Moto en accélération (faible ou forte)

Dans un précédent message, une petite vidéo montrait les forces exercées sur divers éléments d'une moto en accélération : forces sur les pneus, traction de chaîne, actions sur les suspensions...etc.

Comment obtenir ces forces par une méthode graphique ?

C'est assez simple car il s'agit pour chaque sous-ensemble d'un "équilibre" sous l'action de 3 forces dont les supports sont concourants. J'écris équilibre entre guillemets car ce n'est pas vraiment un équilibre (la moto accélère) mais on considère des déplacements relativement lents et de faible amplitude. On néglige ainsi les phénomène d'inertie des masses en mouvement et on considère que chaque position est une position d'équilibre.

Intéressons-nous au calcul de la force de compression de l'amortisseur.

On part de la connaissance de la force exercée par le sol sur le pneu arrière. Son obtention est décrite dans un autre message, agrémenté de vidéos. Il s'agissait du même type de résolution graphique à 3 forces concourantes (résultante poids M.g + force d'inertie M.a, force sur le pneu avant et force sur le pneu arrière).

1ère étape :

On isole la roue arrière (jante, pneu, couronne, disque de frein...).

Celle-ci est en équilibre sous l'action de 3 forces :

- la force sol / pneu arrière CONNUE

- la force chaîne / couronne portée par la direction du BRIN TENDU (ligne de chaîne)

- la force bras oscillant / roue INCONNUE

Les supports de la force sol / pneu et de la force chaîne / couronne se coupent. Donc le support de la 3ème force (force exercée par le bras oscillant sur la roue) doit passer par ce même point d'intersection car les 3 supports doivent être concourants. On obtient ainsi la direction (ou le support) de cette 3ème force (la bleu sur l'image).

Pour terminer, on doit vérifier le théorème de la résultante : la somme vectorielle des 3 forces doit être nulle. Ceci se traduit graphiquement par le triangle dessiné à droite. On dessine d'abord la force connue (la rouge), puis on trace les parallèles aux supports des deux forces à déterminer. L'une est tracée à l'extrémité de la force connue et l'autre à l'origine. On obtient au final la norme et le sens des deux forces recherchées.

Vous pouvez comparez les deux images :

- la 1ère pour une accélération faible (force rouge presque verticale)

- la 2ème pour une accélération forte (force rouge très inclinée vers l'avant)

Dans le deuxième cas, on voit bien sûr que la traction de chaîne est très importante.

2ème étape :

On isole le bras oscillant. Le problème à résoudre est absolument identique car on recense :

- une force CONNUE : la force roue / bras oscillant.

- une force dont le SUPPORT est CONNU : la force biellettes / bras oscillant portée par l'axe longitudinal des biellettes (reliant les 2 points d'articulation).

- une force INCONNUE : la force châssis / bras oscillant.

De la même manière que précédemment, on obtient la direction de la 3ème force (châssis / bras) car les 3 supports doivent être concourants.

Le théorème de la résultante permet d'obtenir le sens et la norme des 2 forces recherchées (la jaune et la turquoise !). A nouveau, je vous propose de comparer la 1ère image du bras oscillant sous une faible accélération puis cette 2ème image avec une forte accélération. La comparaison est délicate dans la mesure où le bras apparaît plus petit dans le second cas à cause du maintien de la même échelle des forces par rapport à la taille des pièces.

3ème étape :

On isole le basculeur de suspension.

A nouveau on retrouve un équilibre à 3 forces concourantes :

- la force biellettes / basculeur CONNUE.

- la force amortisseur / basculeur dont le SUPPORT est CONNU : c'est l'axe de coulissement de l'amortisseur (passant par les 2 centres d'articulation).

- la force châssis / basculeur : INCONNUE

Comme pour les étapes précédentes, je vous propose de comparer les 2 situations :

1ère image : faible accélération.

2ème image : forte accélération.

Et là, comme c'est curieux, on a l'impression que les images sont identiques.

En fait, si on regarde de près (où qu'on mesure les cotes, merci Solidworks) on se rend compte que les forces sont d'une intensité légèrement plus faible quand l'accélération est forte !

Attention ! Rappelons-nous les hypothèses. Il s'agit d'une géométrie de moto donnée. Celle qui est prise en exemple est une géométrie commune à bon nombre de motos hypersports actuelles.

Et les suspensions sont figées. La position globale de la moto et de son pilote est inchangée dans les deux calculs.

Reprenons les résultats en plaçant les forces sur un sous-ensemble formé par la roue et le bras oscillant.

A nouveau, comparons les résultats suivant l'intensité de l'accélération.

Ici, il ne s'agit pas de résoudre le problème (le choix de l'isolement n'est pas judicieux, il y a 4 forces !). On peut simplement vérifier facilement que la somme des résultantes est nulle. Les vecteurs placés bout à bout forment un circuit fermé.

Regardez surtout la force biellettes / bras oscillant.

Vous verrez qu'elle ne change presque pas ! Pour plus de commodité, regardez l'image où les deux situations d'accélération apparaissent en même temps. On voit bien que malgré la grande différence de tension de chaîne et de force exercée par le sol sur le pneu, la force exercée par la biellette de suspension et en conséquence la force de compression de l'amortisseur ne changent presque pas.

Pour comprendre ce paradoxe, je vous propose une dernière image ne montrant que la force sol / pneu appliquée à l'ensemble roue + bras oscillant.

Pourquoi ? Parce que ceci permet de mettre en évidence la modification de bras de levier entre cette force et le point de pivot du bras.

Je n'oublie pas l'action de la chaîne mais la distance de celle-ci par rapport à l'axe de pivotement varie assez peu en comparaison.

On observe que :

- sous une accélération faible, la force est faible mais le bras de levier est LONG.

- sous une accélération forte, la force est forte mais le bras de levier est COURT.

Valencia : chaudes qualif '......

Résultats officiels des qualifications.

Salon Moto Légende

du 20 au 22 novembre au Parc Floral de Paris (Vincennes).
C'est bientôt...

Site officiel.

Moto 2 : elles arrivent....

La machine du team Pons KALEX :

une moto 2 avec "ein kolossal" bras oscillant...

Et dans cette série "bras oscillants MAOUSSES" :

la Moriwaki et la SCOT.

Tiens, au fait, il se dit que le choix des 800 pour la catégorie reine du Moto GP n'était pas vraiment le plus adapté. Le "down sizing" n'a pas fonctionné pour les coûts...retour vers les 1000 très prochainement ?

Moto en accélération d'intensité variable

Cette petite video montre la variation des forces exercées par le sol sur les pneus en fonction de l'intensité de l'accélération. Dans ce calcul, l'accélération varie entre 1/4 de g et 1 g.

Ci-dessous, une vidéo plus complète avec le calcul des forces exercées sur la chaîne et les suspensions (traction de chaîne, force de compression de l'amortisseur arrière et force axiale sur la fourche).

Attention, ces calculs sont encore faits à suspensions figées ! Imaginez que le ressort d'amortisseur arrière et les ressorts de fourches sont des tubes très rigides en acier...

Malgré cette restriction, les résultats sont intéressants, comme par exemple la quasi constance de la force de compression de l'amortisseur. En regardant de près, on peut même constater (comme c'est curieux !) que celui-ci est moins comprimé si l'accélération augmente !

En effet, comme je le signalais dans un précédent message, la force exercée par le sol sur le pneu arrière s'incline de plus en plus avec l'accélération et sa direction se rapproche de l'axe de bras oscillant, diminuant ainsi le bras de levier et donc la force exercée sur l'amortisseur.

Bonne lecture !

La Moto 2 du team TSR

Une jolie moto bien classique, avec une fourche KYB et des pneus Bridgestone qu'il va falloir remplacer par des Dunlop.

Nogaro autrement...

...qu'avec un engin du Shell Eco Marathon !

Moto en accélération constante

Sur cette animation vous pourrez voir comment on peut calculer les forces exercées sur les pneus d'une moto en accélération constante, en ligne droite.

Pour commencer simplement, quelques hypothèses simplificatrices :

- l'ensemble moto + pilote est considéré indéformable, les suspensions sont figées

- la résistance au roulement est négligée (la force exercée par le sol sur le pneu avant est considérée verticale)

- les effets aérodynamiques sont négligés (valable si on ne roule pas trop vite !)

- la moto roule en ligne droite sur un plan parfaitement horizontal

La video montre les vecteurs forces obtenus en fonction de la position avant / arrière du centre de gravité G pour une accélération donnée.

Ici l'accélération est de 0,7 g. La force d'inertie horizontale dirigée vers l'arrière a donc une norme égale à 70 % du poids. Cette force d'inertie et le poids forment une résultante inclinée vers l'arrière et vers le bas.

Suivant le principe de d'Alembert, ce problème de dynamique peut donc être résolu comme un problème de statique à 3 forces :

- résultante poids + force d'inertie (connue)

- force sol / pneu arrière (à déterminer)

- force sol / pneu avant (verticale)

Ces 3 forces sont donc coplanaires. Leurs supports sont concourants car les supports de la résultante poids + inertie et de la force sol /pneu avant se coupent. On obtient ainsi la direction de la force exercée par le sol sur le pneu arrière.

Pour terminer la résolution, on doit vérifier que la somme vectorielle des 3 forces est nulle. Cela se traduit graphiquement par le triangle que vous verrez sur la video.

On obtient ainsi les 2 forces recherchées.

Deux limites dans ce "pseudo équilibre" (oui ça bouge donc ce n'est pas un équilibre statique) :

- limite wheeling : si le centre de gravité est trop en arrière, la force sur le pneu avant diminue jusqu'à zéro d'où perte d'appui de l'avant. "Équilibre" sous l'action de 2 forces : résultante poids + inertie et forces sol / pneu arrière. On ne peut pas aller plus en arrière pour une accélération donnée.

- limite patinage (de la roue arrière motrice) : si le centre de gravité est trop en avant, la force sol / pneu arrière doit s'incliner fortement vers l'avant. On ne peut dépasser une certaine inclinaison qui dépend de la valeur du coefficient d'adhérence (piste sèche ou piste humide...). Pour un facteur = 1 on aurait une inclinaison maximale de 45° (tan 45° = 1).

Prochainement, je montrerai l'influence de la variation de position en hauteur du centre de gravité mais si vous avez compris ce chapitre vous pourrez en deviner les conclusions.

Beaucoup plus tard si je suis courageux je vous montrerais ce qui se passe si on prend en compte les mouvements de suspension ou les effets aérodynamiques.

Enfin, nous pourrons calculer les forces sur les sous-ensembles : axes de roues, chaîne, bras oscillant, tés de fourche...etc.

Remarque : comme pour le calcul précédent (forces appliquées à l'arrêt) les forces calculées sont strictement indépendantes de l'architecture de la moto en ce qui concerne ses suspensions. Que la moto ait des suspensions ou non et quel qu'en soit le principe on obtiendra ce résultat !

C'est important de comprendre cette remarque avant de se faire des noeuds à la tête.

MAIS, bien sûr, quand on fera (promis j'essaierai !) une simulation dynamique avec prise en compte des mouvements des suspensions, l'évolution de ces forces sera variable suivant les systèmes : fourche télescopique, système triangulé...etc.

Dans tous ces raisonnements, il faut bien comprendre que pour faire le bilan d'un équilibre (ou ce que j'appelle "pseudo équilibre" pour une accélération constante en ligne droite) on fait l'inventaire des actions mécaniques EXTÉRIEURES agissant sur le système isolé.

Ici, le système isolé est "La moto + son pilote". Les actions entre le bras oscillant et l'amortisseur sont des actions INTÉRIEURES au système, donc elles n'interviennent pas.

Pourquoi ? Simplement parce que si A et B sont des pièces de l'ensemble isolé (exemple A = bras oscillant et B = biellette de suspension), si on prend en considération la force "A sur B" alors il faut aussi prendre la force "B sur A". Pourquoi plus l'une que l'autre ? Au final, la force "A sur B" et la force "B sur A" s'annulent ! Pourquoi donc s'embarrasser ? On les ignore dès le début !

Pour compléter la vidéo n°1 dans laquelle le centre de gravité est déplacé d'avant en arrière, voici la video n°2 dans laquelle on modifie la hauteur du centre de gravité.

On fait ainsi apparaitre

- une limite "basse" : c'est la limite de patinage.

- une limite "haute" : c'est la limite du wheeling.

En pratique, si la piste est humide, il vaut mieux que le centre de gravité soit rehaussé (par rapport à un réglage neutre "sec").

Si la piste est sèche et les pneus très performants alors on peut avoir un centre de gravité plus bas.

Ces remarques étant valables pour ce qui concerne l'efficacité en accélération de la moto.

Aujourd'hui, l'adhérence est phénoménale et la force exercée par le sol sur le pneu arrière peut être fortement inclinée vers l'avant (environ 63° avec un facteur de 2 car TAN (63,43°)= 2 ). Mais la géométrie actuelle des motos ne permet pas de profiter à 100 % de cette adhérence fabuleuse. Regardez où devrait par exemple se trouver le centre de gravité pour accélérer à 2g (c'est à dire au maximum des possibilité d'adhérence).

Remarque : Au lieu de mettre G à 1m de l'arrière et 50 cm en hauteur on aurait pu "choisir" 80 cm et 40 cm mais ce n'est pas plus faisable ! Imaginez maintenant les conséquences dramatiques au freinage avec un centre de gravité aussi avancé ! On comprend bien pourquoi la roue arrière se lève aussi facilement (pas avec moi mais avec un vrai pilote !) au moment du freinage...

Statique moto : forces à l'arrêt

Sur cette animation, vous pourrez voir l'influence de la position avant / arrière du centre gravité sur les forces exercées par le sol sur les pneus arrière et avant. En réalité, le centre de gravité ne se déplace pas autant mais l'exagération du déplacement permet de mieux observer le phénomène.

Ce problème de statique se résoud assez facilement. Il s'agit d'un problème d'équilibre à 3 forces parallèles, verticales :

- le poids de l'ensemble moto + pilote (vertical, vers le bas)

- la force sol / pneu arrière (vertical, vers le haut)

- la force sol / pneu avant (vertical, vers le haut)

La somme vectorielle de ces forces est nulle. Donc la norme du poids est égale à la somme des normes des forces exercées par le sol sur les pneus.

La somme des moments (par rapport à un point, par exemple le centre de gravité G) est nulle.

Si on note :

FA la norme de la force sol / pneu arrière

FB la norme de la force sol / pneu avant

LA la distance entre la direction de FA et le centre de gravité G

LB la distance entre la direction de FB et le centre de gravité G

On a donc FB.LB - FA.LA = 0

(moment = norme de la force x bras de levier)

Dernière remarque : ce calcul de force est strictement indépendant de l'architecture de la moto, fourche télescopique ou non, suspensions ou pas. Ce qui compte :

- le poids total

- la distance (mesurée horizontalement) entre le centre de gravité et le point de contact des pneus sur le sol. La moto étant supposée placée sur un plan parfaitement horizontal, la hauteur du centre de gravité ne rentre pas en ligne de compte.

Bien évidemment, si le centre de gravité est au milieu des 2 roues alors le poids se répartit équitablement à 50% (la moitié donc !) sur chaque pneu. Pas besoin de démonstration fumeuse pour le comprendre. L'animation ci-dessus permet d'apprécier la proportionnalité des forces à la distance du poids par rapport aux points d'appui, entre "tout à l'arrière" et "tout à l'avant".

Animation : suspension de moto "SK"

Animation : mouvements de suspension

Un petit dessin animé pour montrer les mouvements des suspensions avant et arrière d'une moto.

1ère phase : mouvements simultanés de l'avant et de l'arrière

2ème phase : mouvement de la fourche seule

3ème phase : mouvement du bras oscillant seul

Passion mécanique à Nogaro

Un blog très intéressant à parcourir : Teamngenering.

ça bricole toujours autant au pays de chez FIOR...

4 pneus pour Urban Concept

Le règlement du Shell Eco Marathon 2010 concernant les pneus ayant évolué : nous avons des pneus compatibles à disposition.
Nous les vendons 100 euros les 4 pneus.

C'est vraiment donné car ils sont quasiment neufs. Ils sont généralement vendus au moins 40 euros pièce.

Ce sont des DURO D37 90 / 80 - 17

Ils font donc 90 mm de large. Montés sur une jante avant de cyclomoteur, la largeur de flanc à flanc est supérieure aux 80 mm requis (mais inférieure à 90 mm).
Nous les avions remplacés en 2009 par des pneus Bridgestone de largeur 100 pour être respectueux du règlement de l'an dernier.

Contactez-moi sur le blog ou au lycée DURZY 45700 Villemandeur.

Beautés mécaniques sur l'aérodrome de Vimory

Je sais, le rapport avec la moto peut sembler lointain mais quand on aime la mécanique on ne peut rester insensible à la beauté de ce bel oiseau qu'est le DC3 "Dakota" en visite ce dimanche sur l'aérodrome de Vimory. A ses pied, le Blériot de "construction locale". Beaucoup de passion autour de ces deux appareils...

R1 - M1 : World champions ! (pilot...!!!)

Je parle ici du championnat PILOTE de WSBK et MotoGP car en ce qui concerne le championnat constructeur, DUCATI enlève la couronne en Superbike. Merci Renzo !

Inmotec Moto GP : une écurie Espagnole...

.... et Française car Akira, basé à Bayonne, est chargé de la motorisation de type V4 à 80°.

L'ingénieur qui pilote le bureau d'étude, Nicolas REYNER, est également français, même s'il est souvent aux USA.

(voir articles 1 et 2)

Article de MotoGP.com

Souhaitons la plus grande réussite à cette nouvelle équipe qui s'apprête à changer le paysage du Moto GP où Yamaha, Honda et Ducati (quand Stoner est là) trustent les podiums.
Je n'oublie pas les autres mais, hélas, malgré les efforts de "Capirex", la réussite se fait attendre chez Suzuki. De son côté, Kawasaki a caché son nom pour confier le boulot à Hayate, avec quelques trop rares coups d'éclats du talentueux Melandri.
2009 est presque terminée, vivement 2010 !

Le projet Moto2 de Tech 3 enfin dévoilé !

La voici, l'arme de TECH3 dans la nouvelle catégorie Moto2.

Que du classique (fourche télescopique, bras oscillant...etc) mais du beau boulot !

Il serait très intéressant de comparer la géométrie de ce prototype avec celle de la Honda CBR 600 RR d'origine décrite dans les articles précédents.

On peut aussi s'amuser à comparer cette image avec celle de la M1 d'un article encore plus ancien : suivez ce lien.

On remarquera de magnifiques pièces usinées (aluminium taillé dans la masse pour le basculeur de suspension par exemple), une prise d'air forcé traversant le cadre entre les fourreaux de fourche, des jantes d'une grande finesse...

Le dessin du cadre est assez classique. Il est composé de plusieurs éléments en aluminium soudés. Difficile de voir sur l'image quel procédé de fabrication a été employé mais là encore, la part belle a été réservée à l'usinage sur machine à commande numérique. Vive la CAO !

On peut désormais imaginer ce que sera la bête en version carénée...

Petit détail : sur cette image, la transmission secondaire (chaine, couronne) n'est pas installée.

Vivement les prochains essais sur piste et le verdict du chrono...

Effet de chaine ou effet de bras oscillant ? (3)

Reprenons l'étude précédente avec un modèle actuel : la Honda CBR 600 RR.

40 ans d'écart entre cette supersport 2009 et la "vieille" 4 pattes.

Cette moto est un peu plus légère. On peut donc estimer l'ensemble roulant "moto + pilote" à 260 kg. On considère que le centre de gravité est toujours au milieu (mais ici l'empattement est de 1375 mm). On conserve une hauteur de centre de gravité de 550 mm. Cette valeur n'est sans doute pas correcte et elle peut varier fortement mais au moins la valeur prise en compte est identique dans les deux études.

On a ainsi à l'arrêt des forces verticales de 1300 N sur chaque roue.

Le couple engendré en statique sur le bras oscillant de la suspension arrière est donc de 743 N.m. Vous remarquerez que le bras oscillant est très long (environ 580 mm contre à peine 430 mm pour la CB 750 de 1969, soit +150 mm) mais aussi ancré un peu plus haut dans le cadre (405 mm au lien de 350). Il en résulte une meilleure disponibilité aux fortes adhérences. L'angle de 55° environ permet un facteur d'adhérence supérieur à 1,4. Ceci doit permettre de fortes accélérations en exploitant l'adhérence du pneu et la puissance du moteur. Sous réserve d'une hauteur de G pas trop importante car dans ce cas, le wheeling limitera l'accélération avant le patinage.

Comme pour la CB 750, on peut maintenant faire le calcul des forces exercées lors d'une accélération constante de 0,7 g.

La méthode est absolument identique mais la conclusion est bien différente. En effet, avec la géométrie actuelle, on obtient un couple de 680 N.m lorsque la moto est en accélération sous 0,7 g.

Ce couple est inférieur à celui existant à l'arrêt ! La décharge est de plus de 8%.

Il en résulte donc une détente de la suspension !

On constate qu'elle est de plus en plus prononcée avec l'augmentation de la valeur de l'accélération. La suspension peut parvenir alors à se figer, en butée, bras oscillant complètement "détendu".

Si ce phénomène résulte d'une reprise d'adhérence suite à une amorce de glisse, en virage, à la remise des gaz, c'est le "highside" garanti provoqué par la brutale détente du bras oscillant.

Autre remarque : pour obtenir une situation de neutralité, c'est à dire un couple sur le bras identique à l'arrêt et en accélération, il faudrait que le centre de gravité soit plus haut de 80 mm (soit à une hauteur de 630 mm). Hélas, plus ce point est placé haut et plus le wheeling sera atteint facilement au détriment de la valeur d'accélération.
Les études de mécaniques développées ici sont évidemment très basiques et tiennent compte d'hypothèses simplificatrices. Une véritable étude dynamique serait bien sûr beaucoup plus riche mais hélas plus complexe et moins "lisible". Comme on le voit plus haut, la hauteur du centre de gravité joue un rôle majeur et, justement, cette hauteur varie en fonction de l'enfoncement de la suspension (et des déplacements du pilote).

Néanmoins, on peut mettre en évidence de manière simple le comportement problématique des motos et la difficulté de réglage du châssis à cause (grâce ?) aux progrès des pneumatiques et à l'utilisation du principe du bras oscillant.

Les concepteurs de motos à transmission par arbre ont été obligés d'affronter très tôt le problème car, sans chaine provoquant la compression, le bras (court) se détendait à tous les coups. Rappelez-vous les anciens flat-twins BMW avant l'invention du Paralever.

Guzzi a employé aussi un sytème assez proche. et Kawasaki a récemment rejoint le club avec sa GTR 1400 et son Tetralever.

Dans tous ces exemples, le bras simple est remplacé par un quadrilatère déformable (et non un parallélogramme, j'insiste !), mécanisme analogue au principe des triangles superposés.

Ainsi, la trajectoire du centre de la roue par rapport au châssis n'est plus un arc de cercle centré sur l'axe de bras oscillant. On obtient "virtuellement" un bras oscillant très long dont le pivot est le Centre Instantané de Rotation du porte-roue par rapport au châssis.

Pour ce qui concerne les Yamaha routières à transmission par arbre, le bras oscillant est classique mais sa longueur suffisante minimise sans doute les problèmes. Si quelqu'un a des informations sur le comportement des Yamaha 1300 FJR, je suis intéressé !

Je vous invite à consulter le vaste sujet du comportement des suspensions et de la conception des châssis à l'aide de deux excellents documents chez EDUCAUTO :

- anticabrage du véhicule

- cinématiques de suspension anti plongée

En ce qui concerne les transmissions à chaine, les constructeurs proposent un réglage de la position de l'axe de bras oscillant dans le cadre. En effet, on peut ainsi réduire ou augmenter la distance entre cet axe et le brin de chaine tendu. L'effet de chaine peut alors être réduit ou augmenté,avec des conséquences sur la motricité.

Mais rien n'est simple dans ce domaine et la sensibilité au réglage est un casse-tête. Pensez également que la position de ce brin de chaine change en fonction de la démultiplication choisie et en fonction de l'enfoncement de la suspension.

Un réglage a priori "théoriquement valable" dans le stand peut se révéler inefficace une fois en piste. L'essai pratique est toujours nécessaire, de même que la période d'analyse (le "debriefing") qui suit l'essai.

Lisez les commentaires des pilotes réclamant plus de motricité sur le circuit Australien de Philip Island et vous comprendrez :

- Stoner J1

- Stoner J2

"...nous travaillons donc beaucoup sur le train arrière. Nous avons raccourci la moto, nous avons changé certains points de pivot, nous avons baissé l’assise, nous avons changé beaucoup de réglages, mais nous sommes encore en train de chercher quelque chose pour demain..."

Effet de chaine ou effet de bras oscillant ? (2)

Commençons l'étude théorique en remontant de 40 ans en arrière avec la fameuse "4 pattes".
Cette moto dispose d'un bras oscillant classique, assez court, avec deux amortisseurs.
Nous allons calculer le couple exercé sur ce bras oscillant autour de son axe de pivot dans deux situations :
- ensemble moto + pilote à l'arrêt
- ensemble moto + pilote en accélération constante de 0,7 g.

La moto et son pilote sont estimés à 300 kg au total.
Le centre de gravité de l'ensemble (et non de la moto toute seule !) est supposé au milieu des roues, à une hauteur de 550 mm. L'empattement est de 1455 mm.

Compte tenu de ces hypothèses, les forces exercées à l'arrêt sur chaque roue sont de 1500 N pour un poids de 3000 N.
La chaine n'exerce pas d'effort à l'arrêt donc l'intégralité de la force sol / pneu arrière se répercute directement entre l'axe de roue et le bras oscillant.
On peut donc calculer le moment (ou couple) exercé sur bras par rapport à l'axe de pivot.
Ce couple "statique" est donc de 642 N.m.
Si, lorsque la moto roule, ce couple exercé devient supérieur, on pourra dire qu'il y a compression de la suspension arrière.
Si, au contraire, le couple devient inférieur, alors on pourra conclure à la détente de la suspension.
En phase d'accélération la force d'inertie (horizontale) M.a = 300 kg x 7 m/s² = 2100 N s'ajoute vectoriellement au poids (vertical) de 3000 N pour former une force inclinée ver l'arrière, vers le bas, de 3662 N.
Si on néglige les frottements de roulement, la force sol / pneu avant est toujours verticale. Sa norme diminue fortement à cause de l'accélération (le fameux "transfert de charge").
Pour la roue arrière, la force sol / pneu arrière n'est plus verticale. Elle est inclinée vers l'avant grâce à l'adhérence du pneu. Sans adhérence (sur la glace !) la force resterait verticale et on ne pourrait accélérer. Il en résulte une situation de "pseudo équilibre" sous l'action de 3 forces concourantes.
Une résolution graphique nous permet d'obtenir ce qui nous intéresse le plus ici : la force exercée par le sol sur la roue arrière.
On obtient une force de 3110 N fortement inclinée vers l'avant.
Remarques :
- si G est trop haut il y a wheeling sans pouvoir arriver à cette valeur.
- si l'adhérence est trop faible, ça patine sans pouvoir non plus atteindre cette accélération.

On remarque ici que le support de la force sol / pneu arrière passe légèrement au dessus de l'axe de pivot du bras oscillant dans le cadre.
Ceci veut dire que cette force provoque un couple qui tend à comprimer l'amortisseur...Mais le comprime-t-il plus ou moins qu'à l'arrêt ???
La norme de cette force est importante (3110 N) mais la distance avec l'axe de bras est devenue très faible du fait de l'inclinaison de cette force.
Pour résoudre, on isole d'abord l'ensemble roue arrière (avec pneu et couronne).
Encore un équilibre à 3 forces concourantes qui permet de trouver la force exercée par le bras oscillant (8544 N) et la tension de chaine (6205 N).
On peut donc ensuite retrouver le couple provoqué sur le bras oscillant : 654 N.m.
Soit seulement 12 N.m de plus qu'à l'arrêt. Moins de 2% de plus alors que la composante verticale de la force exercée par le sol sur la roue arrière passe de 1500 N à 2294 N soit + 53 % !!
Sur cette moto ancienne, on peut donc constater que la suspension arrière s'enfonce (légèrement) à l'accélération.
Mais sa géométrie limite les performances. En effet, la position de l'axe du pivot de bras oscillant ne permet pas de profiter d'un facteur d'adhérence supérieur à 1,2 (Tan 50,66° = 1,22).

Or, les pneus de course actuels permettent des facteurs de l'ordre de 1,6 à 1,7 !! (Témoins les angles impressionnants pris en virage, supérieurs à 58° !)
Nous allons donc refaire tous ces calculs et tracés pour une géométrie moderne, dans les mêmes situations : à l'arrêt et sous 0,7 g d'accélération. Puis nous comparerons les résultats...

MV Agusta Brutale : le châssis en vidéo.

Une splendide animation numérique...

Effet de chaine ou effet de bras oscillant ? (1)

La moto est décidément un engin vraiment farfelu.

Après avoir longuement disserté à propos des inconvénients de la fourche télescopique (qui malgré tout semble vouloir se maintenir encore quelques années !) intéressons-nous à la suspension arrière. Depuis de nombreuses années, c'est le bras oscillant qui règne sans partage ou presque ! On trouve des "bras classiques", formant une sorte de fourche maintenant la roue de chaque côté ou des monobras, sur lesquels la roue est accrochée en porte-à-faux. Avant les années 80, le bras oscillant classique actionnait une paire d'amortisseurs. Aujourd'hui, on rencontre le plus souvent des sytèmes à amotisseur central unique, actionné directement ou via des basculeurs et des biellettes.

Mais tous ces ingénieux systèmes ne permettent pas de résoudre un défaut majeur lié au principe même du bras oscillant, associé à une transmission par chaine.

Considérons le brin tendu (brin supérieur) de la chaine en phase d'accélération.

Celui-ci tire sur la couronne arrière liée à la roue. Comme il passe au dessus de l'axe du bras oscillant (axe de pivot du bras dans le cadre), il entraine un couple qui "devrait" comprimer la suspension.

A cet "effet de chaine" s'ajoute l'augmentation de la composante verticale de la force exercée par le sol sur le pneu lors du transfert de charge vers l'arrière à l'accélération.

On pourrait donc croire que la suspension arrière devrait s'enfoncer franchement dès qu'on met du gaz....

MAIS ce n'est pas le cas ! En effet, la force exercée par le sol sur le pneu a aussi une composante horizontale. Celle-ci est bien utile car sans elle, aucune accélération possible. Elle est égale au produit de la masse en mouvement (moto + pilote) par son accélération. Elle pourra être d'autant plus forte que l'adhérence est forte.

Et aujourd'hui, avec les slicks modernes sur circuit, l'adhérence est fabuleuse.

Or, cette composante horizontale est dirigée vers l'avant et passe au dessous de l'axe de bras oscillant. Il en découle un couple qui a tendance à faire pivoter le bras dans le sens inverse des actions précédentes, dans le sens de la détente de la suspension.

Regardez une moto moderne à l'accélération : c'est ce qui se produit. La moto se lève de l'arrière ! La télémétrie est formelle et surprend nombre de pilotes...

Pas d'erreur, la logique de l'équilibre mécanique est respectée.

Cette animation (aux déplacements exagérés !) montre le mouvement du bras oscillant à l'accélération.

Site web du StartingBlock

Vous roulez sur circuit, en compétition ou pour le loisir, en professionnel ou en amateur et votre moto est dépourvue de démarreur électrique. La solution :
Le StartingBlock !
Le vrai, l'original ! Celui qui équipe les meilleures équipes de Moto GP ou de Superbike.
La liste des clients fidèles est longue :
- Yamaha factory (Rossi, Lorenzo)
- Tech3 (Edwards, Toseland)

Mais aussi : De Puniet, Nakano, Mac Williams, Tamada, West, Jacques, Hopkins, Checa, Melandri, Guintoli, Roberts Jr, Nieto, Gimbert, Xaus, Kagayama, Neukirchner, Elias...etc.

Souvent imité, jamais égalé. Méfiez-vous des contrefaçons. Achetez (et savourez !) le StartingBlock original.

Contact : startingblock@orange.fr

Démonstration en vidéo (avec la télécommande au pied !) :

Tech 3 Moto GP : 100% USA !

En 2010, les deux machines de Moto GP du team Tech3 seront pilotées par des américains :

Colin EDWARDS et Ben SPIES.

Soit "Colin l'ancien" qui roule encore très fort (des espoirs pour une 5ème place finale en 2009) et "Ben le prodige" qui a déjà un copieux palmarès en championnat américain (sur Suzuki, les malheureux qui l'ont lâché !) et en mondial SBK.

Le team Tech 3 aura fort à faire en 2010 avec également des motos engagées en Moto 2.

Rappelons que toutes les motos de cette nouvelle catégorie disposeront du même moteur Honda 600 dérivé du CBR 600 RR. Ce dernier se fait attendre et tous les concepteurs de châssis devront se contenter du modèle de série pour leurs travaux d'hiver...

Au passage, si quelqu'un dispose d'informations précises sur le moteur Honda CBR 600 RR de dernière génération, je suis preneur pour mes recherches (plan 2D ou modèle 3D, photos détaillées, extraits de manuels d'atelier...). Merci !

BTS AVA option motocycle

Pour les jeunes passionnés de moto, un établissement public dans le 94 : lycée Jacques BREL à Choisy.
Première promotion en septembre 2009.

Pour qui ?
- les bons ou très bons bacs pros maintenance automobile
- les titulaires d’un bac STI génie mécanique option systèmes motorisés.
- les bacheliers S

Avis aux amateurs !



Sur le site de l'orientation ONISEP on ne trouve que 5 établissements, presque tous privés.

Démontage d'une roue avant

J'ai fait cette petite recherche pour expliquer que, parfois, il est nécessaire de déposer les étriers pour enlever la roue.

On ne rencontre pas ce problème si on travaille sur une petite moto, par exemple un trail équipé d'un seul disque. En effet, dans ce cas, le garde-boue est accroché au té inférieur et il est facile de tourner le fourreau de fourche pour dégager l'étrier. De plus, la jante étant de grand diamètre, elle laisse beaucoup de place autour de l'étrier et l'extraction est grandement facilitée.

Avec une moto de route ou de sport équipée de deux disques et d'une jante de 17 pouces, le démontage des deux vis de fixation des étriers devient obligatoire.

Voici un lien vers un document pdf très bien illustré. En même temps, vous pourrez en savoir plus sur le démontage complet d'une fourche (la moto est une Fazer).

Ci-dessous, une vidéo (en anglais) montrant le démontage d'une Yamaha (R1 ou R6).

Il s'agit ici d'étriers à fixation dite "radiale" mais le problème et la méthode sont identiques avec des étriers classiques.

Ici, sur DailyMotion, un entraînement au démontage de la roue avant avec le team ABG Performance. Les mécaniciens démontent les étriers pour sortir la roue. La moto disposant de raccords rapides permettant de déconnecter le circuit hydraulique, les étriers sont déposés entièrement.

D'autres équipes, disposent de motos aux tés élargis, avec une fixation particulière du garde-boue, pour permettre le démontage de la roue après pivotement des étriers. Les équipes Superbike les plus affûtées sont quant à elles dotées de fourches très coûteuses intégrant un mécanisme de démontage rapide.

Maintenant, si vous utilisez une moto JBB (mais vous êtes hélas peu nombreux à ce jour !), voici comment ça se passe :

Vous constatez que le démontage (bras de suspension mis à part) est identique à celui d'une voiture. L'ensemble disque + étrier reste en place quand on démonte la roue.

Il s'agit ici du modèle "endurance". La roue est maintenue par un écrou central conique.

Sur le modèle "vitesse" ou "route", la roue est fixée par 4 vis.

Bol d'or 2009 : La MetisS avec Moto Revue.

Une belle photo et la vidéo de l'interview sur MOTO REVUE.COM

Bol d'or 2009 : résumé sur Renna.fr

Cliquez sur le titre pour lire le résumé de Renzo...


et là pour les photos.

Shell Eco Marathon : 2010 Rules

En cliquant sur le titre vous accéderez au nouveau réglement du Shell Eco-Marathon 2010.

Première surprise : la largeur hors-tout du montage pneu-jante des Urbans Concepts descend à 80 mm !
Quand on sait que nous avons été obligés de changer l'an dernier nos 4 pneus pour monter des pneus plus larges...!

De plus, les précisions sur le harnais de sécurité risquent de nous contraindre à acheter un harnais de compétition. Un investissement important.

Le premier objectif au lycée Durzy est déjà la renaissance du club.
Il faut qu'une nouvelle équipe se forme pour espérer un engagement à la compétition en 2010.

Bol d'or 2009 : 14 ème heure

Quelle déception ! La Metiss a abandonné avant la fin de la nuit, après 394 tours.

Maxwell a chuté et a du laisser continuer ses coéquipiers à 2.

Puis, les problèmes d'alimentation sont réapparus, obligeant à un nouvel arrêt et changement d'injecteurs et pompe à essence. Tout allait bien à la reprise mais un serrage moteur est venu stoppé définitivement l'équipe dans sa course. C'est vraiment dommage.
J'espère qu'Emmanuel n'est pas trop gravement touché et qu'il se rétablira très vite.
Dans les têtes, ça doit faire mal aussi.

Devant, il n'y a que 4 tours entre la Suz du Sert, en tête, et la Yam du Yart, 5 ème.
La Honda Michelin 63 est 2ème ; suivent la Yam GMT 94 et la Kawa GSR 11.

Bol d'or 2009 : 9ème heure.

Voilà, ça y est, on est dimanche. Mais la nuit est longue et piégeuse.

Devant, la Suz du Sert est repassée devant la Yam du GMT 94. La Honda Michelin 63 est collée derrière. Une bagarre incroyable.

Pour la Metiss les efforts se poursuivent mais la BMW vient de nous passer. Elle est 15ème et la Metiss 16ème à 00h20 ce dimanche matin.

Bol d'or 2009 : 8ème heure de course.

Vers 21h00, la Metiss a montré quelques faiblesses moteurs : ça "ratatouille dans les tours".

Un arrêt au stand avec changement de rampe d'injecteurs et de pompe (+ le réservoir lié avec !) et c'est reparti. Tout fonctionne et la moto remonte ; Après être tombée 17ème, la voici 14 ème à 23h01.

Bol d'or 2009 : 5ème heure.

La Metiss se maintient dans le Top Ten.

Tout mon soutien pour Emeric Jonchière, durement blessé dès le 2ème tour de ce Bol d'or.

Bol d'or 2009 : 4ème heure de course.

La Metiss pointe à la 10ème place. Superbe !
Je croise les doigts...

Une petite image de la bagarre (merci Moto Planete).

Devant, ça se bouscule. La Honda Power Research fait le yoyo, n°3 derrière la Yam du GMT 94.
La Suz n°1 du Sert est en tête.

Bol d'or 2009 : 1ère heure.

Après un début de course très chaud et malheureusement une chute impliquant plusieurs concurrents, la Metiss voit le bout de son premier relais à la 7ème place ! L'équipe réalisant généralement des relais assez long, elle devance ceux qui sont déjà passés par le stand...
La 11 ème ou 12 ème position devrait mieux correspondre à son classement réel que nous constaterons à l'issue de son 1er arrêt.

Suivez le Bol d'or 2009 sur Orange TV

Le live sur Orange TV.

Warm up Bol d'or 2009

17 ème place pour la Metiss lors du warm up de ce Bol d'or 2009 à Magny-Cours, avec une vitesse de pointe de 274 km/h...
...juste devant la BMW qui est une 4 cylindres cette fois-ci ! Le flat-twin d'usine qui courrait en OPEN n'est plus là.

Retour sur Cadwell Park

Un petit retour juste pour donner un résultat important en British Supermono.

Michaël PAYNE a de nouveau terminé second deriière (toujours le même !) Mark LAWES.

"...I'm a bit disappointed that I was beaten by Mark Lawes again ! I tried some new valving in the rear shock absorber, it helped in one part of the track but made me slower in the other two sectors where I had been the fastest ! So still some work to do on the rear end of the bike..."

3D endurance sans Manu.

3D endurance est bien sûr présent (comme dab') à ce BOL D'OR 2009 mais sans son pilote - responsable technique Emmanuel LABUSSIERE. Les images du site officiel font apparaître une blessure à la cheville, sans doute consécutive à une chute lors des essais pré-bol (tout ça est à confirmer !). Souhaitons à Manu un prompt rétablissement. Il doit certainement trépigner dans le stand à regarder ses petits camarades rouler en piste...

quelques images sur le site 3D Endurance :

pic1

pic2

pic3

La Metiss au Bol d'or 2009

Une belle image sur Moto planète...

Deux nouveaux pilotes accompagnent "Maxwell" dans l'aventure.

Qualifications à la 22 ème place. C'est très bien quand on connait la qualité du plateau et l'absence de pneus "Kalif" pour l'équipe n°45.

N'hésitez pas à aller voir le site RenNa pour des infos en direct !

Des nouvelles également sur Team Metiss.

Cadwell Park...sans moi !

Une pensée pour tous les veinards présents ce weekend à Cadwell Park : Michaël Payne et son mono, Yves KERLO et tous ses amis de l'ICGP...J'ai cherché toutes les solutions pour être là mais c'était vraiment trop "short". Je reste "at home" avant la rentrée...

C'est un grand weekend qui s'annonce avec le Superbike anglais (le fameux BSB) et le retour de notre frenchy Sylvain GUINTOLI. Le circuit de Cadwell Park est fabuleux et vous en met plein les yeux. On est loin des gigantesques grillages des circuits français. Ici, on est au coeur de la course et les images sont incroyables.

Le site KERLO CLASSIC.

Le site du supermono européen. Et le supermono anglais. (Certaines épreuves sont communes).

Le site de Cadwell Park.

Rouler propre ?

Le monopole du moteur thermique (au supercarburant ou au gazole) est grignoté progressivement par de nouvelles motorisations : on parle de véhicules "hybrides", "électriques", "à hydrogène", "à énergie renouvelable"...etc. Mais la confusion règne encore dans les esprits. Essayons donc de donner un sens à tout ceci.

Pour faire simple, sans trop détailler les multiples variantes possibles, on recense 2 types de moteurs :

• Le moteur thermique : celui que l'on connaît sur la plupart des voitures est un moteur 4 temps à pistons. Le carburant provient du pétrole. Il s'agit de supercarburant ou de gazole.
• Le moteur électrique : il peut être à courant continu (comme l'électricité de votre batterie auto 12 volts) ou alternatif (comme la prise secteur 220 volts de votre logement). On trouvera les termes "brushless", "synchrone", "pas à pas"...etc.

Dans une voiture classique, on utilise un moteur thermique.

Dans une voiture électrique, on utilise un moteur électrique. Jusqu'ici ce n'est pas trop compliqué !

Dans un véhicule hybride, on utilise les deux ! Parfois en même temps, parfois séparément.

Par exemple, le véhicule hybride le plus célèbre actuellement est la TOYOTA Prius qui utilise un moteur thermique (fonctionnant au Super) et un moteur électrique accouplés au travers d'un mécanisme à engrenages épicycloïdaux. La vitesse de ce véhicule est proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur électrique.

Certains parlent de moteur à hydrogène sans rien préciser. Là encore on peut séparer en deux :

• soit on parle de moteur électrique alimenté en électricité par une pile à combustible, elle-même alimentée par de l'hydrogène.
• soit on parle de moteur thermique directement alimenté en hydrogène.

Dans les deux cas, rappelons que l'hydrogène n'existe pas dans la nature sous forme directement exploitable. Ceux qui pensent faire le plein avec de l'eau H2O pour en extraire le fameux H2 au sein même du mécanisme embarqué sur la voiture peuvent continuer à rêver encore quelques siècles...

Voici un lien intéressant à ce sujet (tiens, il y a TOTAL là-dedans !) :

Comment fabriquer de l'hydrogène ?

95 % de l'hydrogène est actuellement produit à partir du gaz naturel, le méthane CH4. Chacun sait que ce gaz ne tombe pas du ciel. Son obtention est liée à l'extraction pétrolière. Le PETROLE, encore lui !

Aide pour Solidworks

Pour les mordus de CAO, je suis en train d'enrichir "3D Design", mon blog consacré à la conception assistée par ordinateur (et au logiciel Solidworks en particulier). Venez y faire un tour en cliquant sur le titre ou ICI.