La Mercedes-Benz W196 est la monoplace de Formule 1 avec laquelle Mercedes-Benz fait son retour en Grand Prix après 15 ans d'absence, lors du championnat du monde de Formule 1 1954. Juan Manuel Fangio est champion du monde à son volant en 1954 et en 1955. C'est la dernière Formule 1 construite par Mercedes avant son retour à la compétition en 2010.
La carrière de la W196 est stoppée prématurément à la suite de la décision de Mercedes de quitter le sport automobile à l'issue de la saison 1955 marquée par la tragédie des 24 Heures du Mans où la Mercedes 300 SLR de Pierre Levegh s'est écrasée sur un talus séparant la piste des tribunes. Les éléments de la Mercedes (notamment le moteur, le train-avant et le capot) projetés dans le public causèrent la mort de plus de 80 personnes.
Historique Les activités de sport automobile de Mercedes-Benz commencent en Argentine en 1951, après que l'Allemagne s'est initialement vue interdire de participer à des événements sportifs internationaux. La W 154 de 1939 prend le départ de la Coupe Perón le et du Grand Prix Eva Perón le ; Hermann Lang et Juan Manuel Fangio se classe deuxièmes puis Karl Kling et Hermann Lang troisièmes.
La W 165, avec laquelle Hermann Lang avait remporté la course de Tripoli en 1939, n'était plus utilisée, même si le moteur suralimenté de 1,5 litre restait conforme au règlement de la Formule 1 de 1947 à 1953.
En 1952, Mercedes-Benz connaît un succès sensationnel avec la voiture de sport 300 SL W 194. Cependant, le moteur de 175 chevaux, toujours équipé de carburateurs, était basé sur le moteur six cylindres standard de la berline 300 S et ne constituait pas la base d'un futur moteur de voiture de sport ou d'une unité de Formule 1 selon les règles en vigueur de 1954.
Conception Moteur et transmission Le règlement de Formule 1 de 1954/55 autorisait des moteurs d'une cylindrée maximale de sans suralimentation ou de avec compresseur, ce qui correspondait à une réduction de moitié des cylindrées précédentes (moteurs atmosphériques de ). Comme tous les concurrents, Fritz Nallinger, membre du conseil d'administration chargé de la conception et du développement, et Rudolf Uhlenhaut, responsable des essais, ont préféré le moteur atmosphérique de . Un moteur huit cylindres en ligne a été construit, divisé en deux blocs de quatre cylindres et délivrant la puissance au milieu pour éviter une torsion excessive du vilebrequin extrêmement long. Pour minimiser les pertes par frottement, les pistons fonctionnaient dans des chemises chromées et les arbres étaient équipés de roulements à rouleaux. Au lieu de ressorts de soupape, les soupapes a commande desmodromique (commande forcée) s'ouvrent via des arbres à cames supplémentaires pour fermer les soupapes, permettant une meilleure charge des cylindres à haut régime.
vignette|gauche|Mercedes-Benz W 196 monoplace. La nouveauté de la W 196 était l'injection directe d'essence, une technologie qui n'était auparavant utilisée que dans les moteur à deux temps dans la construction automobile. L'ingénieur Hans Scherenberg, qui a participé au développement de la première voiture diesel, la Mercedes-Benz 260 D, et à la conception du moteur d'avion DB 601 de Daimler-Benz à injection directe de carburant dans les années 1930, a dû quitter l'usine après la guerre. En 1948, Scherenberg rejoint le constructeur automobile Gutbrod en tant que directeur technique, où il conçoit avec Karl-Heinz Göschel (1914-2009) et en collaboration avec Bosch le système d'injection pour le moteur à deux temps de la « Gutbrod Superior » (1951), la première injection d'essence standard dans la construction automobile. En 1952, il revient avec une équipe de spécialistes dans la construction de moteurs d'avion. Göschel, qui succéda à Rudolf Uhlenhaut en 1972, joua un rôle clé dans le développement du système d'injection de la W 196 en 1953/54.
Le carburant de la W 196 n'était pas de l'essence commerciale, mais un mélange spécial appelé RD1 fourni par Esso. Les ingrédients étaient pour autant que nous le sachions : 45 % de benzène 25 % de méthanol 25 % d'essence à indice d'octane élevé 3 % d'acétone 2 % de nitrobenzène
Comme ce mélange attaquait le réservoir et les conduites de carburant, il fallait les laver avec de l'essence «normale» après chaque utilisation pour éviter la corrosion. Le premier moteur M196 de développe à , une vingtaine de chevaux de plus que la concurrence (Lancia, Ferrari, Maserati)Puissance du moteur M196, sur statsf1.com, consulté le 19 novembre 2010..
Afin de maintenir le centre de gravité du véhicule aussi bas que possible, le moteur a été installé selon un angle de 53° vers la droite et décalé vers la gauche.
Le couple était transmis à la transmission sous le siège conducteur via un embrayage monodisque à sec (diamètre ) et un arbre à cardan décalé en diagonale de l'avant gauche vers le centre. Elle avait cinq vitesses (deuxième à cinquième vitesses synchronisées), était verrouillée sur la transmission finale avec un différentiel à glissement limité et placé derrière celui-ci. La gradation de la transmission manuelle et le rapport d'essieu pouvaient être adaptés aux circuits de course respectifs.
Le moteur M196 est le point de départ d'un programme ayant pour objectif d'atteindre les pour la fin de 1958.
Châssis Le châssis de la W 196 se composait - comme c'était l'habitude à l'époque - essentiellement d'un cadre spatial tubulaire dont les tubes individuels avaient un diamètre de (épaisseur de paroi ). Ce châssis contenait le moteur, le radiateur, la transmission manuelle et la transmission finale, les freins ainsi que le réservoir de carburant (jusqu'à ) et le réservoir d'huile (). Les roues avant étaient suspendues sur des doubles triangles; À l'arrière, un essieu pendulaire à articulation unique (essieu oscillant) avec un point de pivotement bas a été installé afin de déplacer le pôle instantané (axe instantané de rotation) du véhicule le plus bas possible. Avec cette conception, le carter d'essieu (différentiel) oscille et les bras pendulaires atteignent le plan central du véhicule. L'arbre de transmission gauche est relié au différentiel via des joints coulissants et un joint universel.
La W 196 était équipée de ressorts à barre de torsion longitudinale à l'avant et à l'arrière, d'amortisseurs télescopiques hydrauliques ainsi que d'un amortisseur de direction hydraulique. Pour réduire les masses non suspendues, les grands freins à tambour (diamètre de à l'avant et de à l'arrière) étaient situés à l'intérieur des roues, et également à l'extérieur avec un empattement raccourci à l'avant (1955). Sur les enveloppes en métal léger des tambours de frein se trouvaient des nervures transversales au sens de rotation, censées attirer l'air de refroidissement et dissiper la chaleur (« refroidissement turbo »).
Carrosserie
La Mercedes W196 existe en deux versions, l'une à carrosserie enveloppante et l'autre, classique, avec les roues découvertes.
Pour réduire la résistance de l'air sur les circuits à haute vitesse comme Monza et Silverstone, la W 196 a initialement reçu un carénage complet, comparables aux modèles d'avant-guerre utilisés sur l'Avus et lors de courses de record. Cependant, cette carrosserie profilée entièrement carénée était déroutante et relativement lourde, c'est pourquoi la variante monoplace prévue était utilisée sur des parcours plus étroits, qui en 1955 - en raison d'un changement dans le système d'injection (déplacement du tube de Pitot) - a reçu la prise d'air distinctive sur la droite du capot (voir photos).
Les panneaux de carrosserie de la W 196, initialement formés à la main sur des blocs de bois, étaient en magnésium et en aluminium. Plus tard, les pièces en tôle ont été réalisées avec des moules métalliques.
Caractéristiques Vitesse maximale : Puissance : 260 chevaux à en 1954 et 295 chevaux en 1955. Couple : à . Moteur : 8 cylindres en ligne M196, incliné vers la droite à 37 degrés. Cylindrée : , alésage , course , chambre de combustion hémisphérique, pistons Mahle Alimentation : injection directe Bosch Carburant Esso RD1 (45 % benzol, 25 % méthanol, 25 % AvGas à octane très élevé, 3 % acétone, 2 % nitrobenzène). Réservoir : . Allumage par magnéto Bosch. Distribution : double arbre à cames en tête, soupapes à commande desmodromique. Boîte de vitesses manuelle à 5 rapports montée à l'arrière type "transxale", synchronisée sur quatre rapports. Carrosserie : alliage aluminium/magnésium sur châssis en acier tubulaire (deux versions) : Carrosserie classique Grand Prix avec les roues découvertes. Carrosserie enveloppante pour les circuits à haute vitesse et endurance type 24 heures du Mans. Roues 16 pouces montées avec pneus 6×16 à l'avant et 7×16 à l'arrière. Poids à vide : .
Succès en Formule 1 La W196 remporte son premier Grand Prix, à Reims avec Juan Manuel Fangio, dès sa première course et domine le championnat du monde jusqu'au retrait de la marque à l'issue de la saison 1955. En quatorze Grands Prix, la W196 remporte dix succès (neuf pour Fangio et un pour Stirling Moss) et permet à Fangio d'être sacré champion du monde à deux reprises.
En , Mercedes entreprend les premiers essais routiers de la W196 sur le site de l'usine de Stuttgart-Untertürkheim, avant que des tests approfondis ne soient effectués sur l'Hockenheimring en , à Monza en et sur la Bundesautobahn 81 près de Schwieberdingen. D'autres tests suivent à Hockenheim. Les débuts en course de la nouvelle voiture sont retardés jusqu'à l'été et Juan Manuel Fangio participe aux premières courses de la saison 1954 au volant d'une Maserati, accumulant des points.
Alors que les essais ont été effectués avec des carburateurs jumeaux Weber, un système d'injection est utilisé pour la première fois juste avant le Grand Prix automobile de France à Reims-Gueux. Selon les calculs précédents, la consommation était censée être de , mais elle était en réalité de 40, donc la capacité du réservoir de 185 litres n'était pas suffisante pour la distance de course de . Faire le plein pendant la compétition aurait pris trop de temps; C'est pourquoi des réservoirs supplémentaires temporaires ont été installés dans les voitures du côté gauche du cockpit la veille de la course.
vignette|Karl Kling à bord de la Mercedes-Benz W196. vignette|Course rétro de 1986 avec le quintuple champion du monde de Formule 1 Juan Manuel Fangio sur une Mercedes-Benz W196.
Le , neuf ans après la fin de la guerre, la W 196 participe pour la première fois à une course de Formule 1 en France. Déjà sur la grille de départ, les « Flèches d'Argent » plates et larges de Juan Manuel Fangio et Karl Kling placés au premier rang montraient clairement qu'une nouvelle ère commençait, car les concurrents étaient dans des véhicules plus anciens, relativement étroits et longs. Seul le jeune pilote Hans Herrmann avec la troisième W 196 était plus loin, septième sur la grille. Herrmann a réalisé le meilleur temps de la course de rattrapage (2:32,9 minutes, vitesse moyenne de ) et a pris la troisième place, mais il a été contraint d'abandonner au 17e des 61 tours en raison d'une panne moteur. Fangio et Kling ont terminé la course d'un parcours de avec une double victoire sensationnelle en 2:42:47,7 heures ou avec une grande vitesse moyenne de - un succès comparable à la victoire de la Coupe du monde de football par l'Équipe d'Allemagne de football le même jour au stade Wankdorf à Berne.