Allez, un peu de théorie avec des dessins et des formules ! Comme mon ami Jean-Jacques a manifesté l'intention de changer ses tés de fourches, voici quelques mots sur les caractéristiques géométriques d'une fourche (j'oublie JBB pour aujourd'hui).
Les dimensions fondamentales sont :
- le diamètre extérieur (diamètre de roulement) du pneu,
- l'angle de châsse,
- la châsse au sol ou traînée,
- le déport.
Le diamètre extérieur du pneu n'appelle pas de commentaire particulier si ce n'est qu'on le considérera constant pour la moto étudiée. En réalité, le pneu étant déformable, ce diamètre subit quelques fluctuations. Il arrive aussi qu'on change de pneu et que les dimensions ne soient plus tout-à-fait identiques. Bref, on considère donc que ce diamètre vaut D (D = 590 mm dans l'exemple).
L'angle de châsse est l'angle que fait l'axe de direction avec la verticale, la moto étant sur ses deux roues sur un sol horizontal. Là encore on supposera que cette valeur est une constante A (ici, A = 23 degrés). Mais cette angle varie beaucoup si on modifie l'enfoncement des suspensions.
La châsse au sol (appelée aussi traînée) est la distance mesurée au sol entre le point théorique de contact du pneu sur le sol et le point de rencontre de l'axe de direction avec le sol. Ouf ! Je pense que c'est plus clair sur le dessin ! Notons la traînée T. T vaut ici 110 mm.
Le déport ou décalage (offset pour les anglophones) est la distance entre l'axe de direction et le centre de la roue. On l'appelera E car D est déjà utilisé ! E comme "écart" n'a pas sa valeur affichée sur le dessin. En effet, si D, A et T son connus et imposés alors la valeur de E peut être déduite de ces 3 dimensions. On a donc 4 valeurs dépendantes les unes des autres. Avant de donner la formule reliant ces valeurs entre elles, quelques précisions technologiques :
L'axe de direction, que les choses soient claires, est l'axe autour duquel la fourche tourne par rapport au cadre de la moto. C'est l'axe de la colonne de direction, en général équipée de roulements pouvant supporter à la fois des charges radiales et des charges axiales. L'angle entre cet axe de direction et une droite donnée, liée au cadre, est parfaitement immuable (nous sommes dans le cas d'une moto classique à fourche, pas une moto à pivot non suspendu). Cet angle est souvent appelé "angle de colonne" si on se réfère a une droite "verticale" du châssis. Mais une droite "verticale" du châssis n'est verticale que dans des positions bien particulières de celui-ci. C'est une difficulté lorsqu'on cherche à construire ou modifier un châssis. Les données "constructeur" relatives à l'angle de châsse, l'empattement, la traînée...etc sont des valeurs mesurées pour une position standard de la moto sur le sol. Mais on ne précise jamais la charge exercée sur les suspensions. Est-ce que la moto est à vide ? Tous les pleins effectués ? Avec un pilote ? De quelle masse ?...Le mieux, si on est en phase de modification, est de mesurer sa moto avant tout changement, à vide et sans pilote, sur un sol bien horizontal. Il faut chercher à garder la moto bien droite, en équilibre, un doigt de chaque côté du dosseret de selle....à deux c'est mieux !
Autre point technique : il ne faut pas confondre l'axe de coulissement des fourreaux ou tubes de fourche et l'axe de direction. Parfois, ces deux axes (vus latéralement à droite ou à gauche) sont confondus et le déport se situe soit en haut, au niveau des tés de fourche, soit en bas avec un axe de roue déporté. Parfois, ces deux axes sont parallèles mais séparés de quelques centimètres. Il existe aussi des motos à fourche originales (utilisées chez Tecmas) ou l'axe des coulisses n'est pas parallèle à l'axe de direction mais je les laisserai de côté aujourd'hui au profit des systèmes classiques des motos ou scooters de série.
Pour le calcul qui nous intéresse, la position de l'axe des coulisses est sans importance. Une position plus ou moins avancée des fourreaux et tubes a des conséquences sur l'encombrement de la fourche et l'angle de braquage mais n'est pas directement lié aux 4 paramètres pré-cités. Ce qui compte, c'est le déport "vrai" ou déport "utile", c'est à dire (je me répète) la distance entre l'axe de direction et le centre de la roue.
En zoomant sur le premier dessin on peut faire apparaître une figure comportant deux triangles rectangles de mêmes proportions.
Le plus grand, le rouge nous donne la cote x :
x = T / tan A
(Rappel : tangente = côté opposé / coté adjacent)
Le petit triangle bleu permet d'écrire :
sin A = E / ( D/2 - x ) soit E = ( D/2 - x) . sin A
(Rappel : sinus = côté adjacent / hypoténuse)
En remplaçant x par son expression (ben oui, le x, on ne veut pas le garder !) :
E = ( D/2 - T / tan A ). sin A = (D/2).sin A - T . sin A / tan A
On se rappelle que tan A = sin A / cos A et on a au final :
E = (D/2).sin A - T . cos A
C'est beau, non ? Application : E = (590 / 2). sin 23° - 110 . cos 23° = 115,26 - 101,25 = 14,01
Soit environ 14 mm de déport.
Ci-dessous, vous trouverez divers exemples :
2 commentaires:
bravo pour l'article !!
néanmoins, que faire si on n'est pas ingénieur mécanicien et qu'on souhaite par exemple surelever un peu sa moto, enchangant les bielettes d'amortisseurs par exmple ?
on ne peut pas augmenter la hauteur de fourche..au max dès l'origine ; ce qui veut dire qu'on va modifier la géométrie !!!!
est ce que 2 cm à la hauteur de selle est acceptable par exmple sans qu'on se retrouve à perdre le contrôle sur autoroute ?
merci,@+
Ah lala ! Quelle question !
Ben on essaye doucement, progressivement, "step by step" pour voir si avec 0,5 puis 1 puis 2 cm la moto conserve un comportement acceptable.
Sur la route en usage tourisme on n'est pas trop exigeant.
Mais pourquoi donc vouloir surélever la moto ? Elle frotte de partout dès qu'on attaque un peu ?
C'est juste pour le look ?
Sur nombre de motos il n'est pas indispensable de changer les biellettes. La longueur de l'amortisseur peut être modifiée grâce à des cales au niveau de la chape supérieure reliant l'amortisseur au cadre (ex Suz GSXR).
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