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L'adhérence pneu-route peut-elle être mesurée ?
Question
Les pneus roulants ont un budget d'adhérence qui peut être utilisé pour résister à des forces telles que l'accélération, les virages et le freinage. Les conducteurs allouent leur adhérence au besoin et, en cas de dérive, dépassent délibérément l'adhérence disponible pour faire patiner leurs pneus. C'est une fonction de variables comme la météo, la zone de contact, le poids sur le pneu, son état, etc.
Il est possible de mesurer le manque d'adhérence, le glissement, comme la différence entre les pneus périmètre et distance parcourus. Cependant, je n'ai jamais vu de jauge qui indiquerait l'adhérence à la route disponible pour le freinage et les virages. Est-il possible d'en construire un ?
Réponse acceptée
Je pense qu'un modèle prédictif serait la meilleure chose que vous puissiez créer. Il y a tellement de variables allant de l'usure et de la température des pneus aux conditions de la route et à la pente qu'il ne serait pas possible d'avoir une « jauge » parfaitement précise pour la traction. Les techniques d'apprentissage informatique pourraient lire autant de capteurs que vous pouvez emballer sur la voiture et développer une "enveloppe de manipulation" sûre pour la voiture, mais elle devrait être constamment mesurée et ajustée pour rester précise.
Vous pourrait régler le modèle prédictif pour qu'il soit quelque peu conservateur afin que vous soyez presque toujours en sécurité, mais il y a toujours une chance qu'une rafale de vent inconnue ou une route glissante tue vous fasse glisser. Et puisque le système est conservateur, vos performances globales en souffriraient.
Un problème est que le frottement statique est toujours plus élevé que le frottement cinétique. Cela signifie qu'une fois que le pneu commence à glisser, il continuera à glisser à moins qu'une force ne soit réduite. Cela signifie que pour vraiment trouver la limite, vous devez perdre la traction, commencer à glisser, puis modifier les forces agissant sur le pneu jusqu'à ce que le glissement s'arrête. Les systèmes modernes de programme/contrôle électronique de stabilité (ESP/EPC) font exactement cela, et ils font un très bon travail. Ils peuvent permettre à la voiture de fonctionner juste au-delà des limites de sécurité et d'ajuster les forces pour reprendre le contrôle de la voiture plus rapidement qu'un humain.
Ce que vous voulez faire est en fait très similaire à tester la force d'un planche de bois. La seule façon de le faire est de casser la planche. À moins de le casser, vous ne connaissez pas la limite. Mais, une fois que cette planche est cassée, votre mesure n'est qu'une estimation car cette planche exacte et unique n'existe plus. Vous pouvez mesurer 100 planches et obtenir un assez bon modèle du moment où une planche se cassera, mais il y aura toujours des planches très dures et des planches très faibles qui défient votre modèle.
Donc, en résumé, la seule moyen de mesurer l'adhérence est de la pousser au-delà de la limite et de déterminer quand l'adhérence a été perdue. Vous pouvez ensuite l'utiliser comme un bon prédicteur du moment où l'adhérence sera perdue à l'avenir, mais elle ne sera jamais précise à 100 % en raison du nombre de variables impliquées.
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Il ne serait pas trop difficile de tester un pneu pour ses performances de tenue de route. Voici comment je ferais. Peut-être que est fait exactement de cette façon par les fabricants.
Si vous appliquez une force dosée avec précision sur une roue, vous pouvez pousser la surface sur laquelle elle repose et mesurer la force nécessaire pour que le pneu dépasse le seuil de frottement statique dans diverses directions. Une fois la friction statique surmontée, vous pouvez mesurer la force nécessaire pour que le pneu continue de glisser à différentes vitesses et angles, et voici votre friction dynamique.
Variez les paramètres humidité de la route, texture de la route, température/pression des pneus, usure des pneus, matériau des pneus, etc. pour obtenir une image complète des performances du pneu.
S'il n'y a pas déjà un standard pour définir vos résultats à des fins de comparabilité, en créer un nouveau et le suggérer à l'ISO.