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Quel est le gain de performance de la direction à quatre roues dans les manœuvres de changement de voie d'urgence à grande vitesse ?
Question
Par les réponses ici nous savons que la direction à quatre roues est une fonctionnalité courante (même si rare) dans les voitures commerciales. En général, il semble qu'à haute vitesse et pour de petites vitesses de rotation, les roues arrière tournent dans le même sens que les roues avant, ce qui fait que la voiture « serpent » ou « crabe » latéralement sans introduire de moment de lacet. (Je ne trouve pas de terme canonique pour ce type de pilotage. Je vais donc m'en tenir à "serpent" pour l'instant.)
On soupçonne que serpent est préférable à < em>virage pour les manœuvres de changement de voie d'urgence pour deux raisons :
- Il est moins exigeant en traction : il charge les deux roues extérieures de manière égale et n'introduit pas de moment de lacet. En revanche, un changement de voie en virage charge d'abord l'extérieur avant, puis l'extérieur arrière, puis fait la même séquence de l'autre côté alors qu'il essaie de se redresser dans sa nouvelle voie. Lorsque la vitesse augmente, c'est la recette parfaite pour provoquer une vrille (ou, avec un centre de gravité élevé, un retournement) lorsque l'on approche de la limite de traction. Je m'attendrais à ce qu'un véhicule puisse effectuer un changement de voie d'urgence en serpentant à des vitesses et à des vitesses nettement plus élevées qu'en tournant.
- Je pense qu'un changement de voie serpentant peut être effectué sur une distance plus courte, car les deux pneus extérieurs sont chargés simultanément et le moment de translation est toujours inférieur à cette translation plus un moment de rotation.
Est-ce que l'un ou les deux de ces soupçons sont corrects ? Et si c'est le cas, quelqu'un peut-il fournir des chiffres pour indiquer à quel point un serpentin plus rapide et/ou plus court peut manœuvrer que de tourner ?
(Notez que, si elles sont correctes, ces caractéristiques signifient qu'une voiture qui peut exécuter une voie serpentante- changement serait en mesure d'éviter des obstacles qu'il ne pourrait pas dans la même situation en utilisant un changement de voie de virage.)
Réponse populaire
Alors réfléchissons à cela de manière vraiment logique. Nous commencerons par définir combien les roues arrière peuvent tourner en comparant avec la statistique de l'article Wikipedia que vous avez référencé : ils ont dit qu'à basse vitesse, le rayon de braquage peut être réduit jusqu'à 25 %. Commençons donc par définir dans quelle mesure les roues arrière tournent à basse vitesse.
Si vous visualisez un cercle dans votre esprit :
Disons que le rayon (arbitrairement) est de 10 unités. Cela signifie que la distance entre le centre (où les deux lignes se croisent) et le bord du cercle est de 10 unités.
Maintenant, soustrayons 50 % du rayon :
Parce que la circonférence est directement et exponentiellement liée au rayon :
c = 2πr
... c'est une hypothèse décente que pour couper le rayon du cercle en deux, il faudrait doubler la puissance de la direction. En d'autres termes, les roues arrière devraient tourner exactement de la même manière que les roues avant.
Par conséquent, pour frapper de 25% de l'angle de braquage, vous devriez faire tourner les roues arrière 50% de la angle des roues avant. Maintenant, transférons cela dans le serpent. Supposons que l'aide de direction maximale des roues arrière serait de 50 % du braquage maximal des roues avant.
Nous savons tous qu'à haute vitesse, vous n'atteignez jamais près de 50 % de votre braquage tolérance (du moins, je ne me souviens pas de la dernière fois que j'ai dû faire main dans la main sur l'autoroute... :) ). Par conséquent, pour les besoins de l'argument, nous pouvons dire que les roues arrière ont la même tolérance que les roues avant.
Supposons que vos roues avant puissent vous amener dans une nouvelle voie en 1 seconde (pour l'argumentation) à votre vitesse de réaction en virage (en cas d'urgence). Une grande partie de cette seconde sera "gaspillée" dans un véhicule normal car les pneus arrière sont amenés à suivre. Cependant, en fonction de la durée de votre véhicule, ils mettront plus ou moins de temps à suivre la voie dans laquelle vous vous trouvez.
Cela dépendra également de la façon dont votre conducteur particulier se dirige. Ainsi je conclus : mission impossible. Il serait en effet plus rapide de faire un changement de voie sur une autoroute avec du serpent, mais combien devrait être déterminé par trop de facteurs non donnés (facteurs qui seraient d'ailleurs très difficiles à donner. :) )
Résumé :
Excellente question.
Le premier point est tout à fait exact. Le frottement est réduit, comme vous l'avez dit, parce que les pneus arrière sont en fait en tête et pas seulement en suivant : dans un sens, ils sont éraflés latéralement.
Le deuxième point est juste, mais pour un calcul exact, il serait totalement dépendent de la longueur du véhicule et des habitudes de conduite du conducteur, étant par conséquent indéterminables avec les variables données.