L’Homocinétique Pour Les Nuls

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Noël Guilbert / 1 day ago

L’homocinétique pour les nuls

Résumé de l’homocinétique appliquée à la moto, et de la spécification fonctionnelle, pierre angulaire du développement du GECO.

Introduction

Rappelons nous déjà comment une moto conventionnelle (disons plutôt sportive) est construite: 2 roues, 1 cadre périmétrique, une fourche télescopique devant et un bras oscillant derrière. Au bout de tout ça 2 roues et au milieu un moteur.

La fourche possède un angle de chasse particulier*, qui défini sa maniabilité et sa stabilité: plus l’angle de chasse est réduit, plus la moto est maniable, mais moins elle est stable. Et vice-versa. Les motos sportives ont un angle de chasse d’environ 23/24º, ce qui donne un bon compromis entre stabilité et maniabilité.

Les bras oscillants ont des designs plus ou moins différents, le but étant d’obtenir un compromis correct pour être assez stable afin de réduire les variations angulaires: l’allonger limite les variations, mais impose de réduire l’encombrement du moteur pour ne pas trop allonger la moto (une moto courte tourne mieux). Plus le comportement est neutre, plus on a de traction sur la roue arrière.

Problématique

Maintenant, ce n’est pas parfait, et les différents compromis de conceptions génèrent des mouvements parasites, à la fois à l’avant mais aussi à l’arrière. L’avant est assez difficile a visualiser, mais les effets parasites à l’arrière sont plus connus: on les entend. Quand une moto accélère sur des bosses, on entend les variations de régime moteur.

Source: JBB vs Telesco https://youtu.be/R9i_xgwDayY

Pour l’avant, le fait d’avoir une fourche télescopique avec un angle de chasse, et donc pas perpendiculaire au sol, fait que la roue avant recule par rapport à la moto lorsque la suspension s’enfonce (la roue se rapproche de la moto). De fait, la roue avant ralentit plus vite que le reste de la moto. Lors des freinages, cela entraîne des différences de couple de freinage, qui se répercutent sur le pneu avant, et peut faire « perdre l’avant ».

Autre inconvénient: à l’accélération, le manque de stabilité tend à faire guidonner les motos: c’est pour cette raison qu’on a inventé l’amortisseur de direction !

 

 

 

Gros freinage + centre de gravité trop haut

Dernier problème: une moto freine plutôt mal comparé à une voiture. Une F1 approche les 5G au freinage, et une moto aura du mal à dépasser les 2G. Pourquoi? L’aéro, les pneus, etc., mais surtout un centre de gravité qui est beaucoup plus haut placé sur une moto. Trop de frein et l’arrière se soulève jusqu’à passer par dessus le pilote.

 

 

 

Aussi, ce centre de gravité haut limite l’accélération possible, d’où les système anti-wheeling/traction control des motos sportives, qui coupent le moteur si la roue avant décolle du sol. Abaisser le centre de gravité permettrait de freiner et d’accélérer plus fort. Le problème, c’est qu’un centre de gravité bas sur une moto la rendra moins maniable.

L’homocinétique

Donc, LA question qu’Eric Offenstadt s’est posée est: comment on peut concrètement améliorer ces problèmes? Après des années d’expérimentations, il s’est rendu compte d’une chose: il faut effacer les effets parasites (en freinage, en courbe, en accélération et à pleine vitesse). La seule solution possible qui s’imposait alors était simple: en respectant les lois de la physique, on peut régler ces problèmes.

Comment est-ce qu’on peut faire une moto qui soit à la fois stable à haute vitesse et maniable en courbe? Comment peut on réduire les problèmes de « perte de l’avant » au freinage? Comment peut-on améliorer la traction sur la roue arrière?

C’est ici qu’arrive l’homocinétique (enfin!). L’homocinétique consiste à ce que tous les éléments d’un ensemble soient synchronisés, et travaillent alors de concert, plutôt que l’un contre l’autre (les fameux compromis).

Eric Offenstadt l’a défini de cet façon : « c’est faire en sorte que les points de contact au sol aillent toujours à la même vitesse que le centre de gravité ».

Sur le GECO, ça se traduit par plusieurs concepts:

– spécification fonctionnelle

– stabilité & maniabilité constante

– couple de freinage constant

– F.R.I.C.

Spécification fonctionnelle

S’il n’y avait qu’une seule chose à conserver, c’est bien cette notion. Au lieu de construire un cadre, y coller des suspensions, un pilote, et aller essayer voir ce que ça donne (ok ok, je caricature), l’idée est de penser à ce qu’on veut faire d’abord.

Qu’est-ce qu’on chercher à améliorer concrètement? Pour une moto de piste, c’est de pouvoir freiner et accélérer fort, avoir de la maniabilité, et que la machine reste stable.

Et à partir de là, rechercher comment, en respectant les lois de la physique, on peut avoir une moto qui répond à ces problématiques. Et bien entendu, la réponse immédiate n’est pas de « mettre une télesco, un cadre périmétrique et un bras oscillant ». Mais plutôt de définir les cinématiques attendues, et de trouver des solutions techniques pour y répondre.

La preuve en est: le GECO R09 avait un cadre treillis tubulaire, un fourche à bras tiré et un bras oscillant treillis. Le R15 a un cadre périmétrique, une fourche type télescopique et un bras oscillant renforcé. Et malgré tout, les mêmes cinématiques.

Stabilité & maniabilité constantes

La conception d’une suspension avant classique impose la recherche d’un compromis entre la maniabilité et la stabilité. D’où les angles des chasses compris entre 23 et 24º.

Mais pourtant, il est possible de concevoir une suspension sans compromis: stable ET maniable. Plus précisément : la stabilité est le produit de la chasse par la charge (la force appliquée sur le pneu avant). Pour ça, il faut concevoir une suspension qui offre:

• une chasse importante en phase d’accélération pour plus de stabilité
• une chasse courte en virage pour plus de maniabilité
• un effort constant sur le pneu

Le GECO R15 a une fourche télescopique a géometrie variable, pour permettre d’avoir un angle de chasse court au freinage, et plus grand en phase d’accélération. Ça passe par des tés asymétriques et des bas de fourches déporté pour procurer la cinématique voulue.

Ce concept, développé avec Tecmas au début des années 2000, fonctionne de cette façon:

(Merci Stéphane Meunier pour l’animation)

Et magie, cette cinématique permet de se passer d’un amortisseur de direction, preuve de sa stabilité.

Pour s’assurer du bon fonctionnement de la cinématique, il est nécessaire de conserver une assiette stable. Le but est de limiter autant que possible de lever de l’arrière de la moto au freinage.

Elle dispose d’un amortisseur supplémentaire, limitant cet effet, et permettant également d’avoir un centre de gravité un peu plus bas (l’arrière se lève moins au freinage), et donc d’augmenter les capacités de freinage.

Le GECO R09 avait une suspension différente, mais avec la même cinématique.

Couple de freinage constant

Le GECO dispose aussi d’un système permettant de conserver un couple de freinage constant même lorsque que la suspension se déplace.

Ce système fonctionne en déplaçant légèrement les étriers de freins afin de conserver la même force de freinage quelque soit la position ou le mouvement de fourche.

F.R.I.C

Le F.R.I.C (Front Rear Inter Connected) c’est chic est un système de liaison avant-arrière des suspensions. Oui, comme sur les 2cv ou les F1.

Son but est d’abaisser le centre de gravité lorsque cela est nécessaire: au freinage et à l’accélération. Lorsque la suspension avant s’enfonce, un mécanisme permet de comprimer également la suspension arrière. Cela permet de retarder le déclenchement des systèmes anti-wheeling pour pouvoir accélérer plus fort. Mais aussi

de freiner plus fort sans que la roue arrière décolle du sol.

Notez l’enfoncement de la roue arrière

Le concept a été développé sur le R09, mais n’est pas encore adapté sur le nouveau R15.

Des questions?

N’hésitez pas à poser vos questions ci-dessous ainsi que sur le groupe Facebook Progecomoto

 

*: On parle d’angle de chasse dans l’article, qui est un terme générique, mais pas tout à fait exact. « L’angle de chasse » (ou l’angle de colonne) est l’inclinaison de la colonne de direction (et donc de la fourche) il est souvent aux environ de 24° pour une moto à tendance sportive. La chasse est la distance au sol entre le point sous l’axe de roue avant et celui dans la continuité de la colonne de direction. L’angle de chasse. Plus l’angle de chasse est fermé plus la chasse est faible. Le déport des tubes par rapport à la colonne de direction (dans les tés de fourche) influe aussi sur la chasse, tout comme le diamètre de la roue avant ou dans une moindre mesure la hauteur du pneu.

Une chasse courte rend la moto plus réactive, plus maniable, mais cette maniabilité s’obtient au détriment de la stabilité en ligne droite et au freinage. La longueur de chasse idéale est donc une histoire de compromis.

A noter également, sur une fourche télescopique classique la chasse diminue au freinage mais uniquement par le changement d’assiette de la moto : c’est une fourche à chasse fixe.

25 septembre 2016 dans Avancement du projet. Mots-clés :Geco, homocinétique, Innovation moto, moto française

[Léomath]

1 journée pour comprendre... merci les sujets pour les nuls...

 

On parle quand même beaucoup de chasse sur ce forum....

[lpm34]

et encore.. on se retient !!

[Artur34]

C'est passionnant, mais ça n'est pas le seul facteur sinon après toujours plus d'essais on revient toujours quand on veut de la performance à des suspensions classiques et plus simples. La recherche est encore nécessaire mais surtout des essais et encore des essais, je crois que les budgets manquent...

[WillHO3]

Le projet Geco est très bien sur le papier.

 

Pensé pour les sportives, il donnera probablement des résultats intéressant sur piste.

 

Par contre, totalement inadaptée à la pratique hors chemin/enduro.

 

Alors quel avenir alors que les trails routiers se démocratisent et tiennent le haut du marché des ventes ?

[lpm34]

il y aura de l'avenir, je n'en doute pas... apres il n'est pas impossible d'avoir deux types de suspensions selon les categories de motos

ca s'est deja vu

[WillHO3]

La tendance est plutôt à l'uniformisation et aux économies d’échelle hélas. D'où ma conclusion d'absence d'avenir grand public.

 

En même temps, quel triste monde ou les motos ne devraient toujours plus que rouler sur leurs deux roues. Imaginez la tristesse des photos dans les magazines et autres webtv. Sans parler des stunters qui déshabillent depuis toujours des sportives...

[lpm34]

je pense que si ils arrivent a prouver que c'est bien meilleur en competition, cette suspension pourrait se generaliser