Technique - Les secrets de la suspension avant de Mercedes

Les ingénieurs travaillent beaucoup sur la suspension avant de la voiture, et les dessins techniques réalisés par notre confrère Giorgio Piola nous montrent certaines solutions très intéressantes.

Parvenir à intégrer tous les éléments d’une suspension avant dans un châssis de Formule 1 est une tâche extrêmement complexe. Il y a plusieurs pièces à insérer dans un endroit incroyablement étriqué incluant le pédalier, les cylindres de liquide de freins, la direction assistée et différents capteurs.

Sur ces images montrant l’avant de la Mercedes W08, on note la présence, comme sur les autres voitures, des triangles en carbone et d’un poussoir qui active les basculeurs embarqués (1).

Il est possible d’insérer des cales pour modifier la hauteur de caisse à l’endroit où le poussoir en carbone est fixé à une pièce en titane. Puisque le poussoir est incliné à 45 degrés, cela signifie que l’ajout d’une cale d’une épaisseur de 0,5 mm fait hausser la garde au sol d’environ 1 mm.

Détails de la suspension avant de la Mercedes W09

Des ressorts de torsion sont situés de part et d’autre (3) du châssis. On remarque que celui de gauche est usiné à l’intérieur du basculeur. Deux basculeurs supplémentaires (4) sont reliés par le milieu afin d’en créer un troisième qui aide les deux premiers à activer la barre antiroulis. La petite plaque dentelée située sur le basculeur de droite sert à relier le ressort de torsion au basculeur. L’ajustement est effectué par cette plaque, ce qui signifie qu’il n’y a pas de pré-charge dans le système.

Il est intéressant de constater l’endroit où Mercedes a installé la barre antiroulis. Elle est localisée à l’intérieur du ressort de torsion gauche. Son extrémité inférieure est fixée dans une cannelure du diamètre intérieur du ressort de torsion gauche tandis que son extrémité supérieure est activée par la plaque dentelée.

Quand la Mercedes roule en piste et que la force aérodynamique augmente (ce qui pousse la monoplace vers le bas), le ressort de torsion gauche pivote dans le sens des aiguilles d’une montre. Simultanément, le ressort de torsion droit pivote en sens inverse et puisqu’ils sont connectés en leurs centres, les deux pivotent avec le même ratio, refermant ainsi l’espace qui les sépare et agissant comme un amortisseur central.

Quand la voiture atteint une certaine vitesse, cet espace central disparaît et la monoplace repose sur une butée à mailles. La butée étant très rigide, la voiture a peu tendance à sautiller de haut en bas quand elle roule à haute vitesse en ligne droite.

Voyons maintenant ce qui se passe quand la voiture négocie un virage à droite. La force latérale augmente et le châssis prend du roulis. Le ressort de torsion gauche pivote en sens antihoraire et celui de droite va aussi pivoter dans la même direction. Ceci a pour effet de tordre la barre antiroulis. À ce moment, c’est la combinaison de la rigidité de la barre antiroulis et de celle du ressort de torsion qui dictera la résistance au roulis.

Juste un mot ici pour expliquer ce qu’est un ressort de torsion. Il s’agit d’un tube d’une longueur variant entre 15 et 25 cm, et doté d’une cannelure à ses deux extrémités. Une d’elles est fixé au fond plat, juste à côté des pieds du pilote, tandis que l’autre est connectée au basculeur, en haut du châssis.

Quand la voiture repose sur ses suspensions, cela exerce une torsion sur le tube, et c’est cette torsion qui soutient la monoplace. Ainsi, la rigidité verticale de la suspension dépend du diamètre et de la longueur du tube et de l’épaisseur de ses parois. La barre antiroulis est fabriquée à peu près de la même façon, mais fonctionne différemment.

La barre de torsion (2), la direction assistée (5) et les points d’ancrage des câbles de retenue des roues (6) sont aussi illustrés.