Il n’est pas surprenant que les essieux d’un véhicule de course de dragsters subissent des forces incroyablement exigeantes contrairement à de nombreux autres types de courses – en raison à la fois de la conception du boîtier arrière typique et de la nature de crochet mort du sport en ligne droite. Les essieux portent d’abord la charge latérale du poids du véhicule, mais ils sont ensuite exercés par la charge de torsion consistant à transférer la puissance et le couple du troisième élément vers la roue et le pneu au lancement, ce qui leur impose une double contrainte.
Malgré la croissance exponentielle des performances des véhicules de course au fil des ans, les fabricants d’essieux ont suivi la courbe pour livrer des pièces hautement techniques et à la hauteur de la tâche, mais les exigences imposées à la transmission dans son ensemble lorsque le bouton transbrake est relâché s’avèrent encore trop importantes dans certaines circonstances. Nous avons tous assisté à un moment ou à un autre à une rupture de l’essieu arrière au niveau de la bride, souvent directement sur la ligne de départ mais parfois à vive allure dans ce qui devient rapidement un scénario cauchemardesque pour le conducteur.
Strange Engineering produit des boîtiers flottants pour tout, des voitures nitro aux Mods professionnels et aux voitures à petits pneus hors la loi. Ce boîtier en particulier est leur version tout en aluminium pour les Mods Pro avec freins en fibre de carbone.
Heureusement, il existe une solution pour cela pour les machines de course de dragsters les plus extrêmes qui fonctionnent en dehors du domaine du boîtier d’essieu à bride typique — une solution basée en grande partie sur une conception envisagée par les principaux constructeurs automobiles il y a des décennies pour les véhicules lourds.
Les flotteurs pleins, comme on les appelle, séparent les rôles de charge et de distribution de couple d’un essieu — les forces latérales et de torsion décrites ci—dessus – en plaçant le poids du véhicule ailleurs sur le boîtier, laissant l’essieu libre de faire le travail qu’il est destiné à faire: transmettre la puissance et le couple aux roues. Dans un flotteur complet, le rôle de roulement est confié à une broche soudée sur le tube d’essieu du boîtier d’extrémité arrière, la broche elle-même et un ensemble de roulements qui montent sur la broche supportant le poids.
Une telle technologie est utilisée dans les courses de dragsters depuis de nombreuses années, en particulier dans les catégories Top Fuel et Funny Car, Top Alcohol et Pro Modified, où les forces dépassent de loin les capacités de toute autre conception. Et une telle technologie a été rendue possible par des fabricants renommés tels que Mark Williams Enterprises et Strange Engineering, dont nous parlerons plus loin dans ce texte alors que nous examinerons de plus près le boîtier et les composants arrière du flotteur complet, discuterons des avantages et des avantages d’un flotteur complet et vous montrerons comment ils fonctionnent dans la pratique.
Ce diagramme montre une coupe transversale d’un ensemble de flotteur complet Mark Williams.
Qu’Est-Ce Qu’Un Flotteur Complet, Demandez-Vous?
Des boîtiers et des essieux à flotteur complet ont longtemps été utilisés sur des camions et des machines à PNB (poids brut du véhicule) plus élevés — souvent de 3/4 tonnes et plus – pour répondre aux exigences contraignantes auxquelles ces véhicules sont souvent soumis. Ils sont également très utilisés dans les véhicules tout-terrain, tels que les camions d’escalade, les camions trophées de course et ceux destinés à traverser la boue et d’autres environnements extrêmes.
De par leur nature même, les essieux flottants complets sont non seulement de loin supérieurs en résistance aux boîtiers et essieux standard, mais ils sont également beaucoup plus sûrs — ce qui est un argument de vente clé pour l’industrie des courses de dragsters.
Sur nos boîtiers, la plaque d’entraînement repose sur les goujons de roue qui sont enfoncés dans le moyeu. La cannelure de l’essieu flottant s’engage dans la plaque d’entraînement qui fait tourner la roue et le pneu. – J.C. Cascio
Un boîtier de flotteur complet commence par les tubes d’essieu sur le boîtier lui-même, où un ensemble de broches sont soudées aux extrémités des tubes comme base de support pour l’ensemble de moyeu de flotteur. À l’intérieur des moyeux se trouvent un ensemble de roulements à billes — généralement espacés d’un à l’intérieur et à l’extérieur du moyeu — avec leur bague intérieure « chevauchant » sur la partie extérieure de la broche, permettant au moyeu de tourner mais supportant également le poids latéral du véhicule.
L’extrémité de la broche et la méthode de retenue peuvent varier d’un fabricant à l’autre, comme nous l’a expliqué Mark Williams. Les broches de MW comportent une rainure de bague de retenue et une bague de retenue qui repose contre le roulement extérieur qui sert de méthode de retenue principale pour maintenir le moyeu sur la broche. Dans le cas d’une ingénierie étrange, leurs broches sont filetées et un écrou de broche et une bague de retenue le maintiennent en place sur la broche en fournissant la quantité de précharge appropriée sur les roulements.
Une fois le moyeu en place, une plaque d’entraînement adaptée aux goujons de roue du moyeu est installée pour maintenir les roulements du moyeu en place. La plaque d’entraînement est généralement scellée à la moitié intérieure pour empêcher la graisse de différentiel de sortir du carter d’essieu. En ce qui concerne les essieux, un arbre d’essieu flottant est cannelé aux deux extrémités, l’un engageant la bobine et l’autre dans la plaque d’entraînement, qui est cannelée pour correspondre.
Une ventilation des composants d’un ensemble de flotteur complet Mark Williams. À gauche, un ensemble de moyeu entièrement assemblé (moins l’essieu à des fins de photographie), tandis que les composants individuels, y compris la broche, le rotor de moyeu / frein, la plaque d’entraînement, le capuchon d’essieu, le support d’étrier de frein et le matériel sont affichés à droite.
» Sur nos boîtiers, la plaque d’entraînement repose sur les goujons de roue qui sont enfoncés dans le moyeu « , explique Cascio. « La cannelure de l’essieu flottant s’engage sur la plaque d’entraînement qui fait tourner la roue et le pneu. Il y a un anneau ressort sur l’essieu flottant qui est capturé entre la plaque d’entraînement et le capuchon de la plaque d’entraînement, et qui empêche l’essieu de glisser vers l’extérieur. »
Strange Engineering propose une gamme complète de composants flottants, y compris des essieux forés et pleins à canon à 40 cannelures, des rotors de frein en carbone et en acier spécifiques aux flotteurs et des kits de flotteurs.
Mark Williams Enterprises, de même, dispose d’une gamme complète de composants et même d’assemblages flottants, sur des boîtiers d’extrémité arrière assemblés complets dans les variétés de neuf et 11 pouces pour des combinaisons telles que celles des éliminateurs Top Alcohol, Pro Mod, Top Dragster, Top Sportsman et similaires.
Les Avantages d’un flotteur complet
Comme vous pouvez probablement le constater sur la base de l’explication ci-dessus du fonctionnement d’un boîtier de flotteur complet et de la configuration de l’essieu et de ce qu’il est conçu pour accomplir, leur utilisation présente deux avantages distincts. Premièrement, parce que l’essieu lui-même ne supporte pas le poids latéral du véhicule, et parce qu’il est également maintenu dans le boîtier avec un capuchon, l’essieu est essentiellement incapable de se libérer de la voiture. Cela signifie qu’un essieu flottant est infiniment plus sûr qu’un essieu à bride standard, car même dans le cas où un essieu flottant devait se briser, les roues et les pneus resteraient avec la voiture, et la voiture serait toujours capable de rouler jusqu’à un arrêt, car c’est la broche, le moyeu et les roulements à l’intérieur du moyeu sur lesquels le véhicule est réellement assis, et non l’essieu cassé.
La broche filetée utilisée par Strange Engineering sur leurs boîtiers. cette broche est soudée aux extrémités des tubes d’essieu du boîtier et l’extrémité filetée de la broche devient le principal mécanisme de support latéral du véhicule. Les deux roulements à billes à l’intérieur du moyeu sont pressés sur cette broche et supportent la charge du véhicule.
» Avec un essieu à bride ordinaire, vous pouvez développer des fissures près de la bride, et lorsque l’essieu se brise, la bride a disparu et donc la roue a disparu. Un flotteur empêche donc cette perte de roue « , explique Williams.
Vous vous demandez peut-être également ce qui se passerait si les bagues de retenue elles-mêmes se détachaient. Selon Williams, l’anneau élastique utilisé dans leurs boîtiers de flotteurs est évalué à environ 31 000 livres, ce qui les rend pratiquement imperméables à la défaillance. Cependant, dans les rares circonstances où un anneau élastique devait tomber en panne, explique-t-il, « Lorsque vous avez les étriers de frein sur les rotors, il faudrait cisailler le rotor pour que le moyeu et la roue se détachent complètement. L’étrier maintient essentiellement le moyeu dans ce cas. Bien sûr, c’est aussi bon que la force du rotor de frein lui—même – sur une voiture avec des freins en acier, ce serait assez substantiel, mais il ne faudrait pas grand-chose pour casser les rotors en fibre de carbone dans ce cas. »
Exigences de flotteurs complets
Selon les règles actuelles de la NHRA, des extrémités arrière d’essieux flottants ou sous tension sont requises sur tous les Dragsters à Carburant haut de gamme, les Voitures Amusantes, les Dragsters à Alcool Haut de Gamme, les voitures amusantes à Alcool Haut de Gamme et les Modifications Pro fonctionnant avec une combinaison de moteurs suralimentés ou turbocompressés, ainsi que toutes les Voitures à Carburant Haut de gamme Nostalgia et les Voitures Amusantes de la série NHRA Hot Rod Heritage. Les modifications pro injectées à l’oxyde nitreux, bien qu’elles ne soient pas actuellement nécessaires pour faire fonctionner les flotteurs, doivent être évaluées avant la saison de course 2015, selon le personnel du département technique de la NHRA. Le PDRA nécessite des flotteurs complets dans leurs classes Pro Extreme, Pro Nitrous et Pro Boost.
L’autre avantage du flotteur, qui a également été utilisé plus tôt, est la capacité de supporter une charge de poids totale du véhicule ou un couple plus élevé, c’est pourquoi, en plus de l’aspect sécurité, ils sont requis sur les voitures nitro de 8 000 chevaux, les Mods Pro de 4 000 chevaux, et souvent conseillés pour une utilisation dans les véhicules de course plus lourds, tels que les portières à petits pneus tête haute. Ceci est accompli non seulement par le poids sur la broche soudée, mais par la présence des deux roulements à billes à l’intérieur du moyeu.
Dans le cas d’une voiture nitro, les essieux subissent peut-être la charge de torsion la plus élevée de toutes les machines de la planète, mais ils supportent également un poids extrême à la vitesse, provoqué par les 4 000 à 5 000 livres d’appui que les ailes arrière et les spoilers arrière livrent aux voitures à plus de 300 milles à l’heure. Cela étant, vous pouvez comprendre pourquoi rien de moins qu’un flotteur complet n’est acceptable.
Dit Williams, le flotteur porte une charge plus lourde car il a les deux roulements qui supportent la charge, au lieu d’un seul roulement d’essieu sur un essieu à bride standard. Donc, il a plus de force portante globale. »
Bien que cela arrive probablement à l’époque, Williams cite l’accident et l’incendie dévastateurs vécus par le coureur de carburant Herm Peterson à Orange County en juillet 1973 comme le tournant vers la NHRA exigeant des flotteurs complets sur leurs voitures de course les plus rapides et les plus rapides. Dans cet accident, un essieu cassé a permis à la roue arrière droite de se libérer, retournant la voiture, où le réservoir de carburant qui fuyait et les étincelles de l’arceau de sécurité se sont enflammées, causant des brûlures mortelles au corps de Peterson.
En général, comme le souligne Cascio, il est très rare qu’un essieu flottant tombe en panne, compte tenu de la réduction de la charge qui leur est imposée, ajoutant que les essieux Hy-Tuf à 40 cannelures de Strange sont capables de gérer des quantités « massives » de puissance et de couple.
Le flotteur supporte une charge plus lourde car il a les deux roulements qui supportent la charge, au lieu d’un seul essieu sur un essieu à bride standard. Donc, il a plus de force portante dans l’ensemble. – Mark Williams
» Le flotteur complet n’est qu’une configuration plus sûre. Le boîtier absorbe la charge de flexion créée par les grandes quantités de puissance et dans le cas du tremblement du pneu, il explique «
Y a-t-il des inconvénients?
Il y a deux avantages principaux à un flotteur complet, et de même, il y a deux inconvénients principaux. L’un, bien sûr, est le coût supplémentaire — bien qu’il soit difficile de mettre un prix sur votre propre sécurité. Mais en plus de cela, cela dépend aussi du poids de nombreuses équipes de course. Les coureurs Pro Stock, par exemple, s’opposent toujours à l’utilisation de flotteurs complets pour cette raison même, mais les essieux en deux pièces qui fonctionnent à la place aiment ceux de Strange Engineering qui arborent un roulement de mauvais alignement élevé qui capte sur l’essieu, ou des essieux à bride à l’usine, afin de réduire le poids.
De toute évidence, les fabricants le regardent davantage du point de vue de la sécurité, Cascio déclarant: « La sécurité et la longévité de l’ensemble flotteur l’emportent de loin sur une défaillance de pièce sur la piste au nom du poids. »
Les boîtiers modulaires costauds de 11 pouces de Mark Williams, conçus en pensant aux courses haut de gamme et aux freins sportifs en fibre de carbone, sont presque exclusivement équipés de flotteurs complets, bien qu’ils puissent être optionnels avec des essieux à brides.
Selon Williams, les broches utilisées sur leurs boîtiers modulaires pèsent environ cinq livres chacune, les composants flottants de chaque côté environ neuf livres chacun, ce qui représente un poids complet installé d’environ 28 livres. Cela peut certainement varier d’un fabricant à l’autre, mais cela fournit un chiffre approximatif pour vous aider à comprendre ce que pèsent ces composants.
Plus complexe? Assurer. Et il ne fait aucun doute que les flotteurs complets entraînent à la fois une pénalité de coût et de poids, mais on ne peut nier que les flotteurs complets sont une conception bien supérieure pour un système d’extrémité arrière et d’essieu que les alternatives. Cela est particulièrement vrai si vous êtes en compétition dans un véhicule lourd ou de grande puissance où les exigences étirent les limites d’un essieu à bride ou les font sortir de l’eau, dans le cas des voitures à essence modernes d’aujourd’hui. Il y a de fortes chances que, si vous tombez dans cette catégorie, vous soyez déjà bien au courant de ce qu’est un flotteur complet et de son fonctionnement, mais pour ceux qui ne le sont pas, nous espérons que vous serez encore plus informé la prochaine fois que la conversation se produira ou que vous serez sur la piste et que vous vous demanderez: « Comment diable gardent-ils les essieux ensemble dans ces choses? »