Un système aérodynamique actif multifonction a été développé par Prodrive Automotive Technology. Pour le compte d’un fabricant de véhicule pour une utilisation dans une supercar, Prodrive a produit le premier prototype fonctionnel huit mois après le début du programme. Le système était prêt pour la production 18 mois plus tard, avec une usine de fabrication sur mesure construite sur le site du siège de Prodrive à Banbury.

Le système utilise deux systèmes d’actionneurs avant et arrière pour contrôler les appuis aérodynamiques du véhicule, offrant des fonctionnalités qui permettent au véhicule de modifier en permanence les forces aérodynamiques pour maintenir des performances optimales. Le système aérodynamique arrière est en mesure d’offrir une inclinaison et un positionnement en hauteur variables, permettant d’augmenter l’appui pour une meilleure maniabilité ou de diminuer l’appui, comme dans un système DRS de Formule 1, pour obtenir une vitesse plus élevée en ligne droite. Les systèmes avant et arrière peuvent être utilisés conjointement pour équilibrer la force d’appui du véhicule.

« L’application développée est un système critique très exigeant en termes de sécurité », a expliqué le responsable du programme de Prodrive, Peter Tibbles. « Le système d’actionneur devait supporter des charges aérodynamiques extrêmes, atteindre des vitesses de déploiement élevées, tandis que l’espace disponible et la cible de poids étaient très serrés. »

Les exigences de performance ont nécessité l’utilisation d’un actionneur hydraulique pour le système aérodynamique arrière, avec des pressions hydrauliques de plus de 100 bars, trois ou quatre fois supérieures à celles utilisées pour une boîte de vitesse robotisée. Le fait d’utiliser des procédés de fabrication rentables pour toutes les pièces afin qu’elles soient abordables à faible volume de production est tout aussi important; par conséquent, la plupart des pièces ont été fabriquées par le centre d’usinage Prodrive.

Tibbles a donné des exemples de la façon dont la technologie a été optimisée en utilisant différentes techniques d’analyse. « Les principaux supports encaissent des charges aérodynamiques lourdes et sont essentiels à la sécurité du système, mais en utilisant l’analyse par éléments finis nous nous sommes assurés que tout matériel excédentaire a été éliminé avant la fabrication des composants », a-t-il expliqué.

Ce projet comprend également une validation poussée pour une supercar à faible volume, comme Tibbles décrit : « Beaucoup de supercars sont validées par rapport à un cycle d’usage très léger, car elles restent souvent dans des collections privées et accumulent relativement peu de kilomètres, » dit-il. « Notre client voulait avoir une confiance totale dans l’intégrité structurelle et la résistance à la fatigue du système aérodynamique sur un kilométrage beaucoup plus élevé, équivalent à des décennies d’utilisation régulière. »

Prodrive a relevé ce défi en utilisant la simulation et l’analyse combinées à des tests de durabilité approfondis. La phase de tests comprenait la conception et la construction d’un banc d’essai interne pour représenter à la fois l’arrière et l’avant de la voiture, sur lequel le système a effectué trois essais de durée de vie entière, pour un total équivalent à 1 500 000 km parcouru par le véhicule. « Nous avons développé tous les logiciels en interne pour le prototype de système aérodynamique actif et pour les bancs d’essai », explique Tibbles. « Pour simuler la charge aérodynamique sur les composants, nous avons conçu une plate-forme qui a été en mesure d’appliquer une charge variable sur le système aérodynamique, ce qui nous permet de valider complètement le système avant qu’il n’ait été monté sur une voiture. »[image_frame style= »framed_shadow » align= »center » alt= »Système aérodynamique actif » title= »Banc de test du système aérodynamique actif » height= »400″ width= »600″]https://www.car-engineer.com/wp-content/uploads/2013/11/Multifunction-active-aerodynamic-system1.jpg[/image_frame]

Grâce à son système de prototypage rapide développé en interne, μProteus, Prodrive a pu avoir un premier Software généré à partir du code de développement en quelques semaines pour supporter les premiers prototypes. Les circuits hydrauliques et les méthodes de contrôle ont été Co-simulés dans MATLAB pour déterminer les stratégies de configuration et de contrôle du système. « En raison de la longue course des vérins de levage, nous étions soucieux de maintenir la symétrie entre les parties droite et gauche du mécanisme, » explique Tibbles. « La simulation a permis de correctement identifier le besoin d’un contrôle proportionnel précis du système de levage, alors que nous pouvions utiliser une méthode beaucoup plus simple pour le système de contrôle de l’inclinaison, réduisant la quantité de valves hydrauliques et simplifiant ainsi la tâche du contrôleur. »

Source : Prodrive