Les pneumatiques sont-ils obsolètes?

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Les suspensions adaptatives avec des taux d'ajustement de l'ordre des millisecondes se généralisent dans les véhicules de consommation. Les suspensions pneumatiques sont courantes sur les camions commerciaux et certains VUS depuis un certain temps.

Pourquoi les pneumatiques sont-ils nécessaires ou utiles sur les véhicules équipés de telles suspensions?

Je comprends pourquoi un pneu portable est nécessaire: le revêtement de friction sur les roues doit être remplacé. Les dernières années ont vu une prolifération de pneus très bas pour les véhicules routiers, mais à ma connaissance, ils sont toujours toujours pneumatiques. Pourquoi? Les inconvénients des pneus gonflables sont qu'ils fonctionnent mal lorsqu'ils sont mal gonflés et sont sujets à des pannes, y compris une décompression catastrophique. Quels sont leurs avantages? Par exemple, fournissent-ils des réponses d'amortissement qui ne peuvent pas être reproduites avec une suspension pneumatique ou adaptative?

mechanical-engineering automotive-engineering feetwet
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Le lien de DaveTweeds vers «d'autres modèles de pneus» est rompu, mais la recherche de «pneus sans air» (ou pneus »aux États-Unis) propose des alternatives intéressantes. Ceux-ci sont le plus souvent vus sur les chantiers de construction, mais pourraient bientôt être viables pour d'autres véhicules routiers.
rdt2

Réponses:

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Un pneumatique assure le «découplage» mécanique des moindres variations de la surface de la route (les fréquences les plus élevées), impliquant une petite «masse non suspendue» (le caoutchouc de la bande de roulement) et un ressort (la pression d'air) travaillant contre le «ressort» masse "de la roue et de l'essieu.

La suspension du véhicule (ressorts, amortisseurs, etc.), fonctionnant entre l'essieu et le châssis du véhicule, découplent les variations plus importantes et plus lentes (fréquence inférieure) de la surface de la route. Dans ce cas, l'ensemble pneu + roue + essieu est considéré comme la "masse non suspendue".

Bien qu'il existe d' autres modèles de pneus ayant des qualités similaires, ils sont généralement plus lourds et beaucoup plus complexes à fabriquer. Du moins pour l'instant, le pneumatique reste le moyen le plus économique pour obtenir les performances globales souhaitées. (Sans parler du fait que toute l'infrastructure de service des véhicules est actuellement mise en place pour traiter les pneumatiques.)

Dave Tweed
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On dirait que vous dites qu'il est plus exigeant de découpler les impacts les plus fréquents au niveau de la suspension plutôt que là où le caoutchouc rencontre la route? Est-ce au-delà de la capacité des suspensions actives ou aériennes actuelles? Ou le problème est-il que les composants non suspendus ne peuvent pas absorber facilement ces vibrations? Ou les véhicules à suspension adaptative sont-ils encore chaussés de pneus pneumatiques uniquement en raison de l'infrastructure d'approvisionnement et de service?
feetwet
Tout ce qui précède. En fin de compte, c'est une décision économique (commerciale). Ce n'est que lorsqu'une suspension «active» peut offrir les mêmes performances et la même fiabilité que le pneumatique à moindre coût que nous verrons un changement dans les véhicules grand public.
Dave Tweed
Mon observation est que la composante "fiabilité" du pneu pneumatique semble assez mauvaise par rapport à un pneu solide. Mais même sur les supercars où l'argent n'est pas un objet et où l'échec catastrophique semble le plus problématique, nous voyons toujours la pneumatique. J'aimerais pouvoir voir l'analyse technique qui aboutit à cette décision.
feetwet
Ainsi, les pneus amortissent les variations de route à haute fréquence - imaginez alors si vous avez demandé à la suspension d'essayer de tenir compte du contenu en fréquence d'un ordre de grandeur plus élevé. Cela signifie que toutes les pièces de suspension se déplacent beaucoup plus rapidement. En supposant que la durée de vie de la suspension est à peu près proportionnelle au nombre de cycles, cela signifie qu'elle réduirait la durée de vie de la suspension d'un facteur 10 - d'environ 50 km à environ 5 km. Imaginez le coût de remplacement de votre suspension tous les 5 000 km au lieu de remplacer vos pneus tous les 30 000 km.
Chuck
La suspension active peut durer un peu plus longtemps, mais encore une fois, en supposant que la durée de vie est proportionnelle aux cycles, un système de suspension active qui pourrait durer 100 000 km serait réduit à 10 000 km si vous cycliez la suspension à la fréquence la plus élevée. Encore une fois, remplacer le système de suspension 3 à 6 fois plus fréquemment que vous ne remplacez actuellement les pneus est un gros coût.
Chuck
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Bien que je ne les vois pas devenir obsolètes de si tôt, vous faites de bons points qui m'ont vraiment fait réfléchir. J'ai pensé à certains avantages des pneumatiques qui surmontent certains cas de bord, mais en fait, ils se résument tous à la même chose:

Toute saillie provoquera un point focal pour le poids qui est généralement réparti sur toute la surface de contact du pneu.

Un pneu pneumatique se déformera autour de telles saillies jusqu'à un certain point. Si tout le poids habituellement supporté par le pneu était concentré sur une petite zone, cela pourrait endommager la surface de la route ou le pneu. Voici quelques exemples:

  • Petit rocher sur la route: le rocher peut s'écraser en toute sécurité; ou il peut cingler à grande vitesse; ou il pourrait s'enfoncer dans le pneu et endommager le pneu et la surface de la route à plusieurs points plus loin sur la route; ou il pourrait fissurer la surface de la route et s'incruster là où l'eau pourrait pénétrer et geler, causant ainsi plus de dommages.
  • Ferronnerie exposée: la suspension peut garantir que l'impact dynamique n'est pas trop sévère, mais le poids concentré sur un seul coin pointu pourrait considérablement couper ou bosseler le pneu dur.
  • Monter sur un trottoir: La conduite répétée sur un trottoir entraînerait l'usure du coin du trottoir beaucoup plus rapidement qu'un pneu pneumatique, qui se déformerait et commencerait à prendre du poids sur la partie haute du trottoir avant que le poids ne soit complètement retiré du bas côté.
  • Accidents: Une jambe humaine (par exemple) qui est littéralement écrasée par un pneu pneumatique, même si elle n'est pas agréable du tout, subirait beaucoup moins de dommages qu'un pneu dur. Le pneu dur écraserait / briserait probablement les os en très petits morceaux et détruirait complètement les muscles et les vaisseaux sanguins en les aplatissant dans les fragments d'os.

Il y a un autre avantage auquel je peux penser qui ne rentre pas dans la catégorie ci-dessus:

  • Les pneus pneumatiques sont réglables: vous pouvez abaisser la pression d'air pour obtenir plus de surface de contact (et donc d'adhérence) dans des conditions glissantes et augmenter la pression pour obtenir une friction plus faible si l'adhérence n'est pas un problème.
jhabbott
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Concernant le dernier point: les pneumatiques avec une pression plus basse sont moins dommageables pour le sol, pertinents pour les applications agricoles.
mart
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Une partie de la réponse est que la dynamique des pneumatiques est bien comprise. Dans la conception de base de la géométrie de la suspension, vos angles de roulette et de pivot contribuent à la création d'une traînée pneumatique, qui fournit un retour à la force centrale dans les virages.

La même déformation de la zone de contact du pneu lorsqu'elle est présentée avec une entrée de direction agressive, ou une accélération ou un freinage, permet au pneu d'adhérer plus que s'il était solide et d'augmenter le temps de réponse de l'ensemble du véhicule à une entrée particulière. Il y a un point faible, car un pneu crevé ne donne aucune réponse, mais un pneu rigide cassera trop facilement la traction.

Cela ne veut pas dire que ces choses ne pourraient pas être surmontées par une suspension active, mais la suspension devrait se déformer activement dans des directions qui ne sont pas actuellement envisagées. Les suspensions de pointe contrôlées par ordinateur modifient très rapidement le profil de réponse de l'amortisseur, mais elles ne règlent pas activement les angles de braquage ou de braquage de la roue.

Matt Jackson
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jhabbott énumère quelques bonnes raisons de continuer à utiliser des pneus pneumatiques, voici quelques raisons supplémentaires:

  1. La fabrication de pneus pneumatiques est bon marché
  2. Les pneus pneumatiques font le travail avec peu d'entretien.
  3. Les défaillances des pneumatiques sont facilement réparables sur le terrain.
  4. Des pneus similaires peuvent être utilisés sur une grande variété de véhicules et même sur des types de véhicules.

En revanche, lorsque les suspensions actives échouent, elles sont coûteuses, non réparables sur le terrain et nécessitent des pièces spécialisées.

dotancohen
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Pour ajouter à d'autres réponses, le pneu pneumatique absorbe la plupart des impacts mineurs en atténuant les variations de charge sur les goujons, le bras de commande et les roulements. Une fois équipé d'un pneu dur, vous devrez repenser la suspension pour faire face à une pression beaucoup plus instantanée de petites bosses.

De plus, lorsque vous voyagez sur du gravier, les pneumatiques ont le plus de plaques de contact en raison de l'absorption de points élevés (gravier).

Alexus
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