Dépose/remontage carénages de dessous.

Tous les 2 ans ma Prius doit passer le contrôle technique.

J’ai donc dû démonter tous les carénages.

J’ai profité de ce démontage total des carénages pour revoir un peu leurs fixations de façon à rendre le prochain plus facile et à améliorer un peu l’écoulement de l’air. La traverse arrière est faite maintenant comme celle de devant de deux cornières de 20mm qui forment un T assez plat (c’est le mini, plus est mieux à cause du débattement de soit la suspension avant soit de la traverse du train AR). Cette traverse est maintenant fixée avec 2 boulons de 6×40 mm ce qui permet de la descendre. Il n’y a donc ainsi plus de creux entre les plaques centrales et arrières à cet endroit.

A l’avant j’ai ajouté une patte alu pour éviter que la plaque de carénage passe partiellement sous la cornière (et se coince dans cette position, donc plus basse que la normale), à cause du débattement de la suspension, à un endroit situé sur la traverse alu (2 cornières), dans l’angle arrière du passage de roues. Un point qui reste difficile est la fixation des 2 plaques avant, sous les moteurs. J’ai dû inventer des fixations en me servant de 2 trous du « faux châssis ». Il faut soutenir ces plaques sinon elles descendent trop bas et augmentent la surface frontale. J’ai aussi amélioré l’écoulement au niveau des plaques arrières avec une surface plus plate, auparavant il y avait une légère double courbure sans doute néfaste. La plaque située autour du pot de détente a été un peu rigidifiée à l’aide d’une cornière faite en polypropylène dont une face a été coupée et repliée à 90°. J’ai également ajouté une petite cornière alu de 10mm fixée sur la traverse de l’essieu arrière. Ainsi on peut avoir autant de points de fixation des plaques contre cette traverse, évitant que les plaques ne pendent trop bas.

La dépose/repose des carénages de dessous est assez longue, je ne dispose pas d’un pont ni d’une fosse et procède en montant tantôt l’essieu avant, tantôt l’arrière sur une rampe qui doit lever d’au moins 15cm les roues.

 

Améliorations aéro, dessous

L’aérodynamique du dessus d’une prius est excellent. L’arrière redescend doucement aidant les filets d’air à se reformer derrière.

Par contre sous le châssis il y a de nombreuses améliorations possibles. Visiblement l’accès rapide pour des interventions des mécanos a été privilégié. Le point le plus mauvais se situe au niveau de la traverse de l’essieu arrière, il y a un grand trou entre elle et la roue de secours, elle même n’est pas du tout profilée sur son arrière. L’autre gros point à améliorer est l’écoulement de l’air sous les moteurs, à l’avant. C’est à l’avant que l’air doit être bien guidé, il est en surpression à cet endroit du nez jusqu’aux environs de l’axe des roues AV et en sur-vitesse ensuite.

En bleu les carénages usine. Le plus étrange est celui situé à côté de la roue de secours. Sa surface est faite d’une multitude de pointes de plastique. Pour les autres de profonds puits servent à la fixation au châssis. Il y a aussi des dizaines de trous d’évacuation de l’eau. Malgrès ces précautions la boue et les petits cailloux s’y accumulent.

Pour l’arrière il n’y a pas trop de choix possible, il faut placer le carénage sous la traverse de l’essieu arrière. Il doit suivre les mouvements de celle-ci de façon à ne pas pendre ce qui augmenterait la surface frontale. L’angle final à la sortie au niveau du pare-choc AR est de 9 degrés par rapport à l’horizontale. Hauteur par rapport au sol à cet endroit 31 cm. L’angle fictif depuis le point le plus bas est de 6,5 degrés.

J’ai utilisé du polypropylène alvéolaire de 3mm qui est utilisé habituellement en remplacement du carton ondulé. Par exemple pour des affiches publicitaires. Très léger mais rigide dans une direction, résistant à l’eau. J’ai utilisé des plaques de 80x120cm.  Il y a plus de 3 1/2 plaques dans la longueur et 2 côte à côte.

Une des difficultés est d’inventer des points de fixation. Pour cela j’ai ajouté deux petites traverses en alu, une vers l’arrière fixée sur des écrous utilisés par toyota pour tenir les déflecteurs des roues AR. L’autre est fixée sur l’arrière des pare-boues avant. Aucun trou n’a été percé dans la tôle, tous dans du plastique. Les plaques sont fixées aux traverses. Sur la traverse située sur l’avant d’une plaque à l’aide de liens en plastique zip, et fixées par de petites vis agglo 4×16 sur les carénages noirs existants. Il faut faire très attention de bien fixer les bords d’attaque des plaques, et soit les aligner bout à bout soit les superposer de façon à ce que l’air ait tendance à les plaquer. Il faut ajouter en plus des petites pattes en se fixant sur des éléments existants. J’ai ensuite vissé directement dans ces pattes alu de 0,5mm d’épaisseur les vis agglos (4x16mm), la tôle assurant le rôle d’écrou. On peut insérer dans les plaques des tiges métalliques. Par exemple pour en réunir deux bout à bout on insère plusieurs tiges dans les 2 plaques.

Pour les plaques du centre il existe 6 fentes visibles aux bords de la carrosserie entre les roues AV et AR. Très pratiques on insère une feuille d’alu repliée en deux de par exemple 4x4cm x 2 qui soutient alors le bord des plaques centrales.  Celles-ci étant alors tenues en avant par une traverse alu (liens en plastique) ces 4 soutiens de côté et deux rangées de vis 3×16 (5 vis en tout). Derrière elle une plaque la prolonge sur environ 65cm avant de rejoindre la traverse arrière. Cette prolongation dispose des 2 soutiens latéraux restants sur les 6 disponibles avant de rejoindre la roue AR. Cette plaque prolongation est fixée aussi sur une plaque centrale percée de 7 trous, pièce d’origine (anti-écartement/rapprochement de la carrosserie) chevauchant le pot d’échappement. Les plaques centrales sont également fixées sur leur arrière sur cette plaque centrale à 7 trous, qui n’est pas centrée dans l’axe de la voiture.

Vue depuis l’avant vers l’arrière, sans carénage, avec un carénage central, et avec carénages avant et central:

Vue de l’arrière vers l’avant:

Le dessous arrière avant carénage et après, dernière version avec la partie transversale fixe et les deux plaques longitudinale qui coulissent dessus. De plus une des plaques a été rigidifiée par une petite cornière en alu, en 3 mm le polypropylène alvéolaire n’est pas assez rigide sur un telle longueur:

Les 6 pattes de soutien sur les côtés:

 Il faut bien sûr se méfier des sources de chaleur. Pot d’échappement et catalyseur. Bien fixer les plaques pour qu’elles ne puissent jamais entrer en contact avec une source chaude. Au moins 1 à 2 cm d’air. L’air doit circuler pour éviter une poche de surchauffe qui peut être très dangereuse. Si on observe attentivement le dessous de châssis d’origine, on constate qu’il y a une dissymétrie concernant la circulation de l’air le long du pot d’échappement. Sur le côté qui précède la partie du pot qui tourne d’abord à 90° puis rejoint l’arrière, le châssis laisse passer plus d’air. Ceci afin d’éviter que le réservoir soit surchauffé par la proximité du pot qui le longe perpendiculairement à l’axe du véhicule. L’autre moitié du réservoir n’est pas à proximité de ce pot.

Photo cliquable des 8 pièces de carénages de dessous après une bonne année d’utilisation et nettoyage L’arrière a été revu depuis et englobe plus le pot de détente:

On voit bien les 2 traverses en alu ainsi que les découpes pour passages de roues AV, suspension arrière, ligne d’échappement. Ici le carénage au-dessous du réservoir du carburant est valable en mode 100%ev. En mode thermique il doit trop limiter la circulation de l’air chaud. Prudence à cet endroit.

Je ne dispose, hélas, d’aucune soufflerie. Il y a en effet des modifications dont les conséquences ne sont pas forcément positives. Par exemple de série il y a juste devant les roues de petits déflecteurs. A l’avant leur rôle est de limiter la quantité d’air qui doit « survoler » le gouffre situé derrière la roue et qui est nécessaire pour pouvoir braquer. Mais les traces laissées par la boue sur les carénages horizontaux à cet endroit montrent que l’air est très dévié, à mon avis trop. On gagne d’un côté et on perd d’un autre. D’autant plus qu’après avoir été dévié cet air se retrouve en surpression et va revenir à la pression atmosphérique plus loin, mais sans être guidé. Pour l’instant j’ai retiré ces déflecteurs et préféré guider au maximum les filets d’air, y compris au niveau des triangles inférieurs de suspension ce qui explique la découpe particulière à cet endroit.

Globalement le carénage du dessous va accélérer l’air sous la voiture (en fait ne va plus le freiner autant) et on devrait retrouver plus d’air à la sortie sous le pare-choc arrière. La forme de la grande zone turbulente qui est derrière la voiture devrait être modifiée et être globalement moins perturbée dans sa partie inférieure. Cette grande zone turbulente devrait donc être plus petite. Ceci expliquerait le gain en Cx. Tout carénage a des impacts locaux, là où il est, et derrière lui. Le blocage de grille avant a des conséquences sur le carénage de dessous de châssis. En présence de blocage de grille, le carénage de dessous reçoit moins d’air. Il y a donc moins de surpression sur l’avant et donc moins de vitesse d’air ensuite.

Les carénages peuvent avoir un impact sur les forces verticales. Bloquer la grille frontale va diminuer le soulèvement car moins d’air va re-sortir sous le châssis. Dévier l’air devant les roues peut aussi diminuer le soulèvement, il y a en effet une nette surpression devant les pneus, un peu en forme de coin au niveau du sol assez large, une vingtaine de centimètres, 4 fois, une par roue. Ajouter un carénage de dessous va accélérer l’air au centre du véhicule. Il va se produire moins de force verticale de soulèvement (La quantité d’air ne changeant presque pas, s’il va plus vite, sa pression va forcément baisser ce qui diminue la force de soulèvement sous le châssis.). Ces forces peuvent avoir un impact sur la stabilité directionnelle sur route et peut être un peu sur la distance de freinage.

Il reste pas mal d’améliorations possibles: déflecteur derrière les roues guidant l’air pour l’aider à revenir à la pression normale sans turbulence. Ceci est fait de série au niveau des roues AR, sur une faible hauteur toutefois. Mais que se passe-t-il quand on a un vent latéral ? Petits carénages au niveau des amortisseurs AR qui dépassent des carénages de dessous de châssis. Sur la carrosserie boucher toutes les fentes, surtout celles qui sont en travers de la circulation d’air (jonction toit-hayon). Améliorer l’écoulement au niveau des montants des vitres latérales. Améliorer l’écoulement au niveau des essuie-glace, quand ils sont au repos. Guider l’air à la sortie du pot de détente arrière (il descend trop bas). Guider mieux l’air au niveau des poignées de portières. Prolonger le béquet arrière supérieur jusqu’au pare-choc… Améliorer l’écoulement de l’air au niveau des passages de roues AV source de beaucoup de turbulences de forme complexe (Vortex). Je pensais réduire l’espace entre carrosserie et pneu sur la partie supérieure du pneu, là où il est le plus éloigné du plan de la carrosserie. A l’inverse dans sa partie inférieure le pneu est en saillie. Fixer un mini miroir sur le rétroviseur gauche quand il est replié ? plus un miroir juste contre la vitre latérale, à l’intérieur et mettre une caméra AR…etc…