Exemples de châssis tubulaires de monoplaces : pour construire sur de bonnes bases

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Comment construire un châssis de monoplace, soit de Formule V, de Racer ou de monoplace formule libre ? Voici pour vous un florilège de châssis tubulaires de construction assez simple, à l’ancienne, source d’inspiration pour se fabriquer une monoplace de puissance raisonnable. Mais n’omettez pas d’aller jeter un œil sur les livres traitant du sujet.

Quelques livres intéressants

  • Formula Juniors compétition cars  publication de  »Motors  »,  beaucoup de vues et dessins, une excellente source de renseignements.
  • Construire une monoplace à moteurs de moto de T Pashley.
  • Construire une monoplace de E. Pioskowik.
  • Construire une voiture de course de B. Gironnet.
  • Les carnets d’atelier du Spirit Racer Club :  construire un racer

Des plans (site).

On commence par les châssis les plus simples,  dis « échelle », constitués de deux gros tubes ou longerons, en tôle pliée.

 

Saab Quantum : deux gros tubes principaux, ils font fonction de réservoir d’essence.

 

 

 

 

DB Panhard et Monomille : longerons en tôles pliées, ajourés et soudés : Panhard Racing Free .

 

Châssis moteur-boite sur la DB à mécanique Panhard traction avant.

 

Châssis replica de DB monomille.

 

Le Racer CC 21 de Loisirs Créations : le châssis est fait de deux tubes carrés superposés : construction rapide et économique pour cette légère monoplace traction avant, inspirée des célèbres DB Monomille.

 

 

Châssis d’un Racer 500 : les tubes font 76 mm de diamètre et 1,6 mm d’épaisseur.

 

Le Châssis « échelle » a principalement été utilisé pour les monoplaces à moteur avant, comme la Maserati C 4.

Racer M 20  

Croquis d’implantation générale du Racer M 20.

 

Les premiers Racers 500 sur base de châssis de berline Simca 5 Topolino.

 

Base Simca 5 et moteur de moto.

 

Châssis des années vingt : E. Mauve, l’homme qui créa le Bol d’Or. Admirez la direction et le tuyau d’échappement.

Un châssis original : la Banca.

 

Banca formule junior et son châssis constitué de deux longerons en tôles pliées et soudées, ils mesurent environ 180 mm de haut par 40 mm d’épaisseur.

 

Quelques formules V.

Le minimum : juste un cadre en tubes, la caisse en polyester boulonnée dessus participe à la rigidité.

 

Deux gros tubes ronds et un arceau, c’est tout pour cette F Vee.

 

Constructions multitubulaires.

Tubes carrés : il manque le bâti support moteur/boite de vitesses de la Formule V.

 

Châssis Formule V en tubes serrurerie 30 x 30 x 2 mm ; poids, environ 30 kg.

 

Formule Vee : le train avant complet se fixe par quatre boulons au reste du châssis, qui est un mélange de tubes ronds et carrés.

 

Châssis classique en tubes carrés ; le réservoir d’essence est implanté le long de la jambe droite du pilote.

 

Pour les structures multitubulaires de petits diamètres, il faut renforcer en croisillon, comme ici.

 

 

 

Ici, les deux tubes inférieurs sont de section rectangulaire et de grandes dimensions, ce qui évite les renforts.

 

 

 

Châssis et plans du Racer Debuire.

 

Formule Skoda.  

 

Formule Skoda : dessin classique d’un châssis tubulaire.

 

Formule Skoda, formule économique, moyeux avant et trompettes arrières de série.

 

Châssis Terapin et montage du moteur de l’Austin mini.

 

 

Châssis dessiné par L. Terry  : petits tubes croisillonnés.

 

 

Les châssis multitubulaires sont aussi adaptés sur certaines monoplaces à moteur avant, comme cette Lotus.

 

Châssis de « Midget » américain à moteur central avant. Il y a plus élégant à faire au niveau de l’arceau de sécurité !

 

Formules Junior et Ford à moteurs arrière. 

Treillis tubulaire De Sanctis.

 

Renfort au niveau du poste pilotage.

 

Cooper Junior, tubes ronds de 38 mm et 31 mm.

 

Cooper avait innové en cintrant légèrement les tubes. La résistance est améliorée, mais la fabrication en est compliquée.

Lotus : tubes de 31,8 et 44,5 mm de diamètre.

 

 

 

Mélange de tubes carrés et ronds : exemple de châssis simple et efficace, adapté aux puissances raisonnables et pas trop compliqué à construire.

 

Dessin Cooper.

 

Brabham, la référence, un maître du châssis tubulaire, beaucoup de constructeurs se sont inspirés de ses créations.

 

Les maquettes permettent de comprendre les détails de construction, ici la Brabham (maquette Heller).

 

Châssis Brabham.

 

 

Le liquide de refroidissement passe par les tuyaux du châssis, le pédalier, suspendu, est plus accessible.

 

Pour ses premières F 3, Alpine a adapté des châssis Brabham.

 

À la même époque, René Bonnet dessine une Formule entièrement « maison » aux originales suspensions croisées.

 

 

 

 

Les anciens châssis étaient brasés (Lotus).

 

Cloison « pare-feu » et plancher participent à la rigidité ; le réservoir est sous le dossier du baquet, très incliné.

 

Nombreux renforts autour du cockpit (Martini).

 

Les tubes carrés sont les plus faciles à ajuster : photo extraite du livre Construire une monoplace à moteur de moto.

 

Nombreux petits tubes carrés sur la MEP à moteur Citroën 3CV, GS, ou Panhard, selon les versions.

 

MEP X 27, moteur GS.

 

 

Ici, les flancs sont assez haut.

 

Deux berceaux reliés par quatre tubes principaux ; les renforts ne sont pas représentés sur ce dessin.

 

Lola Junior.

 

Châssis Pygmée exposé sur le stand Autodiva à Époquauto 2017.

Châssis GRAC.

 

 

 

 

 

La revue Champion a publié les plans de construction de la GRAC monoplace de F. France.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Les tubes principaux de 30 mm de diamètre sont enfilés à travers les couples en tubes carrés de 35 x 35 x 2 mm, puis brasés. On peut penser que la construction des couples pourrait être plus simple sans les multiples coupes et soudures.

 

 

 

Peu de Grac Champion furent terminées.

 

Autres plans Grac Champion.

Construction en tubes ronds 24 x 28 mm et carrés 35 x 2 mm.

 

 

Extrait de la « Bible » : Construire une voiture de course de B. Gironnet, ouvrage indispensable.

 

Châssis tubulaire testé sur un banc de torsion.

 

Le même châssis, renforcé après des essais de torsion : c’est l’avantage des constructions tubulaires, on peut toujours modifier quand il y a un problème.

 

Barquette à conduite centrale, structure tubulaire renforcée par des panneaux de polyester ignifugé.

 

 

Tubes principaux ronds de 28 x 2 mm « enfilés » à travers les tubes carrés de 35 x 35 x 2, notez le pédalier en avant de l’axe des roues, conséquence de l’empattement ultra court.

 

Échantillonnage d’un châssis Formule Ford extrait du livre Construire une monoplace, d’Éric Pioskowik.

 

Châssis Gould, une multitude de petits tubes soudés et renforcés par des feuilles en aluminium rivetés sur les côtés. Les fameux châssis type nid-d’oiseau, réservés à ceux qui aiment couper, ajuster, souder ou qui ont un (très bon) copain qui sait faire !

 

Technique mixte : châssis tubulaire de base et peaux de polyester collées.

Elina de F. France : quatre tubes principaux soudés sur les couples.

 

On peut injecter de la mousse polyuréthane à l’intérieur des « peaux », ce qui parait une solution idéale, mais les réactions entre les différents matériaux sont parfois difficiles à prévoir et la répartition de la mousse pas toujours régulière. Cependant, bien des constructeurs de bateaux en polyester maîtrisent bien cette technique.

Un site où retrouver des plans.

 

Le châssis est prévu pour recevoir un moteur de moto ; la transmission se fait via un arbre vers le pont arrière d’origine Ford Sierra.

 

 

Les Formules SAE à moteur de motos construites par des écoles d’ingénieurs sont une bonne source d’inspiration, mais les constructions sont parfois complexes.

 

 

 

 

Un croquis qui résume les différents sujets.

Structure principale (prévoir les renforts) et dimensions de base, à ajuster en fonction des choix.

Les grandes questions que se posent les constructeurs amateurs :

  • Tubes carrés ou ronds
  • quelle qualité
  • quelles dimensions utiliser ?

Ronds ou carrés, les deux sont défendables. Les partisans de chaque solution ont de solides arguments. Le rond est plus léger à section égale, mais plus exigeant à ajuster. Les coupes sont plus délicates bien que des logiciels de coupe existent. Pour un amateur, le tube carré est préférable. Toujours pour un constructeur amateur, l’utilisation du tube catégorie serrurerie est plus économique. L’épaisseur la plus courante (2 mm) est facile à souder dans toutes les positions. La plupart des monoplaces sont fabriqués en tubes d’environ 30 mm de section.

Quelques poids au mètre de tubes serrurerie qualité standard épaisseur 2 mm :

  • tubes ronds ∅ 20mm : 0, 88 kg/m ; ∅ 25 mm = 1,13 kg/m ; ∅ 30 mm = 1,38 kg/m ;
  • tubes carrés 20 x2 0 mm = 1,13 kg/m ; 25 x 25 mm = 1,44 kg/m ; 30 x 30 mm= 1,76 kg/m.

Les arceaux de protection doivent avoir des caractéristiques bien précises, différentes selon les catégories de voitures, les fédérations et pays. Y aurait-il des différences de résistance entre les boîtes crâniennes ?

Un châssis nu de monoplace pèse environ 30 kg, il est possible de construire une voiture de moins de 400 kg, propulsée par une puissance de 120 CV. Le rapport poids/puissance est de 300 CV/tonne… largement de quoi se faire plaisir et même un peu… peur ! Deux cents à 250 CV/tonne sont plus raisonnables.

Quelques ensembles moteurs/boîtes de voitures courants, qui peuvent se poser en position centrale arrière sans modification mécanique :

  • Bicylindre Panhard – 2/3 CV/GS Citroën ;
  • PSA type X (104/Visa/Bx) — Austin Mini ;
  • chez Renault, la gamme des R 12/R18/R20/R 25/R 30/Espace/Estafette ;
  • Audi/Passat/Alfa Sud/Ford V4 Taunus/DKW/Saab.

Les mécaniques sont souvent fixées sans supports moteur en caoutchouc, le point délicat est le montage de la commande de vitesses. Ne pas oublier les moteurs de motos à transmission par chaine ou cardans, plus légers et puissants que les moteurs automobiles, mais dépourvus de marche arrière.

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