Audi a décidé de franchir une nouvelle étape, en termes d'innovation automobile, avec un concept qui n'est pas nouveau dans l'industrie automobile mais qui apporte de grands avantages. Découvrez les nouveaux ressorts en fibre de verre d'Audi.
Parallèlement à l'investissement dans le développement de moteurs de plus en plus performants et de matériaux composites qui permettent de réduire le poids, tout en augmentant la rigidité structurelle des châssis et des carrosseries, Audi se tourne à nouveau vers les matériaux composites, pour une application dans d'autres composants.
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Audi s'attache à développer et à massifier cette technologie, le tout dans un seul but : gagner du poids, améliorant ainsi l'agilité et la tenue de route de ses futurs modèles.
C'est la nouvelle lubie du département de recherche et développement d'Audi : le ressorts de compression hélicoïdaux renforcés de fibre de verre et de polymère . Une idée qui avait déjà été appliquée par Chevrolet, dans la Corvette C4 en 1984.
La préoccupation croissante concernant le poids de la suspension et l'influence du poids excessif des éléments de suspension sur les performances et la consommation, a conduit Audi à se concentrer sur le développement de systèmes de suspension plus légers. Ceux-ci devraient apporter des gains nets en termes de poids, une consommation améliorée et une meilleure réponse dynamique de ses modèles.
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Cet effort d'ingénierie d'Audi, avec Joachim Schmitt à la tête du projet, a trouvé le partenariat idéal dans la société italienne SOGEFI, qui détient le brevet commun de la technologie avec la marque d'Ingolstadt.
Quelle est la différence avec les ressorts en acier conventionnels ?
Joachim Schmitt met la différence en perspective : dans une Audi A4, où les ressorts de suspension sur l'essieu avant pèsent jusqu'à 2,66 kg chacun, les nouveaux ressorts en polymère renforcé de fibre de verre (PRVF) ne pèsent que 1,53 kg chacun pour le même jeu. Une différence de poids de plus de 40%, avec le même niveau de performances et des avantages supplémentaires que nous vous expliquerons dans un instant.
Comment ces nouveaux ressorts GFRP sont-ils produits ?
Revenant un peu à ce que sont les ressorts de compression hélicoïdaux, ils sont conçus pour accumuler des forces lors de la compression et les exercer dans le sens de la dilatation. Ils sont généralement fabriqués à partir de fil d'acier, de forme cylindrique. Lorsqu'il est nécessaire d'appliquer des efforts de torsion plus importants dans des espaces plus petits, les fils sont moulés avec d'autres formes, notamment l'hélicoïdale parallèle, formant ainsi une spirale à chaque extrémité.
La structure des ressorts
La structure de ces nouveaux ressorts a un noyau qui se développe à travers un long rouleau de fibre de verre, entrelacé et imprégné de résine époxy, où plus tard une machine est chargée d'envelopper les spirales avec des fibres composites supplémentaires, à des angles alternés de ± 45° , par rapport à l'axe longitudinal.
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Ce traitement est d'une importance particulière, car c'est par l'interaction entre ces couches qui se soutiennent mutuellement qu'il va conférer au ressort des propriétés de compression et de torsion supplémentaires. De cette manière, les charges de torsion à travers le ressort sont converties par les fibres en forces d'élasticité et de compression.
La phase finale de fabrication
Dans la phase finale de production, le printemps est encore humide et mou. C'est à ce stade qu'un alliage métallique à basse température de fusion est introduit, puis le ressort en GFRP est cuit dans un four à plus de 100°, afin que l'alliage métallique puisse fusionner en harmonie, avec le durcissement de la fibre de verre. .
Quels sont les avantages de ces ressorts en PRV par rapport aux ressorts traditionnels en acier ?
En plus de l'avantage évident de poids d'environ 40 % par ressort, les ressorts en PRV ne sont pas affectés par la corrosion, même après plusieurs kilomètres avec des rayures et des fissures évidentes dans leur structure. De plus, ils sont totalement étanches, c'est-à-dire résistants à l'interaction avec d'autres matériaux chimiques abrasifs, tels que les produits de nettoyage pour roues.
Un autre des avantages de ces ressorts en PRV est lié à leur fiabilité et leur durabilité, où ils ont été démontrés lors de tests capables de parcourir 300 000 km sans perdre leurs propriétés élastiques, dépassant largement la durée de vie utile de leurs partenaires de suspension, les amortisseurs .
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C'est le processus initial avec lequel Audi a produit ses prototypes d'essai, avant de commencer à produire des milliers de ces composants chaque année.
Selon la marque d'anneaux, la fabrication de ces ressorts en matériau composite nécessite moins d'énergie que les ressorts traditionnels en acier, cependant, leur coût final est légèrement supérieur, ce qui est un facteur qui peut freiner leur massification pendant encore quelques années. D'ici la fin de l'année, Audi devrait annoncer ces ressorts pour un modèle haut de gamme.