Revisited suspension and geometry

Cet article initialement écrit en Anglais pour les membres du forum du Montecarlo Consortium est ici passé en Français en bleu dans le texte.

This article describes the modification undertaken in order to improve tyre wear, scrub radius, roll center height and roll. The second order of the alteration is the increase of the braking capacity.

Initially I would describe the modifications in several steps but finally I have written all the modifications. Coming back to some parts several times because I did not see all on the first step founding out some constraints or improvements to bring, the description is not so straight forward. Many photos help to see and understand what it was done. Don't hesitate to click on to zoom out. 

 The results are encouraging specially the behavior and the feeling of driving confirmed by the lap time on track with an intermediate version.

Cet article décrit les modifications entreprises de manière à améliorer l'usure des pneus, le déport au sol, la hauteur du centre de roulis. Le second ordre des modifications est l'augmentation de la capacité de freinage.

Initialement je voulais décrire les modifications en plusieurs étapes mais finalement j'ai écrit tout d'un seul coup. Je suis revenu sur certaines parties parce que je n'avais pas tout vu dans un premier temps découvrant des contraintes ou des améliorations à apporter, la description n'est donc pas si directe.

 Beaucoup de photos vous aideront à comprendre ce qui a été fait. N'hésitez pas à cliquer dessus pour les agrandir.

Les résultats sont plus qu'encourageant surtout le comportement et la sensation de conduite confirmés par le temps au tour sur circuit avec une version intermédiaire.

1.      Introduction. 3

2.      Tyres and geometry/Pneus et géometrie. 3

3.      Rims/jantes. 6

4.      Mac Pherson struts/Jambes de force Mc Pherson. 7

5.      Track/voie. 8

6.      KPI (king pin inclination)/Angle de pivot 10

7.      Caster/Chasse

8.      Camber/Carrossage 11

9.   Tie rod and TCA (A-Arm)/Tirant de chasse et bras de suspension

10.   The anti-roll bar fixation points/Points de fixation de la BAR. 15

11.   Stiffness and ride frequency/Raideur et fréquence. 16

12.   The upper strut mount (strut plates)/Montant supérieur 17

13.   The brakes improvement/Amélioration des freins 19

14.   The obtained results: geometry/Les résultats obtenus: gémométrie. 20

15.   The obtained results: feeling and measures/ Ressenti et mesures. 21

16.   Conclusion. 23

1.   Introduction

Still with the willingness to modernize the Montecarlo I decided to undertake a quite big modification on the car. So I will share my ideas with you.

My today concern is about the geometry and parameters concerning handling. Because all parameters are linked together I would try to be clear separating topics.

I summarise here the features of the version 2012 of my S2:

Toujours avec l'envie de moderniser la Montecarlo j'ai décidé d'entrependre une assez grosse modification. Je vais partager mes idées avec vous.
Mon point aujourd'hui est la géométrie et les paramètres concernant la tenue de route. Parce que tous les paramètres sont liés j'ai voulu être clair en séparant les sujets.
Ici sont résumées les caractéristiques de la version 2012 de ma S2:

•          X1/9 hubs (front)/Porte moyeu de X1/9 (avant)
•          257 mm discs (x4)/Disques de 257 mm x 4
•          5 mm spacers between hub and disc (to clear disc)/Entretoise de 5mm entre moyeu et disque
•          15 mm spacers between disc and rims (to clear calipers)/Entretoise de 15mm entre disque et jantes (pour passer les étriers)
•          Original 14” rims/Jantes d'origine 14 pouces
•          Front tie rod attachment lowered by 40 mm (anti dive)/Montant avant du tirant de chasse baissé de 40 mm (anti-plongée)
•          Rear cross member upper by 20 mm (anti squat)/Palier avant de traverse arrière relevé de 20 mm (anti-cabrage)
•          Spring lowered by 25 mm/Ressorts courts -25mm
•          Steering rack : 2.3 turns lock to lock/Crémaillère directe: 2.3 tours de buttée en buttée

The chassis engineering is more complex that we could imagine and all starts from the tyres…
L'ingénierie chassis est plus complexe que l'on pourrait imaginer et tout part des pneus...

2.   Tyres and geometry

My observation on track is that the 185 60 14 tyres suffer a lot, and because my engine develops about 160HP (and can be increased in the future) I think I can go to 195 without penalty on the tractability but gain power cornering and decrease wear.

Because this size does not exist in 14” I planned to use 195 50 15. So the circumference remains the same I have so far. Furthermore the price of the tyre is almost the same than the previous ones.

The rim change for 15” allows using 284 mm brake discs instead of 257 mm so far. The brake pads wear observation and the consequence on the brake calipers and discs choice will be treated later in this paper.

The rim change allows also choosing another ET (offset) and this is fundamental… 

J'ai observé sur piste que les 185 60 14 souffraient beaucoup et parce que mon moteur développe environ 160 ch je pense que passer en 195 ne pénalisera pas la motricité mais apportera un gain en virage et limitera l'usure.
Parce que cette taille n'existe pas en 14 pouces j'ai prévu de passer en 195 50 15. Donc la circonférence reste identique à ce que j'avais. De plus le prix du pneu est a peu près le même que le précédent.
Le changement de jante pour du 15 pouces permet de monter des disques de 284 mm au lieu des 257 mm actuels. L'observation de la forme de l'usure des plaquettes et la conséquence sur le choix des étriers et disques sera traité plus tard dans cet article.
Le changement de jantes permet aussi de choisir un autre ET (déport) et ceci est fondamental...

After reading the Randdle Engineering report about the Montecarlo that Chad (former head of Monte Hospital) gave me and other books and publications about the subject, I learnt that the anti-geometries, the camber adjustment, the lowering of the car etc. where well understood by Monte Hospital and my car beneficiate of all these improvements: anti-diving kit, anti-squat rear cross member, lower and stiffer springs and stiffer bushes.

I thank Chad for that.

Après lecture du rapport de Randdle Engineering sur la Montecarlo que Chad (ancien propriétaire de Monte Hospital) m'a donné et d'autres livres à propos du sujet, j'ai appris que les anti-géométries, l'ajustement de carrossage, l'abaissement de la voiture etc. étaient bien comprises par Monte Hospital et ma voiture bénéficie the toutes ces améliorations: anti-plongée, traverse arrière anti-cabrage, ressorts courts et plus raides et les paliers plus durs.

Je remercie Chad pour tout ça.

I also modified the anti-roll bars in order to get less roll than the original system.

I thought I had 2 points to improve concerning geometry: the SR (scrub radius/ground offset) and the RCH (roll centre height). I have also one point to improve concerning handling: decrease the roll of the car.

J'ai aussi modifié the barres anti-rouli de façon à obtenir moins de roulis qu'avec le sytème original.
J'ai pensé que j'avais 2 points à améliorer concernant la géométrie: le déport au sol (le terme "scrub radius", rayon de frottement me parait plus parlant) et la hauteur du centre de roulis. J'ai aussi un autre point concernant la tenue de route: diminuer le roulis.

Scrub Radius on a Montecarlo

In order to see what I have to do and to avoid the “cut and weld” practice… I used equations and definitions and developed a program calculating the angles, dimensions and values I am interested in (KPI, Caster, SR, rim backspace, track, RCH, disc offset, clearances, stiffness…). I started from the actual dimensions I have on my S2 and “add” the different components in order to see “what happens” and get the calculated figures. I can say that many calculated values are the same once measured on the car.

Pour me permettre de voir ce que j'avais à faire et éviter la pratique "coupe-soude"... j'ai utilisé des équations et des définitions puis développé un programme de calcul d'angles, dimensions et valeurs utiles (Pivot, chasse, SR, jeu à la jante, voie, RCH, déport du disque, jeux, raideurs...).
Je suis parti des valeurs réelles des dimensions de ma S2 et j'ai "ajouté" les différentes composantes pour voir ce qui arrivait et obtenir des chiffres calculés. Je peux dire que beaucoup de valeurs calculées sont identiques à la mesure sur l'auto.

Excel snapshot of the calculated parameters

Up to now, my configuration (allowing the big brake conversion with S2 14” rims) gave me a SR of 48 mm (very big), a RCH of about 64 mm and a track of 1452 mm at front side. The RCH at rear is about 50 mm, the track being 1496 mm. I determined this by calculation and verification done also with a simulator (Suspension Analyzer 2.4 from Perf Trends).

Jusqu'à présent ma configuration (permettant d'embarquer les gros freins avec mes jantes de S2) donnait un SR de 48 mm (très grand), un RCH d'environ 64 mm et une voie de 1452 mm à l'avant. Le RCH à l'arrière est environ de 50 mm, la voie étant de 1496 mm. J'ai déterminé ceci par calcul et je l'ai vérifié avec un simulateur  (Suspension Analyzer 2.4  de Perf Trends).

3.   Rims

I want to use 15” x 6” rims (not 7” even more aesthetic…) because the tyres manufacturers recommend this size for 195 tyres. In addition it is lighter (un-sprung mass issue).

Greater is the ET greater is the possibility to reduce SR because the rim can “come in”. But you have to consider the clearance between the tyre and the spring. It is an issue at the front axle.

The ET will be 35 in order to have the possibility to play with a spacer between rim and disc in order to reduce the SR to the minimum I can.  The spacer could be 0 to 15 mm thick depending on other parameters. The rim is Compomotive MO1563.

J'ai choisi des jantes en 15 par 6 pouces (pas 7 pouces même si plus esthétique...) car les fabricants de pneus recommandent cette taille pour des pneus 195. De plus elles sont plus légères (question de poids non-suspendu).
Plus grand est l'ET plus grande est la possibilité de réduire le SR car la jante "rentre". Mais vous devez considérer le jeu entre le pneu et le ressort. C'est un problème à l'avant. l'ET est de 35 pour avoir la possibilité de jouer avec une entretoise entre la jante et le disque de manière à réduire le SR au minimum possible. L'entretoise pourrait varier de 0 à 15 mm d'épaisseur en fonction d'autres paramètres. Le type de jante est une Compomotive MO1563.

ET of a rim

The car with 15" rims

4.   Mac Pherson struts

The backspace being a problem, I choose to use coil over struts with spring/perch of 82mm ED (2.25” ID spring) in order to get enough clearance between tyre and spring. Furthermore the ride height is adjustable to get a lower CoG and lower RCH.

Because I can choose the spring rate I can have higher wheel frequency at rear than in front (not the case of original setup) and I will increase the rate/stiffness reducing roll that I find too much at the moment (even using 2 antiroll bars stiffer than OE). See related paragraph about stiffness and ride frequency.

L'espace entre le moyeu et le bord de la jante est un problème, j'ai choisi des combinés filetés avec des ressorts/coupelles de 82 mm (2.25" dia int) de façon à avoir suffisamment de jeu entre le pneu et le ressort. De plus la hauteur de caisse est ajustable pour obtenir un Centre de Gravité et un RCH plus bas.

Parce que je peux choisir la raideur du ressort je peux obtenir une fréquence plus élevée à l'arrière qu'à l'avant (ce qui n'est pas le cas à l'origine) et je peux durcir les ressorts pour réduire le roulis que je trouve trop important (même en utilisant 2 barres antiroulis de raideur plus grande que les originales). Voir le paragraphe consacré à la raideur et à la fréquence.

5.   Track

Because the greater ET reduces the track even if the tyre clearance is enough I still use spacers (15mm) in a first step to compensate ET (version 1).

But I made a TCA (track control arm) as you find in the Gp4 specification. So the arm can/will be longer (up to 20mm) and I could supress spacers in a second version (version 2).

With this future set up I need also to change the track rods (steering) for longer ones. The track rods are already revisited with Spherical Bearing (SB in the following pages) and have a threaded part allowing being longer. In addition they can be adjusted in height if necessary (rack height/ride height issue).

The anti-roll bar would be revisited too, in a first step only a modification of the existing one is planned. See dedicated paragraph.

The top mount point has to be moved also, see KPI paragraph.

The TCA with SB would give precision since there is no deformation of the bushes.

To summarize I want to get larger upper mount and lower ball joint of the strut.

Parce que le ET plus grand réduit la voie et même si le jeu au pneu est suffisant j'utilise toujours les entretoises de 15 mm dans un premier temps pour compenser cet ET (version 1).

Mais j'ai fait réaliser un bras inférieur comme on le trouve dans la feuille d'homologation Gp4. Ainsi le bras peut être allongé de 20 mm et je pourrais supprimer l'entretoise dans une seconde version (version 2).

Avec cette configuration future j'ai aussi besoin de changer les biellettes de direction pour des plus longues. Ces biellettes sont aussi revues avec des rotules et ont une partie filetée permettant d'être allongées. De plus elles peuvent être ajustées en hauteur si nécessaire (problème de hauteur de crémaillère/hauteur de caisse).

La barre antiroulis devra être aussi revue, dans un premier temps seulement une modification de l'existant est prévu. Voir paragraphe dédié.

Le montant haut doit aussi être déplacé, voir the paragraphe KPI.

Le triangle avec rotules devrait apporter de la précision puisque il n'y a plus de déformation de palier souple.

Pour résumer je veux obtenir un montant supérieur et une rotule inférieure de la suspension Mc Pherson plus larges.

Gp4 TCA

The TCA kit

The TCA on the car

New steering track rod

6.   KPI (king pin inclination)

If I move only the track (low ball joint position) I will modify the KPI and the camber. I don’t want to increase KPI because this causes a larger modification of the camber during steering (loss of camber: greater KPI greater loss). In reality I would like to reduce it.

So the solution is also to move the top strut but you need movable parts for that.
Si je modifie seulement la voie (rotule inférieure du porte moyeu) je vais modifier l'angle de pivot et le carrossage. Je ne veux pas accroitre le pivot car ceci entraine une grande modification du carrossage en tournant la direction (perte de carrossage: plus grand est le pivot plus grande est la perte). En réalité je voudrais le réduire.
Donc la solution consiste en déplaçant aussi le haut de l'amortisseur mais il faut des pièces mobiles pour ça.

Influence of KPI on the camber vs steering angle.  Ex: for 20° steering angle, camber loss is 1° with 16° KPI and only 0.6 with 10° KPI. Loss for both wheels.

7.   Caster

The first idea is to let it as it is but the caster bringing also camber modification (loss of camber for the inner wheel, gain for the outer) during steering. The possibility to reduce it is may be a good think. Based on modern cars values this reinforces my idea. So the top strut plate will be also movable in this direction.

So I plan to have all parameters adjustable in order to get the best result.

La première idée est de laisser tel quel cet angle mais la chasse apporte aussi des modifications de carrossage (perte de carrossage pour la roue intérieure, gain pour l'extérieure) en fonction de la direction. Les valeurs que l'on trouve sur les voitures modernes renforcent mon idée. Donc les platines supérieures devront aussi de déplacer dans cet axe.

En fait je prévois d'avoir tous les paramètres ajustables de façon à obtenir le meilleur résultat.

Influence of the caster on the camber vs steering angle.  Ex: for 20° steering angle, camber loss/gain is -2° with 6° caster camber loss/gain is 1° with 3° caster. Camber gain for the external wheel, loss for the inner one.

8.   Camber

I keep the system I am using: eccentric at the base of the strut in order to play only with camber (almost…) not with KPI angle which affects camber and…KPI.
Je garde le système utilisé: un excentrique à la base de la jambe de force de manière à jouer seulement sur le carrossage (presque..) et pas sur l'angle de pivot qui affecte le carrossage et le...pivot.

9.   Tie rod and TCA (A-Arm)

The whole front “lower A-arm” is revisited. In effect not only the TCA is derivate from Gp4 specification. The tie rod is also mounted with SB. The first idea was to copy the system shown but the clevises at front gives a rotation axis not in the axis of the rear pivot of the TCA (in the original system the axis is even more shifted).
L'ensemble du triangle inférieur est revu. En effet non seulement le bras est dérivé du modèle Gp4. Le tirant de chasse est aussi monté sur rotule. La première idée était de recopier le système vu mais la chape à l'avant donne un  axe de rotation qui n'est pas dans l'axe du pivot arrière du bras (dans le système d'origine l'axe est encore plus décalé).

The different axis. Intersection on the green one

So I measured the intersection of both axis and instead to change the tie rod length and the clevises attachment point using the original mounts, I made a new part used as a mounting bracket, anti-diving with the correct intersection axis. 3 in 1! The solution is lighter and will be checked time to time if it is strong enough.
Ainsi j'ai mesuré l'intersection des deux axes et à la place de changer la longueur du tirant et le point de fixation des chapes en utilisant le montant d'origine, j'ai réalisé une pièce nouvelle comme montant, anti-plongée et avec la bonne intersection. 3 en 1! LA solution est plus légère et sera vérifiée de temps en temps pour sa robustesse.

Later I made another modification of the tie rod. In effect I found that if I removed the anti-roll bar the TCA can rotate because the rear SB of the tie rod and its own SB. So I supressed this rotation simply using washers between the SB, the TCA and the bracket. In fact if I had to redo the part I would not use a SB but only a simple flat part (like the original tie rod).

At this point I have a true A-arm (triangle) articulated in two points: the SB of the TCA and the front SB of the tie rod.
Plus tard j'ai fait une autre modification du tirant. J'ai trouvé que si je levais la barre antiroulis le bras pouvait tourner sur son axe longitudinal à cause de la rotule arrière du tirant et de sa propre rotule. J'ai donc supprimé cette rotation en simplement intercalant des rondelles entre la rotule le bras et la bride. Si j'avais à refaire la pièce je n'utiliserai pas de rotule mais un simple plat (comme le triant d'origine).

Taking into account Chad’s recommendation I made stronger the front mounting bracket (13 Oct 2013). The “tail” I welded combats the moment applied to the bracket by the tie rod suffering from all the deceleration forces.
Prenant en compte les conseils de Chad j'ai un montant avant plus costaud. La "queue" que j'ai soudée s'oppose au moment appliqué au montant par le tirant soumis à toutes les forces de décélération.

The first solution using clevises

Front side with clevises fixed on the original mounting bracket

Rear side

Determine the right intersection. Rear axis projection: simple tube dia 10mm

Front intersection

Point of intersection of the two axes

The new front mounting bracket kit

Painted

On board: no more clevises, anti-diving multiple point.

Rear side with plates/washers to avoid TCA rotation

Stronger mount to avoid torque due to tie rod

The rear bolt uses the same strong point than the anti-dive kit from MH

10.   The anti-roll bar fixation points

The larger TCA makes the fixation points of the bar different as the original ones. I have made a new fixation point to take into account this difference. It is a little bit quick solution but it seems working.

In fact it is a sort of “shifter” the bottom is the TCA shifted position (15mm), the top being the former ARB position. I think I need to reinforce the mount welding a bit between top and bottom parts.

I have not enough experience to say it works well…

Les bras élargis font que les points de fixation de la barre antiroulis sont différents des originaux. J'ai réalisé des pièces qui tiennent en compte cette différence. C'est une solution un peu rapide mais qui semble fonctionner.

En fait il s'agit d'une sorte de "décaleur", le dessous étant la position du gras décalée de 15mm, le dessus &tant la position préalable de la barre antiroulis. Je pense avoir besoin de renforcer ce support en soudant un bout entre le haut et le bas de la pièce.

Je n'ai pas de recul suffisant pour dire que ça marche bien...

11.   Stiffness and ride frequency

The ride frequency is the oscillating frequency of the car on the springs. Higher it is, higher the stiffness (lower the roll). Lower it is, better the tyres stay on the track for slow variation. So a compromise must be found…

On the original Montecarlo the front frequency is 1.6Hz and the rear frequency is 1.5Hz. Generally the ride frequency at rear is higher than the front one because the delay between the front and rear axle when the car bumps and because we want to “phase” both to avoid pitch.

With the stiffer springs I used the ride frequency was 1.8Hz at front and 1.7Hz at rear.

Reading some articles I finally chosen a ride frequency of 1.9Hz for front and 2.0Hz for rear. This is possible with spring rates of 3.58kg/mm (200 lbs/inch) and 5.37kg/mm (300 lbs/inch) front and rear respectively.

La fréquence d'oscillation de la voiture est celle de la caisse sur les ressorts. Plus elle est grande plus raide est la suspension (plus faible le roulis). Plus elle est faible plus les pneus restent sur la piste pour des variations lentes. Donc on doit trouver un compromis...

A l'origine la fréquence est de 1.6Hz pour l'avant et 1.5Hz à l'arrière. Généralement la fréquence à l'arrière est supérieure à celle de l'avant à cause du retard entre le train avant et arrière lorsque la voiture touche une bosse et parce que l'on veut mettre en phase les deux  trains pour éviter le tangage.

Avec les ressorts plus raides que j'utilisais, la fréquence à l'avant était de 1.8Hz et de 1.7Hz à l'arrière. Après lecture de quelques articles sur le sujet j'ai finalement opté pour une fréquence de 1.9Hz à l'avant et 2.0Hz pour l'arrière. Ceci est possible avec des raideurs de ressort de 3.58kg/mm (200 livres/pouce) et 5.37 kg/mm (300 livres/pouce) à l'avant et à l'arrière respectivement.

Same frequency: given lag

Higher rear frequency: Lag reduced

12.   The upper strut mount (strut plates)

The solution I developed is inspired from some examples I saw on the WEB. No wheel reinvented.

The idea was to use the actual towers but it is impossible because I wanted to get 20 mm for the transversal increase (KPI/Track) allowing gaining the same than the TCA allows and 10 mm for the longitudinal decrease (caster). So I modified the tower with a bigger central hole and enlarged the 3 original fixation points in order to get space around the springs.

The 20 mm give me the possibility to enlarge the track of 15 mm and remove the spacer to obtain a lower SR and reduce the KPI.

The SB is located at a height such as the top of the damper is at the same altitude than the original one. So all the dimensions of the different parts result from this condition.

The plates are laser cut limiting the cost because only lathe operation is necessary for the rest of the parts. The assembly is done with a vice (or a press).

The mounting on the car is “fingers in the nose” (sorry, a piece of cake)…
Je n'ai pas réinventé la roue, la solution est inspirée de quelques exemples vus sur le WEB.
L'idée était d'utiliser les chapelles telles quelles mais c'est impossible car je voulais obtenir 20 mm d'accroissement transversal (Pivot/voie) comme celui du bras inférieur. J'ai voulu obtenir aussi 10 mm de mouvement longitudinal (diminution de chasse). J'ai donc modifié les chapelles avec un trou central plus grand et écarté les trous de fixation d'origine de façon à laisser de la place autour des ressorts pour accéder aux vis.
Les 20 mm me donnent la possibilité d'augmenter la voie de seulement 15 mm et supprimer l'élargisseur pour obtenir un déport au sol plus faible et réduire aussi le pivot.
La rotule est placée à une hauteur telle que l'amortisseur est à la même altitude que l'original. Ainsi toutes les dimensions des diverses pièces résultent de cette condition.
Les platines sont faites par découpe laser pour limiter le coût seulement les autres pièces sont faites au tour. L'assemblage est fait avec un étau (ou une presse).
Le montage sur la voiture est "les doigts dans le nez"...

The cut of the tower

The kit...

Bottom

Assembly

Original position

Max external position

Max ext and caster reduced

Final touch...

13.   The brakes improvement

Because the rims give me the possibility to increase the discs diameter, I used 284mm discs at front axle and changed the calipers for the ones with different size of pistons (2x34.6 and 2x41.2) in order to reduce pads wear (HiSpec R114-4). The rear discs are still 257mm and the Tilton proportioning valve allows balancing the front-rear repartition at the correct value (position 6 instead of 3). The valve now is less limiting the pressure of the rear fluid circuit.

Parce que les jantes me donnent la possibilité de disques de plus gros diamètre, j'ai utilisé des disques de 284 mm à l'avant et j'ai changé les étriers pour ceux qui ont des tailles différentes de pistons (2x34.6 et 2x41.2) pour réduire l'usure des plaquettes (HiSpec R114-4). Les disques arrières restent en 257 mm et le limiteur de pression Tilton permet d'équilibrer la répartition avant/arrière correctement (position 6 au lieu de 3). Le limiteur maintenant limite moins la pression du circuit arrière.

The different size of the pistons (smaller for the “first” and larger for the “second”) helps to get less force on the upper part of the pads and compensate the tendency of taper wear (top down) that I observed in the past with “symmetrical” calipers. This because the wear is proportional to the applied force. However the total amount of the force is almost the same because the total area is almost the same than the symmetrical calipers (4x38.6). Hence the disc diameter being larger the difference of rotational speed is less between the inside and outside part of the pads so the tapered wear (internal-external) is less also.

The increase of braking power is about 10% at front considering the larger diameter. 

La différence de taille des pistons (plus petite pour le "premier" et plus grande pour le "second") permet d'obtenir moins de force sur le haut des plaquettes et compense la tendance à l'usure en coin (haut-bas) que j'ai observée par le passé avec les étriers "symétriques". Ceci parce que l'usure est proportionnelle à la force appliquée. Toutefois la force totale appliquée est quasi la même qu'avec les étriers symétriques (4x38.6). De plus avec le diamètre du disque plus large la différence de vitesse de rotation est moindre entre l'intérieur et l'extérieur des plaquettes ainsi l'usure en coin (interne-externe) est moindre aussi.

Front disc 284mm. with spacer 

Rear disc 257mm

14.   The obtained results: geometry

The table below shows the different versions. The calculated figures (mm) give a smaller scrub radius (even interesting at rear) and a roll centre height with a higher value at rear on the 2013 version. Now the second version is available I can beneficiate of a very light steering with small steering kick back.
La table ci-dessous montre les différentes versions. Les chiffres calculés (mm) donnent un déport au sol moindre (intéressant même à l'arrière) et le centre de roulis plus haut à l'arrière sur les versions 2013. Maintenant avec la version 2 je dispose d'une direction très légère avec un faible retour dans le volant.

	Front			Rear
	SR	RCH	Track	SR	RCH	Track
S1 Randle Engi data	28	125	1412	NA	70	1456
Version 2012 14”	48	64	1452	71	49	1496
Version 1 2013 15” with 20 mm spacer	32	42	1422	56	57	1466
Version  2 2013 15” with 5 mm spacer	20	41	1422	56	57	1466

Data of the Version 2

Concerning the rear axle I think to remove the spacer like at front but this implies to modify the A-arms. Let’s say it would be the Version 3 but in another year…
Concernant le train arrière je pense supprimer l'entretoise comme à l'avant mais ceci entraine de modifier les triangles. Disons que cela pourrait être une version 3 mais dans quelques temps...

15.   The obtained results: feeling and measures

The first step (begin of February 2013) was to try the system composed of:
La première étape (début février 2013) a consisté à essayer le système composé de:

•          14” original rims – 185 60 14 tyres/Jantes d’origine 14 pouces et pneus 185 60 14
•          257 mm discs (x4)/ Disques 257 mm (x4)
•          5 mm spacers between hub and disc (to clear disc)/Cale de 5 mm entre le moyeu et le disque (pour passer le disque)
•          15 mm spacers between disc and rim/Cale de 15 mm entre le disque et la jante.
•          TCA and tie rod with SB/Bras et tirant à rotules
•          New front mount ("3 in 1") for the tie rod/Support avant "3 en 1" pour le tirant de chasse
•          Steering rods OE/ Rotules de direction d’origine
•          AVO struts (200/300 springs, damping 3 turns/ 4turns)/Combinés AVO (ressorts 200/300 et amortissement de 3 et 4 tours)
•          Camber Front  Carrossage AV: -1° -1°
•          Camber Rear  Carrossage AR: -2.5° -2° (need struts modification done later) (nécessite une modification faite plus tard)

· 

·     This is the same geometry as original but the use of fulcrums without rubber in order to see what that brings and assess the robustness. SR still 48 mm.

Few trial because the weather, even surprised by snow falls (nightmare with Toyos). The system did not fail…

Ce montage conserve la géométrie originale mais l’utilisation de pivots sans caoutchouc permet de voir ce que ça apporte et de vérifier la robustesse. Le déport au sol est toujours de 48 mm.

Peu d’essai à cause du temps, même surpris par la neige (cauchemar avec les Toyos). Le système n’est pas tombé en panne…

The second step (mid of March 2013) - changes in bold:

La seconde étape (mi-mars 2013) - changement en gras:

•      15” Compomotive rims – 195 50 15 tyres / Jantes Compomotive en 15 pouces - pneus 195 50 15
•        284 mm discs front with new calipers 257mm discs rear / Disques de 284 mm à l’AV avec nouveaux étriers, disques 257 mm à l’AR.
•        5 +15 mm spacers between disc and rim front / cale de 5+15 mm entre le disque et la jante AV
   
•        TCA and tie rod with SB / Bras et tirant à rotules
•          New front mount for the tie rod/Support avant pour le tirant de chasse
•          Steering rods. New ones./Nouvelles rotules de direction
•          AVO struts (200/300 springs, damping 3 turns/ 4turns)/Combinés AVO (ressorts 200/300 et amortissement de 3 et 4 tours)
•          Camber Front: -1°45’ -1°45’
•          Camber Rear: -2° -2°

SR is now 32 mm. The steering is now lighter and it is very easy to manoeuvre and drive in the tight bends roads (I have my “special” stage…). It was a major defect I complained. The steering is also very precise and sharp.

The roll is reduced with the new coil springs. It was the second point I wanted to address.

After a track day end of March (wet conditions in the morning but dry in the afternoon) and about 110 km on track I found the pads are worn almost the same on top and bottom. So the new calipers are well the right solution.
Even if the track conditions were not ideal I can say that the braking is improved, the roll too and I found a new car easy to drive.
Second trial on track day in May. 170 km in a day. Same conclusion concerning the pads: no more this huge difference of wear. It is now quasi-balanced.
I took some video during this day. Thanks to the video I could get the lap’s time. My best time is now 1’08” instead of 1’10” (2km lap). So better cornering thanks to the tyres, easiness to drive, less roll, etc. give a difference on the chronometer.

Le déport au sol est maintenant de 32 mm. La direction est maintenant plus légère et il est  facile de manœuvrer et de conduire sur les routes serrées (j’ai ma « spéciale »).  C’était le défaut majeur dont je me plaignais. La direction est également précise et incisive.

Le roulis est réduit avec les nouveaux ressorts.  C’était le second point que je voulais adresser.Après un jour sur circuit fin mars (conditions de piste mouillée le matin mais sèche l’après-midi) et environ 110 km sur la piste, j’ai trouvé les plaquettes usées presque de la même valeur en haut et bas. Donc les nouveaux étriers sont bien la bonne solution.

Même si les conditions n’étaient pas idéales je peux dire que le freinage est amélioré, le roulis aussi et que j’ai trouvé une nouvelle auto facile à conduire.

Le second essai sur piste en  mai: 170 km dans la journée. Même conclusion pour les plaquettes : plus de grosse différence d’usure. Elle est maintenant quasi partagée.

J’ai filmé quelques tours pendant la journée. Grâce à la vidéo j’ai pu connaitre mon temps au tour. Mon meilleur temps est maintenant de 1’08 au lieu de 1’10 (tour de 2 km). Donc tenue en virage améliorée par les pneus, facilité de conduite, moins de roulis, etc. donnent une différence au chronomètre.

The third step (beginning of October 2013) changes in bold:

La troisième étape (début d’octobre 2013) changement en gras:

•          15” rims – 195 50 15 tyres
•           284 mm discs front with new calipers 257mm discs rear
•          5 mm spacers between disc and rim/ Cale de 5 mm entre disque et jante
•          TCA and tie rod with SB
•          New front mount for the tie rod
•          Steering rods. New ones.
•          AVO struts (200/300 springs, damping 3 turns/ 4turns)
•          Camber Front: -1°25’ -1°25’
•          Camber Rear: -2° -2°
•          Strut plates and SR on top of the struts/Rotule et platine en haut d'amortisseur
•          New setup

SR is now 20 mm. The camber is less in order to get enough tyre-spring clearance.

I made only a short trial on a known fast winding road in first step then I had a trip with my club Museo Vivo Provence, trip of about 400 km with a lot of small winding roads and even some long stages of former rally in the region. What a fun! The steering is light, precise and even braking in cornering is possible without the car going straight or blocking wheels as it occurred when SR was 48mm.

I had to increase the damper level (5/5 turns at rear) of the shocks absorbers in order to avoid the car oscillating on very bumpy roads. May be the stiffness of the springs is too much for “rally road” and more corresponding to track use.

Nevertheless the behaviour of the car is not at all the same and even with the 2.3 turns steering rack the steering is light as a feather and the precision is like I never had. May be it remains a little kick back effect and I need to look at the bump steer but it is quite insignificant.

Return to the bump steer issue:

The bump steer was felt on a special (stage) road. In fact I measured the toe variation like I did when I corrected the rack height, and I found the variation was between the first (bad) version and the corrected version. So after looking for the right variation I found that the right height of the spacer under the rod end rose bearing is 5 mm. Now I have the same variation like I had with the 14” rims.

Toe out 0.8mm at 25mm of bump and toe in 1.6mm at 30 mm of rebound. But the rims being larger the variation in degrees of angle is a little less.

Le déport est maintenant de 20 mm. Le carrossage est moindre pour avoir suffisamment de jeu entre pneu et ressort.

Dans un premier temps j’ai fait seulement un court essai sur une route rapide et sinueuse. Depuis j’ai fait un « tour du Vaucluse » (400 km~) avec le Museo Vivo Provence en empruntant des routes type spéciale de rallye. Le plaisir de conduite et la tenue de route sont à un niveau jamais atteint… La direction est légère, précise et même un freinage en virage est possible sans que l’auto aille tout droit ou bloque les roues comme cela se passait avec le déport au sol de 48 mm.

J'ai du augmenter le niveau d'amortissement (5/5 tours à l'arrière) des amortisseurs pour éviter les oscillations sur des routes très bosselées. Peut-être que la raideur des ressorts est trop grande pour des routes de rallyes et correspond plus à un usage sur piste.

Néanmoins le comportement de l'auto n'est plus du tout le même et bien que la crémaillère soit de 2.3 tours de volant la direction est légère comme une plume et la précision est sans égal. Il reste peut être un peu de réaction et j'ai besoin de voir ce petit reste de "bump steer" mais il est insignifiant.

Retour sur la variation de parallélisme (bump steer) :

Je sentais l’effet « bump steer » sur une route de spéciale « spéciale ». En fait  j’ai mesuré la variation de parallélisme comme je l’avais fait pour la modification de hauteur de crémaillère, et j’ai trouvé que la variation était entre la version initiale (mauvaise) et la version corrigée.

http://lanciamontecarlo13.blogspot.fr/2009/09/hauteur-de-cremaillererack-height.html

Donc en cherchant la variation correcte j’ai trouvé qu’une cale de 5 mm d’épaisseur sous la rotule de direction coté roue donnait satisfaction. Maintenant j’ai la même variation qu’avec les jantes de 14 pouces.

Ouverture de 0.8mm à 25 mm de compression et 1.6 mm de pincement à 30 mm de détente. Mais les jantes étant plus grande la variation en degrés d’angle est un peu moindre.

16.   Conclusion

Concerning the geometry, I have made possible to adjust 5 points: the upper strut mount, the steering rod, the tie rod, the anti-roll bar and the track control arm.

This was done in order to get a scrub radius as low as possible keeping the clearance of the tyres to the spring to 5mm.

The KPI is also reduced but a little to don’t impair the SR.

The anti-diving coefficient goes to 14% instead of 20% but the suspension is stiffer

The brake disc is about at the same position of the rim centre line

Concernant la géométrie, j'ai rendu possible l'ajustement de 5 points: le haut de la Mc Pherson, la rotule de direction, le tirant de chasse, la barre antiroulis et le bras inférieur.

Ceci est fait de façon à obtenir un déport au sol le plus faible possible en gardant du jeu au pneu d'environ 5 mm.

L'angle de pivot est aussi réduit un petit peu sans nuire au déport au sol.

L'anti-plongée passe à 14% au lieu de 20% mais la suspension est plus raide.

L'axe du disque de frein est quasi dans l'axe de la jante.

The adjustable points