Lexus lfa: performances dynamiques
ÉQUILIBRE
- Comportement dynamique équilibré en toutes circonstances qui permet au conducteur d'exploiter pleinement l'incroyable potentiel du moteur V10
- Moteur en position avant centrale et architecture « transaxle » pour une répartition idéale du poids 48/52 entre l'avant et l'arrière, gage d'un équilibre dynamique optimal
- Faux-châssis avant et arrière en aluminium fixés sur la cellule centrale en plastique renforcé de fibres de carbone (CFRP)
- Optimisation du poids de tous les composants auxiliaires, positionnés entre les deux essieux, y compris pour le réservoir de 73 litres en forme de selle et la batterie logée dans le coffre
Le choix s'est donc porté sur une architecture avec moteur en position avant centrale et boîte « transaxle » arrière susceptible de répondre à cette exigence d'équilibre dynamique grâce à une répartition 48/52 du poids entre l'avant et l'arrière.
L'important était aussi de limiter autant que possible le poids total de la LFA, d'où le choix de faux-châssis avant et arrière en aluminium fixés à la cellule en CFRP. Outre le gain estimé à 100kg par rapport à une conception en aluminium, la coque et la peau en CFRP permettent aussi de créer une structure ayant d'excellentes propriétés de résistance mécanique et au choc, gage d'une plus grande sécurité.
Les composants ont été systématiquement intégrés entre les deux essieux, dans une position aussi basse que possible. Le réservoir de 73 litres a la forme d'une selle de cheval et enjambe le tunnel central en épousant la boîte de vitesses montée à l'arrière. Dans le même esprit, le réservoir du lave-glace est placé à côté du réservoir d'essence. Les étriers de freins en aluminium sont positionnés vers le centre de gravité du véhicule, dans le souci de réduire le moment d'inertie. Les disques sont en carbone céramique pour un gain de poids total de 20 kg (5 kg par roue) par rapport à des disques conventionnels en acier.
La batterie est logée directement au-dessus du train arrière alors que les radiateurs montés à l'arrière et leurs ventilateurs électriques sont montés derrière la boîte-pont (transaxle) pour une répartition idéale du poids qui tire également partie de l'implantation arrière du réservoir de lave-glace et du boîtier de frein de stationnement électrique (EPB). Le positionnement du tube de poussée au-dessus, et non le long des lignes d'échappement, a également réduit la largeur du tunnel de transmission central et permis d'abaisser et de rapprocher les sièges conducteur et passager du centre du véhicule, toujours au bénéfice de la répartition de la masse du véhicule.
SYSTÈME DE FREINAGE- Disques en carbone céramique pour un freinage ultra-performant
- Disques carbone céramique bi-bloc pour une efficacité maximale sans évanouissement et une longévité supérieure à celle des disques acier
- Disques avant de 390 mm avec étriers aluminium monobloc à six pistons et disques arrière de 360 mm avec étriers aluminium monobloc à quatre pistons
- Etriers monobloc ultra rigides avec différents alésages pour les pistons pour une mise en contact progressive des plaquettes avec le disque
- Disques flottants avec 10 bagues reliant le centre du moyeu au disque pour limiter les effets de la dilatation thermique
Le « mulet » engagé aux 24 Heures du Nürburgring, en 2008 et 2009, était doté de freins acier conventionnels qui sont remplacés, sur cette version série, par des freins carbone céramique. Ce changement a permis un gain crucial de poids (le disque carbone céramique pèse 5 kg de moins que son équivalent acier) et la réduction significative des masses non suspendues, au bénéfice de la précision de la direction et de l'agilité.
Les disques carbone céramique offrent également une performance de freinage exceptionnelle, sans perte d'efficacité, donnant au conducteur toute la confiance nécessaire pour stopper le véhicule, à vitesse élevée, même dans les conditions de conduite les plus extrêmes et quelles que soient les conditions météo ou de roulage. Un tel niveau de comportement dynamique exige une maîtrise irréprochable et une performance d'une cohérence absolue. La LFA répond toujours de manière progressive et prévisible aux instructions du pilote en lui donnant la sensation d'être véritablement en prise avec la mécanique par un ressenti de pédale très direct et dénué de toutes vibrations parasite grâce à la course réduite de la pédale de frein en aluminium forgée, montée au plancher.
Les disques bi-bloc sont en carbone céramique, un matériau léger et endurant. Les disques avant ont un diamètre de 390 mm et une épaisseur de 34 mm. Ils sont pincés par des étriers aluminium monobloc à six pistons. A l'arrière, les disques (380 mm de diamètre et 28 mm d'épaisseur) sont associés à des étriers aluminium monobloc à quatre pistons.
Les étriers monobloc sont légers et ultra rigides avec des alésages différents pour les pistons (Avant : 38 mm, 32 mm et 28 mm ; Arrière : 30 mm et 28 mm) qui repoussent les plaquettes contre le disque en assurant un mordant progressif. La force la plus faible est appliquée par le piston d'attaque, de plus grand diamètre, et la plus puissante par le dernier piston. Cette configuration permet de tirer partie de la rotation du disque pour un écrasement plus uniforme de la plaquette et une répartition plus efficace de la pression donnant un effet « d'auto-assistance ».
Pour assurer une puissance d'arrêt constante, sans influence de la température des disques ou de la vitesse du véhicule, les disques sont serrés par des plaquettes micron à haut pouvoir de friction spécifiques aux freins carbone céramique qui offrent également une plus grande surface de frottement avec le disque. L'usure des plaquettes de chaque roue est suivie par des témoins électroniques qui informent le conducteur et l'alertent, si besoin, par un signal sonore et visuel.
Chaque disque flottant est relié par 10 bagues au centre du moyeu. La dilatation du disque à des températures élevées, et donc sa déformation, sont plus facilement compensées et génèrent moins de vibrations pendant le freinage. Le recours systématique à la modélisation de la dynamique des fluides pour le développement des freins a permis d'améliorer de 20% le refroidissement, au bénéfice de la performance et sans aucun compromis sur les qualités aérodynamiques générales du véhicule. En outre, une circulation hydraulique interne très faible entre la porte interne et externe des étriers a été adoptée pour une meilleure protection contre les projections pendant le roulage. Enfin, les pistons sont dotés d'une isolation thermique pour éliminer le risque de « vapour lock » en conduite extrême.
A la différence des systèmes de freinage conventionnels dont le servofrein qui assure l'assistance au freinage dépend de la dépression fournie par le moteur, la LFA reçoit un système de gestion électronique du freinage (ECB) doté d'une pompe électrique. Cette dernière fournit la pression hydraulique nécessaire pour garantir une puissance de freinage constante et efficace, en toutes circonstances.
SUSPENSION- La suspension de la LFA a été mise au point sur la Nordschleife du Nürburgring pour un équilibre parfait entre maîtrise et confort
- Configuration à double triangulation à l'avant et multibras à l'arrière, avec de nombreux éléments en aluminium pour une résistance maximale et un poids très maîtrisé
- Amortisseurs monotube en aluminium, à réservoir hydraulique, hérités de la version course de la LFA engagée aux 24 Heures du Nürburgring
- Porte-fusées et bras de suspension en aluminium forgé associés à des barres antiroulis creuses pour réduire les masses non suspendues
- Jantes 20'' en aluminium forgé, chaussées de pneus asymétriques Bridgestone, 265/35 ZR20 à l'avant et 305/30 ZR20 à l'arrière
Les éléments de suspension creux sont en aluminium, suffisamment rigides et résistants pour la conduite sur circuit. La rigidité permet de contrôler la zone de contact des pneumatiques et la pince en courbe pour une meilleure maîtrise en entrée et en milieu de virage avec un niveau exceptionnel de motricité.
Les deux triangles inférieurs reçoivent une liaison en 'H' dont la résistance est supérieure à celle d'une traverse en' I' conventionnelle. Ils réduisent le décalage entre l'axe de pivot théorique et l'axe de roue pour un comportement routier irréprochable et une réponse neutre dans toutes les situations. La conception des bras prévient les mouvements intempestifs de la suspension, au bénéficie de l'adhérence sur chaussée déformée. Enfin, les amortisseurs monotube, à réservoir hydraulique séparé, sont hérités de la version course de la LFA engagée aux 24 Heures du Nürburgring.
Développés exclusivement pour la LFA, les amortisseurs sont dotés de tiges de piston à revêtement carbone de type diamant (et de cylindres dont la paroi est plaquée au nickel-silicium pour limiter les frottements. Les cylindres à réservoir déporté reçoivent des soufflets en métal assurant la détente et la compression, et qui sont connectés au cylindre principal par des clapets.
L'allègement systématique du véhicule est complété par le choix de porte-fusées et de bras en aluminium forgé ainsi que de barres anti-roulis creuses, avec en prime la réduction des masses non suspendues, au bénéfice de la stabilité à haute vitesse.
Le châssis affiche une rigidité exceptionnelle grâce à des renforts bien étudiés, offrant une base robuste et rigide pour les éléments de suspension, gage de résistance à la torsion et à la flexion lors des fortes accélérations latérales à très haute vitesse.Finalisés lors de l'engagement de la LFA au Nürburgring, les renforts transversaux avant et arrière sont reliés par un renfort central type treillis. Leur action est complétée par une barre en CFRP et des renforts delta en aluminium, reliant, des deux côtés, les éléments supérieurs et inférieurs du châssis avant.
La LFA reçoit des jantes BBS 20'' en aluminium forgé à dix rayons. Leur fabrication est assurée à partir de lingots d'aluminium, chauffés à 450°C, puis emboutis dans une presse d'une capacité de 9000 tonnes, à raison d'environ quatre tonnes par cm2. À la différence des jantes moulées, à la composition hétérogène et poreuse, une jante forgée présente une structure dense ayant de meilleures propriétés mécaniques. Les jantes de la LFA sont conçues pour des disques de frein de grand diamètre avec une large base creuse pour réduire encore davantage les masses non suspendues.
Les jantes sont chaussées de pneumatiques Bridgestone (265/35 ZR20 à l'avant et 305/30 ZR20 à l'arrière), développés spécialement pour la LFA. Ils présentent une bande de roulement asymétrique autorisant une conduite agressive sur circuit dans toutes les situations météorologiques.
Pour répondre aux exigences spécifiques de la LFA, la rigidité latérale des pneumatiques a été privilégiée en adoptant le meilleur rapport entre la section et la hauteur de flanc du pneu après des milliers de kilomètres sur le Nürburgring. La LFA est doté d'un système de surveillance de la pression des pneus.
AÉRODYNAMISME- Le design séduisant de la LFA est complété par des qualités aérodynamiques exemplaires (Cx 0,31), au bénéfice du refroidissement de la chaîne cinématique, de la stabilité et de la maîtrise à grande vitesse
- Gestion fine de l'écoulement de l'air
- Diffuseur arrière en carbone et fond plat pour un appui et un comportement très sécurisant à haute vitesse
- Aileron arrière avec « Gurney Flap » sur le bord d'attaque augmentant l'appui
Les éléments aérodynamiques, à la forme très étudiée, assurent une gestion optimale de l'écoulement de l'air, y compris sous caisse, et contribuent, par leur positionnement astucieux, à la précision de la direction. A l'avant, l'entrée d'air centrale sur le capot reçoit des joints caoutchouc latéraux pour prévenir l'entrée excessive d'air dans le compartiment moteur, au bénéfice de la performance aérodynamique.
Le bord inférieur du bouclier avant présente un rebord en caoutchouc synthétique (EPDM) qui canalise l'air vers le dessous du véhicule. Les prises d'air du capot sont munies d'ailettes sur le bord d'attaque et le bord de fuite qui évacuent l'air chaud du compartiment moteur sans perturber l'écoulement de l'air sur la partie haute du capot.
L'intersection entre le montant avant et le pare-brise présente de petits ailerons anti-turbulence pour renforcer la stabilité en ligne droite et sous vent latéral. Quatre arêtes sur la surface interne des rétroviseurs extérieurs facilitent la canalisation de l'air vers les entrées du radiateur arrière pour réduire la température du liquide de refroidissement du moteur.
Les flancs de la LFA présentent de discrets ailerons de bas de caisse qui canalisent et régulent le volume d'air évacué de sous la caisse dans les virages, au bénéfice de la stabilité. Les inserts « air kick » situés au-dessus de la prise d'air arrière limitent les turbulences. Leur action est complétée par les déflecteurs de roues qui gèrent l'écoulement de l'air à l'avant des roues et en prévient l'entrée dans les passages des roues.
L'aileron arrière, dotée d'un « Gurney Flap » sur le bord d'attaque, se déploie en fonction de la vitesse et du mode de conduite. Rétracté à basse vitesse ou à l'arrêt, il intervient à partir de 80 km/h pour déplacer la pression vers l'arrière du véhicule et en augmenter la stabilité à haute vitesse. La LFA reçoit naturellement un fond plat et lisse, source d'un appui substantiel grâce à la dépression créée sous la voiture. Ce carénage est associé à un diffuseur arrière en CFRP, qui sort à un angle et avec un rayon permettant de renforcer la maîtrise et la stabilité à grande vitesse.
DIRECTION- Direction mise au point sur circuit pour une réponse et un ressenti exceptionnels, gage de l'interaction parfaite entre le conducteur et sa voiture
- Système à crémaillère à taux constant avec assistance électrique (EPS) de la colonne de direction sans effet négatif sur la performance du moteur
- Axe de colonne de grand diamètre, monté directement sur le châssis carbone pour une configuration de direction très rigide
- Volant ajustable en hauteur et en profondeur abritant le bouton d'allumage du moteur et le sélecteur d'information
- Volant à méplat compact, à la structure en plastique renforcé de fibres de carbone, pour un ressenti très équilibré et naturel
La progressivité de la direction et la transparence de son retour exigent un niveau élevé de rigidité. L'assemblage entre l'axe de la colonne de direction et le volant crée une structure hautement rigide, fixée directement sur le tablier de la cellule en carbone par une console support anti-torsion en alliage d'aluminium. La fixation rigide en quatre points de la crémaillère sur l'élément avant de la suspension vient compléter la robustesse de cette conception. En outre, cette direction électrique sollicite moins la puissance du moteur de la voiture.
Le boîtier de direction emploie une liaison à angle étroit qui transmet de manière très réactive les impulsions directionnelles les plus fines aux roues avant. La remontée très directe d'informations est favorisée par l'emploi d'une graisse en poudre, développée spécialement pour la LFA, utilisée pour la partie assistée de la colonne de direction afin de limiter au minimum les frottements et l'inertie rotationnelle de la direction.
Le volant 3 branches de 360 mm de diamètre, qui abrite le bouton de démarrage du moteur et le sélecteur d'information, est réglable en hauteur et en profondeur. Ses dimensions compactes sont idéales pour une bonne prise en main et une réactivité optimale.
Son design ergonomique intègre un méplat de 28 mm, en partie basse, qui rapproche le centre de rotation du centre de gravité pour limiter les effets de la force centrifuge. La jante en carbone est lestée dans sa partie inférieure pour compenser le moment d'inertie et permettre au volant de revenir plus rapidement en position droite, gage d'un ressenti plus souple et plus naturel.