BeamNG.Drive, simulation du HDJ80 avec boite de transfert configurable.

[olivier80]

BeamNG.Drive est un jeu de simulation de voitures. Il n'a pas d'autres pareils car il est capable de réaliser des simulations ultra réalistes, notamment en tout terrain, en tenant compte par exemple des pressions de gonflage (on voit les pneus se déformer) et par exemple des différents types de différentiels.

Il existe une "mod" qui permet de simuler le HDJ80. Mais la boite de transfert ne correspond pas à la réalité car c'est une version 4WD part time, (donc sans différentiel, avec les positions 4L, 2H, 4H). Alors que le HDJ80 est équipé d'une boite de transfert AWD avec différentiel verrouillable (positions L et H et commande de verrouillage).

J'ai donc réalisé une boite de transfert, qui permet :

- d'avoir un différentiel central verrouillable, comme sur le vrai HDJ80.
- de changer les rapports de transmission pour les positions low et high (1:1 et 2.49 par défaut).
- d'avoir une commande double "twinstick".

Une boite de transfert "twinstick" permet de désaccoupler l'arbre de transmission avant, ou l'arbre arrière. Elle permet donc de passer en propulsion arrière, traction avant, ou 4x4 à loisir, ce qui dans certains cas peut être utile.

Voici la commande de la boite de transfert, visible en bas à droite.

Un bouton pour chaque différentiel, un bouton pour l'arbre avant, un pour l'arbre arrière, et le bouton low / high.

capture.png

Je vais essayer d'ajouter la possibilité de changer le différentiel central pour un LSD réglable (répartition avant / arrière, précharge, etc). Cela permettra de simuler le 24s avec son différentiel central à visco-coupleur.

A noter qu'il est possible sur le HDJ80 simulé de changer les rapports de ponts et le type de différentiel sur les ponts avant et arrière (et tout un tas de choses, puissance moteur, réglages de suspension, freinage, etc...

Outre l'aspect ludique, c'est très intéressant pour tester diverses configurations de différentiels.

Sur la simulation d'un Patrol Y61 par exemple, qui dispose d'un "traction control" électronique, j'ai pu comparer son efficacité par rapport au verrouillage physique des différentiels. Gros plus pour le verrouillage physique en franchissement

[clost]

C'est sympa ça

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Voila, implémentation d'un différentiel central LSD verrouillable, avec les réglages suivants :

• répartition avant / arrière

• FLR (augmentation du verrouillage en fonction du couple moteur)

• RLR (augmentation du verrouillage en fonction du couple de freinage)

• Couple de précharge (en N.m)

capture.png

Il fonctionne parfaitement.

Il me reste à faire un différentiel central à visco-coupleur. C'est pas évident parce que la documentation de BeamNG est spartiate et non mise à jour...

J'essaierai de faire quelques vidéo de simulation, c'est très instructif de voir la réaction des différents diffs en fonction du terrain.

[olivier80]

Voilà, différentiel VLSD (opendiff à visco-coupleur) :

capture VLSD.png

On peut donc choisir le diff central parmi ces trois types :

• ouvert avec verrouillage

• glissement limité (LSD), avec verrouillage et configurable

• glissement limité à visco-coupleur (VLSD), avec verrouillage et configurable

Le diff à visco-coupleur est très simple à configurer, le coefficient de couple différentiel croisé définit le couple de verrouillage en fonction de la vitesse de rotation en radians par seconde.

Par exemple, si il est réglé sur 50, et que la vitesse de rotation différentielle est de 6.28 rad/s (soit un tour par seconde) le visco produira un couple de verrouillage égale à 314 N.m. Plus on augmente ce paramètre, et plus le verrouillage est rapide et puissant si il y a glissement entre le pont avant et le pont arrière.

Le deuxième paramètre est le couple différentiel maxi en N.m, c'est à dire le verrouillage maximum que le visco peut produire lorsque la vitesse différentielle augmente. La simulation montre qu'il faut environ 500 N.m pour du franchissement hard en conservant un peu de souplesse. Je ne suis pas certain que le visco du 24S atteigne ou dépasse cette valeur, surtout à chaud. Un document que j'ai trouvé sur des viscos de ce type semble indiquer environ 300 N.m maxi à froid.

Donc le blocage central conserve probablement son intérêt même avec le visco. Et je le vérifie en simulation.

NB : Sauf erreur de ma part, étant donné le couple disponible de 380 N.m en longues sur un HDJ80, en vitesses courtes, avec un rapport de 1:2.49, le couple disponible serait de 380 x 2.49 = 946 N.m, quand même...

C'est très intéressant de comparer le fonctionnement d'un LSD et d'un VLSD sur divers terrains.

[olivier80]

J'ai modifié la fenêtre de réglage du différentiel LSD central pour utiliser la notation TBR.

D'origine BeamNG utilise la notation en pourcentage de la puissance moteur additionnée sur le coté le plus tracteur pour caractériser la force de verrouillage. Ce n'est pas une notation très courante, la notation Torque Bias Ratio (TBR) est plus courante et plus parlante.

Il est possible de passer de la notation pourcentage à la notation TBR avec les formules suivantes :

TBR = (1+(p/100))/(1-(p/100))

pourcentage = 100 * (TBR - 1) / (TBR + 1)

Par exemple un TBR de 1.5:1 est égal à un pourcentage de 20% (20% = 0.2, on peut donc aussi noter 1.2:0.8 car 1.2 / 0.8 = 1.5 )

La correspondance entre les deux en image :

Pourcentage vs TBR.png

Le Torque Bias Ratio (TBR) représente le rapport maximum de couple que le différentiel est capable de reporter entre le coté faible adhérence et le coté forte adhérence.

Par exemple avec un TBR de 4:1, si le pont le moins tracteur ne peut transmettre que 100 N.m de couple et que l'autre pont est sur une surface nettement plus adhérente, le différentiel pourra y délivrer 400 N.m de couple (à condition que le moteur soit capable de délivrer 500 N.m, hors pertes, ce qui normalement est toujours largement possible en courtes).

Alors qu'avec un différentiel ouvert, chaque pont recevrait la plus faible des deux valeurs soit 100 N.m.

Il y a deux valeurs de TBR réglables, le Power TBR, et le Coast TBR. Cela permet de simuler des différentiels LSD à embrayages qui peuvent avoir un TBR différent selon le sens de l'effort.

Le Power TBR est le TBR lorsque le moteur délivre de la puissance.
Le Coast TBR est le TBR lors du frein moteur.

NB : Les différentiels Torsen ont le même TBR quelque soit le sens de l'effort.

Le Coast TBR permet de reporter de la force de freinage moteur sur l'essieu le plus adhérent.

Si les deux valeurs sont identiques, on parle de différentiel two way. Donc par exemple un Torsen est un Two Way.
Si le Coast TBR est égale à 1:1, on parle de différentiel one way, il agit comme un différentiel ouvert lors des phases de frein moteur.
Un différentiel 1.5 way, entre les deux cas précédents, aura un Coast TBR plus faible que le Power TBR.

Les différentiels LSD sont soit à embrayage, soit à engrenages.

Ceux à embrayages sont plus polyvalent parce que ajustables et si besoin asymétriques (Power TBR différent du Coast TBR), mais ils ont un TBR plus faible, généralement au maximum de 2:1.

C'est pourquoi ils ont souvent une précharge (ce n'est pas obligatoire) qui permet d'augmenter le couple de verrouillage d'une valeur fixe et permanente, par exemple 50 N.m.

Ceux à engrenages permettent, outre une durée de vie plus grande, d'avoir un TBR beaucoup plus élevé, de 4:1 voir plus. Ils n'ont pas de précharge significative par construction. Ils ne sont pas réglables par contre. Les engrenages sont taillés en fonction des caractéristiques désirées une fois pour toutes.

Enfin, pour un différentiel central non piloté, il y a la notion importante de répartition statique du couple entre l'avant et l'arrière. C'est le réglage "Torque to Rear". Ce réglage (qui nécessite un changement de différentiel dans la réalité), permet d'avoir plus ou moins de couple sur l'avant ou l'arrière, en fonction du comportement routier désiré.

NB : un différentiel à glissement limité ne dispense pas toujours d'un verrouillage !! En franchissement extrême, le verrouillage est souvent plus efficace (pas toujours, parfois la souplesse d'un LSD ou d'un VLSD permet d'améliorer la motricité, surtout si le véhicule n'a pas de contrôle de traction électronique).

capture LSDvTBR.png

[clost]

Le glissement limité (pont arrière de certaines versions sans les blocs)"décroche" en effet si l'effort est trop important. C'est pour ça qu'on le pilote à l'accélérateur, afin de le raccrocher jusqu'à ce qu'il décroche à nouveau, etc.

[olivier80]

Le glissement limité (pont arrière de certaines versions sans les blocs)"décroche" en effet si l'effort est trop important.

Parce que c'est un probablement un LSD simplifié, un diff classique sur lequel est rajouté un simple embrayage avec une précharge. Donc une fois le couple de la précharge atteint, il glisse. Un LSD complet avec une commande dynamique de l'embrayage, ou un LSD à engrenage (ou un VLSD) ne doivent pas poser ce problème, sauf qu'ils sont toujours plus ou moins limités en couple de verrouillage par rapport à un blocage.

Tu connais le type de diff sur ces modèles ?

[clost]

Ils sont à disques et un réglage interne est possible pour les rendre plus au moins accrocheur. Je ne saurai pas t'en dire plus.

Un sujet intéressant :
https://forum.ih8mud.com/threads/80-ser ... 689/page-2

[olivier80]

Ils sont à disques

Ok je pense que c'est un différentiel classique sur lequel est ajouté un embrayage à disques avec un réglage de précharge. La précharge est la pression entre les disques qui produit un verrouillage dont la valeur en N.m est fixe.

Au delà de cette valeur, le différentiel commence à glisser.

Sur un LSD à embrayage complet, il y a en plus un système de cames qui permettent d'augmenter le couple de verrouillage (la pression entre les disques) en fonction de l'effort, selon sa direction et son intensité. Selon les différentiels, ces cames fonctionnent dans un seul sens (accélération), ou dans les deux sens (accélération et freinage), avec des rapports de couple de verrouillage (le TBR) éventuellement réglables dans chaque sens.

Ce verrouillage dynamique en fonction de l'effort moteur peut aussi être assuré par un jeu de pignon plutôt que des disques d'embrayages avec des cames. C'est le cas par exemple dans un Torsen.

Dans un LSD complet, qu'il soit à disques ou à engrenages, le verrouillage augmente à mesure que l'effort moteur augmente.

Dans un VLSD (différentiel à visco-coupleur), il augmente lorsque la vitesse différentielle entre les roues ou les ponts augmente.

Ensuite il y a quelques subtilités et différences selon le type de différentiel, principalement lorsqu'une des roues (pour un diff avant ou arrière) ou un des ponts (pour un diff central) est complètement dans le vide. Le rapport de couple TBR indique que la roue la plus motrice devrait fournir un effort par exemple 3 fois plus important que la roue la moins motrice, mais si le couple de la roue la moins motrice est égal à zéro, zéro multiplié par 3 = zéro ! Donc sans précharge ou sans visco-coupleur, une roue ou un pont dans le vide signifie pas de couple de l'autre coté.
D'où l'intérêt de conserver des blocages manuels surtout avec des Torsens et encore plus avec des différentiels ouverts.

Par exemple un Torsen, qui n'a pas de précharge par construction, ne sera pas capable d'envoyer du couple sur une roue si l'autre est dans le vide, contrairement à un visco ou à un LSD avec précharge. Dans tous les cas les blocages manuels permettent de retrouver un verrouillage total et sont parfois les bienvenus en franchissement, même pour un véhicule avec des LSD partout (vérifié en simulation, avec un HDJ80 équipé de trois LSD).

[clost]

Intéressant.
Pour préciser sur le torsen, dont j'ai maintenant une (petite) expérience puisque mes 2 ponts en sont équipés, on modifie la répartition quand une roue est en l'air par un (léger) appui sur le frein. C'est très très efficace et étonnant d'efficacité. C'est l'ami @Syche qui m'a appris cette manip.