je vous invite à suivre mon aventure à travers la conception et le développement, la modélisation CAO, l’achat des pièces, la fabrication et si tout se passe bien les essais de roulage.

Qui suis-je ?

Je suis un passionné d’automobile qui nourrit depuis quelques années le rêve de vivre de sa passion. J’ai commencé, à 16 ans, par dessiner des voitures et prendre des cours de dessin avec un dessinateur industriel. Cette progression dans la technique m’a plu et dès lors je me suis demandé ce qui se trouvait sous la carrosserie. A 17 ans j’ai intégré la voie de l’apprentissage en carrosserie pour obtenir un CAP & un BEP réparation, un CAP Peinture et un BAC PRO réparation. Ensuite j’ai poursuivi avec un BTS Conception et Réalisation de Carrosserie puis une Licence de Conception Automobile en CAO. Ces huit années d’études ont été parsemées d’expériences diverses telles que la construction et la maintenance de véhicule de Rallye, le moulage, la mécanique…

Pourquoi ?

Tout d’abord parce que je suis amoureux de la performance. Je ressens une voiture quand j’y prends place. C’est un sens particulier que trop peu de gens se découvre. Les sensations que me procure le pilotage sont... Intenses en glisse, puissantes par les accélérations les sons et les vibrations, violentes au sens propre de la violence, hilarantes parce qu’il m’est déjà arrivé d’éclater de rire dans mon casque… Ce ne sont que des mots qui ne suffisent pas à vous exprimer à quel point ceux-ci stimulent mes sens.

Ensuite, j’adore la conception et de la réalisation. J’aime dessiner, concevoir, réfléchir pour optimiser, modéliser et fabriquer. C’est matérialiser mes songes. Je pense que les artistes doivent ressentir ça. Musiciens, peintres, danseurs, chanteurs… La création c’est encore une des sensations particulières qui motivent mon action.

Enfin, mon expérience de carrossier peintre réparateur, m'a permis de travailler sur de nombreux véhicules. Les travaux pouvant être des simples accrochages aux réfections partielles d'éléments sur banc marbre, changement de tous les éléments extérieurs (Boucliers, Ailes AV & AR, Portières, Bas de caisse, Pavillon, Eclairages...) et intérieurs (Garnitures, Faisceaux "fil et bout de fil", Sièges et Moyens de retenue...). Confronté à de nombreuses solutions techniques, j'ai pu en apprécier les qualités et les défauts de conception (ex : devoir démonter le radiateur pour changer une batterie !). Fort de ce savoir, je peux apporter ma touche personnelle au niveau du montage pour en faciliter la main d'œuvre tant pour la construction qu'à l'entretien.

Comment ?

Dans un premier temps, avec le peu de moyens dont je dispose.

Financièrement : je ne dispose pas d’un énorme budget donc je compte optimiser et trouver le meilleur compromis « qualité-prix-performance » tout en étant rigoureux sur la qualité avant tout.

Techniquement : du garage de mes parents que je vais transformer en atelier, ainsi que des outils, de la moto et des pièces dont je dispose déjà.

Je dois également faire l'acquisition d’outils de précision qui vont malheureusement grever mon budget. En revanche je ne manque pas de motivation, de passion pour l'automobile et d'amour inconditionnel pour mon projet. Je serai à court de finances avant la fin du projet. Il va me falloir surmonter cette difficulté. Un challenge de plus !

La construction de cette voiture est pour moi le point de départ de mon avenir professionnel. Je souhaite par la présente commencer à me faire connaître comme un constructeur sérieux. J’espère y parvenir…

Bon suivi à toutes et tous

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