Empattement - Wheelbase

Empattement (mesuré entre les centres de rotation des roues)

Dans les véhicules routiers et ferroviaires , l' empattement est la distance horizontale entre les centres des roues avant et arrière. Pour les véhicules routiers à plus de deux essieux (par exemple certains camions), l'empattement est la distance entre l'essieu directeur (avant) et le point central du groupe d'essieux moteurs. Dans le cas d'un camion à trois essieux, l'empattement serait la distance entre l'essieu directeur et un point à mi-chemin entre les deux essieux arrière.

Véhicules

L' empattement d'un véhicule est égal à la distance entre ses roues avant et arrière. A l'équilibre, le couple total des forces agissant sur un véhicule est nul. Par conséquent, l'empattement est lié à la force sur chaque paire de pneus par la formule suivante :

où est la force sur les pneus avant, est la force sur les pneus arrière, est l'empattement, est la distance du centre de masse (CM) aux roues arrière, est la distance du centre de gravité aux roues avant ( + = ), est la masse du véhicule, et est la constante de gravité . Ainsi, par exemple, lorsqu'un camion est chargé, son centre de gravité se déplace vers l'arrière et la force exercée sur les pneus arrière augmente. Le véhicule roulera alors plus bas. Le montant que le véhicule coule dépendra des forces qui s'opposent, comme la taille des pneus, la pression des pneus et le taux de ressort de la suspension . Si le véhicule accélère ou décélère, un couple supplémentaire est appliqué respectivement au pneu arrière ou avant . L'équation reliant l'empattement, la hauteur au-dessus du sol du CM et la force sur chaque paire de pneus devient :

où est la force sur les pneus avant, est la force sur les pneus arrière, est la distance du CM aux roues arrière, est la distance du CM aux roues avant, est l'empattement, est la masse du véhicule, est l'accélération de la pesanteur (environ 9,8 m/s 2 ), est la hauteur du CM au-dessus du sol, est l'accélération (ou la décélération si la valeur est négative). Ainsi, comme c'est souvent le cas, lorsque le véhicule accélère, l'arrière s'enfonce généralement et l'avant se lève en fonction de la suspension. De même, lors du freinage, l'avant pique du nez et l'arrière se lève. :

En raison de l'effet de l'empattement sur la répartition du poids du véhicule, les dimensions de l'empattement sont cruciales pour l'équilibre et la direction. Par exemple, une voiture avec une charge de poids beaucoup plus importante à l'arrière a tendance à sous-virer en raison du manque de charge (force) sur les pneus avant et donc de l'adhérence ( frottement ) de ceux-ci. C'est pourquoi il est crucial, lors du remorquage d'une caravane à un essieu, de répartir le poids de la caravane de manière à ce que la poussée vers le bas sur le crochet de remorquage soit d'environ 100 livres de force (400 N). De même, une voiture peut survirer ou même "partir" s'il y a trop de force sur les pneus avant et pas assez sur les pneus arrière. De plus, lors d'un virage, un couple latéral est appliqué aux pneus, ce qui confère une force de rotation qui dépend de la longueur des distances entre les pneus et le CM. Ainsi, dans une voiture à empattement court ("SWB"), le bras de levier court du CM à la roue arrière entraînera une force latérale plus importante sur le pneu arrière, ce qui signifie une plus grande accélération et moins de temps pour le conducteur pour ajuster et empêcher un spin out ou pire.

Les empattements constituent la base de l'un des systèmes de classe de taille de véhicule les plus courants .

Empattements variables dans la plaque signalétique

Certains véhicules de luxe sont proposés avec des variantes à empattement long pour augmenter l'espace et donc le luxe du véhicule. Cette pratique se retrouve souvent sur les voitures pleine grandeur comme la Mercedes-Benz Classe S , mais les véhicules ultra-luxueux comme la Rolls-Royce Phantom et même les grandes voitures familiales comme la Rover 75 étaient livrés avec des versions « limousine ». Le Premier ministre du Royaume-Uni, Tony Blair, a reçu une version à empattement long du Rover 75 pour un usage officiel. et même certains SUV comme le VW Tiguan et le Jeep Wrangler sont disponibles en modèles LWB

En revanche, les variétés de coupé de certains véhicules tels que la Honda Accord sont généralement construites sur des empattements plus courts que les berlines dont elles sont dérivées.

vélos

L' empattement sur de nombreux vélos et motos disponibles dans le commerce est si court, par rapport à la hauteur de leurs centres de masse , qu'ils sont capables d'effectuer des arrêts et des wheelings .

Planches à roulettes

En skateboard, le mot « empattement » est utilisé pour la distance entre les deux paires intérieures de trous de montage sur le pont. Ceci est différent de la distance entre les centres de rotation des deux paires de roues. Une raison de cette utilisation alternative est que les ponts sont vendus avec des trous préfabriqués, mais généralement sans camions ni roues. Il est donc plus facile d'utiliser les trous préfabriqués pour mesurer et décrire cette caractéristique du tablier.

Une idée fausse commune est que le choix de l'empattement est influencé par la taille du skateur. Cependant, la longueur du pont serait alors un meilleur candidat, car l'empattement affecte les caractéristiques utiles à différentes vitesses ou terrains quelle que soit la hauteur du skateur. Par exemple, un pont avec un empattement long, disons 22 pouces (55,9 cm), réagira lentement aux virages, ce qui est souvent souhaitable à haute vitesse. Une plate-forme avec un empattement court, disons 14 pouces (35,6 cm), réagira rapidement aux virages, ce qui est souvent souhaitable lors du patinage des piscines d'arrière-cour ou d'autres terrains nécessitant des virages rapides ou intenses.

Rail

Dans les véhicules ferroviaires, l'empattement suit un concept similaire. Cependant, étant donné que les roues peuvent être de tailles différentes (par exemple, sur une locomotive à vapeur ), la mesure est prise entre les points où les roues touchent le rail, et non entre les centres des roues.

Sur les véhicules où les essieux (essieux) sont montés à l'intérieur du châssis du véhicule (principalement dans les locomotives à vapeur), l'empattement est la distance entre les essieux avant et arrière.

Sur les véhicules où les essieux sont montés sur bogies (américains : camions) , on peut distinguer trois mesures d'empattement :

  • la distance entre les points de pivot du bogie le plus avant et le plus arrière ;
  • la distance entre les essieux les plus à l'avant et les plus à l'arrière du véhicule ;
  • la distance entre les essieux les plus avant et les plus arrière de chaque bogie.

L'empattement affecte la capacité du véhicule ferroviaire à négocier les courbes. Les véhicules à roues courtes peuvent négocier des virages plus serrés. Sur certaines locomotives à empattement plus important, les roues intérieures peuvent manquer de flasques pour franchir les courbes.

L'empattement affecte également la charge que le véhicule pose sur la voie, l'infrastructure de la voie et les ponts. Toutes autres conditions étant égales, un véhicule à empattement plus court représente une charge plus concentrée sur la voie qu'un véhicule à empattement plus long. Comme les lignes de chemin de fer sont conçues pour supporter une charge maximale prédéterminée par unité de longueur (tonnes par mètre ou livres par pied), l'empattement des véhicules ferroviaires est conçu en fonction de leur poids brut prévu. Plus le poids brut est élevé, plus l'empattement doit être long.

Voir également

Les références