Le châssis automobile est responsable de la fixation et des spécifications des composants du véhicule tels que le moteur, la suspension et le mécanisme de direction. Il existe différents types de châssis de voiture et ils déterminent le type de véhicule et ses performances.
Sans châssis, un véhicule ne peut pas supporter le poids. En raison de cela et de ses autres influences, les entreprises doivent bien connaître les pièces automobiles pour un processus de conception de châssis automobile efficace. Cet article traite de la structure automobile et de ses tendances de conception communes afin que les entreprises puissent prendre des décisions plus éclairées.
Qu'est-ce qu'un châssis de voiture automobile ?
Le châssis de la voiture est l'épine dorsale de la voiture, agissant comme partie porteuse du châssis de la voiture et constitue l'exigence minimale pour qu'un véhicule se déplace d'un point à un autre.
Tous les composants mécaniques automobiles, par exemple le système de direction, le système de suspension, le réservoir de carburant, le radiateur, les freins, les roues, le moteur et le système de transmission, sont fixés au châssis de la voiture.
Fonctions d'un châssis automobile
Le châssis d'une voiture est responsable des éléments suivants :
Intégrité structurelle du véhicule
Le châssis soutient le véhicule, fournissant le cadre structurel qui détermine l'effondrement ou la déformation du véhicule en cas de collision.
Point de fixation pour d'autres composants
C'est le point de fixation des composants automobiles tels que le système de direction et le système de suspension et sa rigidité garantit un alignement et un montage corrects.
Cela aide à la répartition du poids
Le châssis de la voiture supporte et répartit la charge du véhicule entre les essieux avant et arrière, rendant la voiture stable ou plus facile à manipuler.
Structure du châssis de voiture automobile
Les châssis automobiles existent sous différentes conceptions, mais un schéma de châssis de voiture conventionnel contiendra la structure, le kit et les composants suivants.
Rails de cadre
Un longeron de cadre est une poutre longitudinale en acier ou en aluminium responsable de la capacité de charge du châssis. Il existe plusieurs modèles responsables des différents types de châssis de voiture. Par exemple, les châssis de voiture-échelle ont deux longerons.
Traverse
Une traverse est une poutre horizontale qui relie les longerons du cadre, augmentant ainsi la rigidité du châssis et ses fonctions de structure porteuse pour d'autres composants automobiles.
Embrayage
L'embrayage est une pièce principale du châssis de la voiture reliée au vilebrequin du moteur et déconnecte la vitesse de la boîte de vitesses de la voiture.
Système de transmission/boîte de vitesses
La boîte de vitesses ou le système de transmission est un autre châssis essentiel responsable de la capacité d'un véhicule à se déplacer d'un point à un autre. Il transmet le régime moteur à la roue de la voiture et contrôle ses performances à différentes vitesses.
Joint universel
Le joint universel est un petit connecteur derrière la transmission et l'essieu avant, reliant les moments de torsion dans n'importe quelle direction et angle. Il est utilisé dans l’arbre de transmission pour transférer l’énergie du moteur aux roues.
Essieu arrière
L'essieu arrière est un composant dynamique du châssis (il tourne) qui se compose de deux moitiés (demi-arbres) reliées par le différentiel qui fournit la puissance aux roues motrices.
Système de direction
Le système de direction est de deux types : le type hydraulique et le type électrique qui contrôle la direction du véhicule.
Système de freinage
Le système de freinage est chargé de réduire la vitesse du véhicule en utilisant la friction pour convertir l'énergie de rotation de la roue en énergie thermique.
Types de châssis de voiture automobile
Le châssis d'une voiture est assimilé à son squelette supportant le poids de la voiture. Il existe quatre types principaux qui peuvent déterminer les performances et les capacités de la voiture. Les quatre principaux types de châssis de voiture sont :
Châssis à échelle
Le châssis à cadre en échelle a une conception d'échelle unique (d'où son nom) et est le châssis le plus ancien de l'industrie automobile. Il se caractérise par deux longues poutres lourdes soutenues par deux plus petites.
De par sa conception, il est facile à construire, mais il est très lourd et ne convient qu'aux gros véhicules, tels que les camions, les remorques, etc., qui transportent des matériaux lourds.
Avantages sociaux
- Processus de construction et d’assemblage facile
- Intégrité structurelle élevée
Inconvénients
- Faible rigidité en torsion
- Mauvaise capacité dans les virages
- Très lourd, ce qui le rend inadapté aux voitures de performance et aux berlines.
Châssis dorsal
Le châssis de la colonne vertébrale est également nommé en fonction de sa forme, car il ressemble à la colonne vertébrale d'un humain. Il s'agit d'un tube cylindrique creux qui relie la suspension avant et arrière. Également connu sous le nom de châssis unique, il est courant dans les voitures tout-terrain en raison de sa résistance à la torsion.
Avantages sociaux
- Préférable pour les voitures tout-terrain.
- Haute résistance à la torsion
Inconvénients
- Si l'arbre de transmission tombe en panne, tout le châssis sera démonté
- Coût de fabrication élevé
Châssis monocoque
Dans le châssis automobile monocoque, le châssis et le châssis s'assemblent pour former une seule coque. Également connu sous le nom de conception monocoque, il s'agit du châssis le plus courant dans les voitures normales modernes telles que les SUV, les berlines et les cabines.
Avantages sociaux
- Rigidité torsionnelle élevée
- Plus sûr grâce à sa conception en forme de cage
- Entretien et réparation faciles
Inconvénients
- Il est lourd à cause du cadre et du châssis fusionnés
Châssis tubulaire
Un châssis tubulaire est un dérivé 3D d'un châssis en échelle constitué de tuyaux tubulaires (d'où son nom) avec le composant du véhicule conçu autour du châssis. On les retrouve dans les voitures de course car ils sont plus sûrs.
Avantages sociaux
- Rigidité supérieure à celle d'autres cadres de poids similaire
- Haute résistance au poids
Inconvénients
- Il a une conception et une construction compliquées
- Inadapté à la production de masse
- Utilisé pour les voitures de course drag et normales
- Difficulté d'accès à la cabine en raison des portes surélevées
Processus commun de châssis de voiture automobile
Le processus de châssis de voiture utilisé dans l'industrie automobile dépend de facteurs tels que les pièces du châssis de la voiture, les types, les matériaux de fabrication, la conception et le volume de production. Les processus de fabrication courants comprennent :
Fabrication de tôle
Fabrication de tôles Il s'agit d'une série de techniques de fabrication faisant partie intégrante de l'industrie automobile et adaptées à la fabrication de châssis automobiles. La fabrication de tôles adaptées aux pièces de châssis de voiture pour châssis peut être divisée en trois :
Techniques de coupe
La découpe laser, la découpe plasma et le cisaillement sont des techniques de découpe permettant de fabriquer le châssis.
- Découpe laser
La technique de découpe laser utilise un faisceau laser focalisé pour faire fondre et vaporiser la tôle, laissant une coupe précise. Il est précis et précis, ce qui le rend adapté aux châssis de voiture car il a une forme complexe et nécessite des tolérances serrées.
- Découpe plasma
La technique de découpe plasma utilise le plasma (gaz ionisé à haute vitesse) pour découper des tôles destinées à la fabrication d'un châssis de voiture. Il est plus adapté aux matériaux épais mais est également précis, précis et très efficace.
- Tonte
La technique de cisaillement utilise une cisaille pour découper une pièce en tôle. Il n'est pas aussi précis que les deux autres et est donc applicable à la fabrication de pièces de châssis comme le longeron de cadre qui ne nécessitent pas de tolérances strictes.
Techniques de formage
Des processus de formage à froid tels que le pliage et l'emboutissage sont utilisés pour façonner la tôle afin de former les composants du châssis :
- Cintrage
La technique de pliage utilise une presse plieuse pour déformer une tôle et créer des angles et des courbes pour former la partie châssis.
- Estampillage
L'emboutissage ou le pressage consiste à presser une matrice dans une tôle pour créer des pièces identiques en grands volumes.
Techniques d'assemblage
Soudure et rivetage sont des techniques de tôlerie permettant de fabriquer et d'assembler le châssis d'une voiture.
- Soudage
La technique de soudage utilise la chaleur pour assembler deux parties d'un châssis. Des exemples de techniques de soudage utilisées dans la fabrication de châssis incluent le soudage TIG et MIG, mais le choix de la technique de soudage dépend des matériaux.
- Rivetage
Le rivetage consiste à insérer un rivet dans un trou et à le déformer pour fixer le joint formé. C'est une meilleure option pour assembler des métaux différents et est utilisé pour assembler le châssis et d'autres composants automobiles.
Usinage CNC
In Usinage CNCDes techniques telles que le fraisage, le tournage, le perçage et le tournage sont utilisées pour fabriquer et percer des trous dans les parties du châssis qui nécessitent un rivetage.
Coulée sous pression
In Moulage sous pressionLe métal en fusion est injecté dans un moule et, une fois solidifié, il prend la forme et le design du moule pour produire des pièces telles que des longerons de châssis et des traverses. Le moulage sous pression n'est pas très répandu dans la construction de châssis car il ne permet pas de fabriquer le châssis dans son intégralité.
Matériau commun pour le châssis de voiture
De nombreux matériaux sont utilisés dans la fabrication du châssis de la voiture et cette section donne les plus courants et leurs propriétés mécaniques :
Acier
L'acier a une usinabilité élevée et constitue le matériau le plus courant pour la construction de châssis. Plusieurs qualités d'acier comprennent l'acier au carbone qui est solide, résistant à la corrosion, durable, soudable et formable, et l'acier doux à faible teneur en carbone ou le carbone ordinaire qui est malléable, résistant et adapté à la construction de châssis de voiture.
Aluminium
L'aluminium est léger, solide, rigide et convient à la fabrication de châssis de voiture car il est économe en carburant et résistant à la corrosion.
Matériaux composites
Les matériaux composites tels que les composites en fibre de carbone époxy et en fibre de verre sont des matériaux légers, solides, respectueux de l'environnement et populaires mais coûteux dans la construction de châssis.
Alliages de magnésium
Les alliages de magnésium tels que l'AZ91D (un alliage d'aluminium et de magnésium) sont légers, solides et résistants à la corrosion, ce qui les rend adaptés à la construction de châssis de voitures de haute performance et de course.
Finition de surface courante pour châssis de voiture
Les fabricants de pièces automobiles utilisent la finition de surface pour améliorer la fonction du châssis de la voiture :
Meulage
Meulage utilise une machine de rodage à plat qui élimine les défauts de surface en frottant la surface de la pièce contre le rodage de la machine à travers une couche d'un mélange composé d'un matériau abrasif tel que le carbure de silicium ou le diamant.
Polissage
Polissage est utilisé dans les étapes finales ou ultérieures de la construction du châssis d'une voiture. Il vise à améliorer les petites imperfections de la pièce qui ne sont pas visibles à l'œil nu.
Galvanisation
Lors de la galvanisation, vous appliquez un revêtement de zinc sur les pièces du châssis pour donner une finition solide qui n'est pas sensible à la corrosion et à l'abrasion, même si une fois exposée, elle peut être endommagée.
Anodisation
Anodisation est principalement utilisé pour les châssis en aluminium et crée une couche fine, dure et résistante à la corrosion sur la pièce afin qu'elle puisse fonctionner dans des conditions environnementales difficiles. Vous pouvez également utiliser l'option de finition pour le zinc, le titane et le magnésium.
Peinture
Peinture consiste à revêtir des parties d'un châssis ou l'ensemble du châssis avec une peinture possédant des propriétés de résistance à la corrosion à long terme.
Tendance de conception pour les pièces de châssis de voiture personnalisées
Les tendances de conception qui façonneront l’avenir de la conception des châssis automobiles sont :
L'utilisation de matériaux légers
Des matériaux légers comme l'aluminium, la fibre de carbone et le titane pour des composants tels que le châssis de voiture réduiront le poids du véhicule sans affecter l'intégrité structurelle du châssis.
Intégration des groupes motopropulseurs électriques
L’intégration des groupes motopropulseurs électriques dans la conception des châssis des voitures améliorera la répartition du poids, la maniabilité de la voiture et l’efficacité de la consommation de carburant.
Plates-formes de châssis modulaires
Grâce aux plates-formes de châssis modulaires, les constructeurs automobiles peuvent utiliser le même châssis pour différents modèles de voitures, ce qui augmente la flexibilité et réduit les coûts de production.
Technologie des véhicules connectés
La technologie des véhicules connectés améliorera la conception du châssis et l’expérience de conduite, car elle permettra des fonctions de diagnostic à distance et de maintenance prédictive.
Des dispositifs de sécurité
Des fonctionnalités de sécurité telles que l’avertissement de collision et le freinage d’urgence intégrées à la conception du châssis automobile entraîneront une meilleure expérience de conduite.
Pour aller plus loin
Cet article traite du châssis automobile afin que les lecteurs puissent comprendre la structure, mais choisir un châssis réputé service de fabrication de pièces avec une expérience de conception automobile peut conduire à une fabrication de châssis de qualité. Zintillon, nous proposons des processus de moulage sous pression et d'usinage CNC personnalisés axés sur la qualité pour ces personnes. Contactez-nous dès aujourd'hui et laissez-nous donner vie à votre projet.
FAQs
Quels types de châssis de voiture sont utilisés pour les courses ?
Le châssis typique d'une voiture de course est le châssis tubulaire, l'arceau de sécurité des voitures de course tout-terrain et la monocoque de la Formule 1.
Où se trouve le numéro de châssis sur ma voiture ?
L'emplacement du numéro de châssis dépend du modèle et de la marque de la voiture, mais les emplacements courants se trouvent sur le tableau de bord, dans le coin inférieur du côté conducteur, sur le cadre de la porte conducteur et à l'intérieur du compartiment moteur.
Les châssis de voiture sont-ils les mêmes que les châssis de voiture ?
Non, les deux composants automobiles diffèrent. Le châssis d'une voiture est la structure squelettique de la voiture qui supporte la charge de la voiture et où sont fixés des composants tels que le système de direction, le système de freinage, l'essieu arrière, la suspension, etc. En revanche, le cadre est la carrosserie de la voiture sur laquelle le châssis est fixé. Jusque dans les années 1940, le châssis et le châssis étaient séparés, et leur forme fusionnée est désormais le châssis monocoque ou la conception de voiture monocoque.
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