Suspension de moto - Motorcycle suspension

La suspension d' une motocyclette a un double objectif: contribuer à la maniabilité et au freinage du véhicule, et assurer la sécurité et le confort en gardant les passagers du véhicule confortablement isolés du bruit de la route, des chocs et des vibrations.

La moto typique a une paire de tubes de fourche pour la suspension avant et un bras oscillant avec un ou deux amortisseurs pour la suspension arrière.

Suspension frontale

La forme de suspension avant la plus courante pour une moto moderne est la fourche télescopique . D'autres conceptions de fourche sont des fourches à poutres, suspendues à des liens parallèles suspendus (pas courant depuis les années 1940) et des conceptions de liens d'attaque inférieurs, peu courants depuis les années 1960.

Vincent Black Lightning avec suspension avant Girdraulic

Certains fabricants (par exemple Greeves) ont utilisé une version du bras oscillant pour la suspension avant sur leurs conceptions de motocross. Une version unilatérale de l'idée est également utilisée dans les scooters à moteur tels que la Vespa .

La direction moyeu-centre telle que développée par Ascanio Rodorigo , sur un concept associé à Massimo Tamburini, est un système alternatif de bras oscillant avant complexe qui implique une suspension et une direction, comme on le voit dans des projets tels que les motos Bimota Tesi et Vyrus .

Fourches télescopiques

Scott a produit une moto avec des fourches télescopiques en 1908, et continuerait à les utiliser jusqu'en 1931. En 1935, BMW est devenu le premier fabricant à produire une moto avec des fourches télescopiques à amortissement hydraulique. La plupart des motos utilisent aujourd'hui des fourches télescopiques pour la suspension avant. Les fourches peuvent être plus facilement comprises comme de simples amortisseurs hydrauliques de grande taille avec des ressorts hélicoïdaux internes . Ils permettent à la roue avant de réagir aux imperfections de la route tout en isolant le reste de la moto de ce mouvement.

Fourches télescopiques sur une BMW 1969

Le haut des fourches est relié au cadre de la moto dans une pince à triple arbre (connue sous le nom de «joug» au Royaume-Uni), qui permet de tourner les fourches afin de diriger la moto. Le bas des fourches est relié à l'essieu de la roue avant.

Sur les fourches télescopiques conventionnelles, la partie inférieure ou les corps de fourche ( «fourches coulissantes » au Royaume-Uni), glissent de haut en bas sur les tubes de fourche ( «chandeliers de fourche» au Royaume-Uni). Les tubes de fourche doivent être lisses comme un miroir pour sceller l'huile de fourche à l'intérieur de la fourche. Certains tubes de fourche, en particulier sur les premiers roadsters et les motos tout-terrain, sont enfermés dans des guêtres de protection en plastique .

Les fourches «inversées » (USD) , également appelées fourches inversées, sont installées inversées par rapport aux fourches télescopiques conventionnelles. Les corps de glissières sont en haut, fixés dans les pinces triples , et les tubes de chandelier sont en bas, fixés à l' essieu . Cet arrangement en USD présente deux avantages: (i) il diminue le poids non suspendu de la motocyclette; et (ii) il augmente la rigidité en torsion , ce qui peut améliorer la maniabilité. Les deux inconvénients des fourches USD sont: (i) elles sont plus chères que les fourches télescopiques conventionnelles; et (ii) ils sont susceptibles de perdre toute leur huile d'amortissement en cas de défaillance d'un joint d'huile. Les fourches USD se trouvent généralement sur les motos de sport , bien que la Honda Valkyrie soit équipée de fourches USD.

Réglage de la précharge

Les suspensions de moto sont conçues de manière à ce que les ressorts soient toujours sous compression, même lorsqu'ils sont complètement étendus. La précharge est utilisée pour ajuster la position initiale de la suspension avec le poids de la moto et du pilote agissant sur elle.

La différence entre la longueur complètement déployée de la suspension et la longueur comprimée par le poids de la motocyclette et du pilote est appelée «affaissement total» ou «affaissement de course». L'affaissement total est réglé pour optimiser la position initiale de la suspension afin d'éviter un creux ou un dépassement dans des conditions de conduite normales. "Bottoming out" se produit lorsque la suspension est comprimée au point où elle ne peut plus se comprimer mécaniquement. Le basculement se produit lorsque la suspension s'étend complètement et ne peut plus s'étendre mécaniquement. L'augmentation de la précharge augmente la force initiale sur le ressort, réduisant ainsi la flèche totale. La diminution de la précharge diminue la force initiale du ressort, augmentant ainsi l'affaissement total.

Certaines motos permettent le réglage de la précharge en modifiant la pression d'air à l'intérieur des fourches. Les soupapes en haut des fourches permettent d'ajouter ou de libérer de l'air de la fourche. Plus de pression d'air donne plus de précharge, et vice versa.

Amortissement de la fourche

Les conceptions de fourche de base utilisent un simple système de tige d'amortisseur , dans lequel l' amortissement est contrôlé par le passage de l'huile de fourche à travers un orifice. Bien que bon marché à fabriquer, il est difficile de régler de telles fourches, car elles ont tendance à donner trop peu d'amortissement à de faibles vitesses de curseur, mais trop d'amortissement à des vitesses de curseur plus élevées. Tout réglage de réglage sera toujours un compromis, donnant un amortissement à la fois trop mou et trop rigide. Puisque les fourches agissent comme des amortisseurs hydrauliques, changer le poids de l'huile de fourche modifiera le taux d'amortissement. Certaines fourches télescopiques ont des réglages externes pour l'amortissement.

Une approche plus sophistiquée est la fourche à cartouche , qui utilise des cartouches internes avec un système de soupape. L'amortissement à basse vitesse du curseur est contrôlé par un orifice beaucoup plus petit, mais l'amortissement à des vitesses de curseur plus élevées est contrôlé par un système de cales flexibles, qui agissent comme une soupape de dérivation pour l'huile de fourche. Cette valve présente un certain nombre de telles cales d'épaisseurs variables qui recouvrent les orifices de la valve pour contrôler l'amortissement de la fourche sur des bosses à haute et moyenne vitesse.

Certaines des cales (ou «ressorts à lames») se soulèvent avec peu de force, ce qui permet au fluide de s'écouler à travers l'orifice. D'autres ressorts nécessitent une plus grande force pour se soulever et permettre l'écoulement. Cela donne la fourche dégressives amortissement, lui permettant d'être raide sur de petites bosses, mais relativement plus souple sur les bosses plus grandes. De plus, les ressorts (ou cales) ne permettent l'écoulement que dans une direction, de sorte qu'un jeu de ressorts contrôle l'amortissement de la compression et un autre l'amortissement du rebond. Cela permet de régler les amortissements séparément.

Les émulateurs de cartouche sont des pièces de rechange qui font que les fourches à tige d'amortisseur se comportent pratiquement comme des fourches à cartouche. L'orifice d'amortissement dans la tige d'amortissement est rendu si grand qu'il n'a pratiquement aucun effet sur l'amortissement, et à la place un "émulateur" prend en charge la fonction d'amortissement. L'émulateur a un très petit orifice pour un amortissement à faible vitesse de fourche et une pile de cales réglable pour un amortissement à vitesse de fourche élevée.

Les fourches à cartouche à gaz , qui sont devenues disponibles en 2007, se composent de cartouches à gaz installées dans des fourches standard. Ce kit convient aux classes de course supersport, où la réglementation interdit un remplacement complet de la fourche mais autorise la modification des fourches d'origine.

Plongée au frein

L'application des freins d'une motocyclette en mouvement augmente la charge supportée par la roue avant et diminue la charge supportée par la roue arrière en raison d'un phénomène appelé transfert de charge . Pour une explication détaillée et un exemple de calcul, consultez la section sur le freinage de l' article Dynamique des vélos et motos .

La fourche Earles de BMW 1955-1969 éliminée et la plongée inversée des freins

Si la moto est équipée de fourches télescopiques , la charge supplémentaire sur la roue avant est transmise par les fourches, qui se compriment. Ce raccourcissement des fourches fait descendre l'extrémité avant du vélo, ce qui s'appelle la plongée avec frein . Les fourches télescopiques sont particulièrement sujettes à cela, contrairement aux principaux modèles de maillons.

La plongée avec frein peut être déconcertante pour le pilote, qui peut avoir l'impression d'être sur le point d'être projeté par-dessus le devant de la moto. Si le vélo plonge jusqu'à atteindre la fourche avant, cela peut également causer des problèmes de tenue de route et de freinage. L'un des objectifs d'une suspension est d'aider à maintenir le contact entre le pneu et la route. Si la suspension a atteint le fond, elle ne bouge plus comme elle le devrait et n'aide plus à maintenir le contact.

Alors que le piqué excessif des freins est déconcertant et que le fond peut entraîner une perte de traction, un certain piqué de frein réduit le râteau et la traînée de la moto, lui permettant de tourner plus facilement. Ceci est particulièrement important pour les coureurs qui freinent les pistes à l'entrée des virages.

Frein plongée avec fourches télescopiques peut être réduite soit en augmentant le taux d'élasticité des ressorts de fourche, ou en augmentant la compression d' amortissement de la fourche. Cependant, tous ces changements rendent la moto moins agréable à conduire sur des routes accidentées, car l'avant sera plus rigide, dans les années 1980, divers fabricants ont tenté de contourner ce problème par des méthodes anti-plongée telles que:

Honda TRAC
  • ACT: Développé par Marzocchi et monté sur des motos Buell telles que la Buell RR 1200 (1988).
  • ANDF (fourches de plongée anti-nez): Ceci a été installé sur un certain nombre de modèles Suzuki GSX et le RG250.
  • AVDS (Automatic Variable Damping System): Il a été installé sur un certain nombre de motos Kawasaki.
  • NEAS (nouvelle suspension activée électriquement): Comme monté sur les Suzuki GSX-R 1100 et GSX-R 750 Limited Edition.
  • PDF (Posi Damp Fork): Ceci a été installé sur les Suzuki RG500, GSX1100E / GS1150E et GSX-R 750 et était une amélioration des unités anti-plongée précédentes (qui fonctionnent par pression de liquide de frein fermant une valve dans le mécanisme lorsque les freins sont appliquées, limitant le débit d'huile d'amortissement et ralentissant la compression de la fourche). Les unités PDF fonctionnent de la même manière, sauf qu'elles reposent entièrement sur la course de compression elle-même. Les soupapes sont à ressort, donc si la roue heurte une bosse, elles rebondissent sur leurs sièges et rétablissent le flux d'huile pendant un moment pour permettre à la suspension d'absorber le choc.
  • TCS (Travel Control System): système anti-plongée avec amortissement variable. TCS a été introduit sur le FZ 400 R (1984, uniquement pour le marché japonais).
  • TRAC (Torque Reactive Anti-dive Control): Développé par Honda, il s'agit d'un système mécanique simple qui est entièrement contenu dans la suspension avant. L'étrier de frein avant est monté sur une charnière et utilise le couple créé lors de l'action de freinage pour actionner une valve dans la fourche, ce qui empêche l'écoulement d'huile pendant le freinage. Ce système a été installé sur un certain nombre de motos, notamment la série Goldwing de 1983 à 2000, la Pacific Coast , les CB1100F , CB1000C et VFR750F .

Avec l'avènement des fourches à cartouche, qui permettent plus d'amortissement à basse vitesse et moins d'amortissement à haute vitesse que les fourches à tige d'amortissement précédentes, les mécanismes anti-plongée séparés sont généralement tombés en désuétude.

Une autre méthode pour réduire ou éliminer la plongée avec frein dans les fourches télescopiques consiste à utiliser une liaison réactive ou un bras de torsion pour connecter les composants de freinage au cadre de la moto via la triple pince.

Certaines conceptions de fourches atténuent la plongée, l'éliminent ou même l'inversent sans nuire à la suspension avant. La fourche Earles fait partie de ces derniers; lors du freinage brusque du frein avant, l'extrémité avant de la moto se soulève. La fourche Telelever de BMW est conçue pour presque éliminer la plongée, et aurait pu être conçue pour l'éliminer complètement si le fabricant avait choisi de le faire. Les fourches avant à biellette de direction, comme celles utilisées sur certaines motos de l'Oural , peuvent également être conçues pour réduire ou éliminer la plongée.

Fourche Saxon-Motodd (Telelever)

BMW R1200c avec Telelever

Le Saxon-Motodd (commercialisé sous le nom de Telelever par BMW ) dispose d'un bras oscillant supplémentaire qui se monte sur le cadre et supporte le ressort. Cela fait augmenter l' inclinaison et la traînée pendant le freinage au lieu de diminuer comme avec les fourches télescopiques traditionnelles.

Fourche Hossack / Fior (Duolever)

Le Hossack / Fior (commercialisé sous le nom de Duolever par BMW ) sépare complètement la suspension des forces de direction. Il a été développé par Norman Hossack mais utilisé par Claude Fior et John Britten sur les vélos de course. Hossack lui-même a décrit le système comme un «montant dirigé». En 2004, BMW a annoncé la K1200S avec une nouvelle suspension avant basée sur cette conception.

Simple face

Une suspension de bras oscillant avant unilatérale a été utilisée sur la Yamaha GTS1000 , introduite en 1993. La GTS a utilisé la suspension avant RADD, Inc. conçue par James Parker. Une fourche à poutre unilatérale a été utilisée sur la moto allemande Imme R100 entre 1949 et 1951, et le scooter Vespa a une fourche à liaison de fuite unilatérale . Plus récemment, entre 1998 et 2003, le scooter ItalJet " Dragster " a également utilisé une suspension à bras oscillant unilatéral, bien que contrairement au GTS1000, il n'y avait pas de bras de commande supérieur; la partie supérieure de la suspension du Dragster ne servait qu'à transmettre les commandes de direction.

Direction au centre du moyeu

La direction moyeu-centre est caractérisée par un bras oscillant qui s'étend du bas du moteur / cadre au centre de la roue avant au lieu d'une fourche.

Les avantages de l'utilisation d'un système de direction moyeu-centre au lieu d'une fourche de moto plus conventionnelle sont que la direction moyeu-centre sépare les fonctions de direction, de freinage et de suspension.

Avec une fourche, les forces de freinage sont soumises à la suspension, une situation qui conduit à la compression de la suspension, utilisant une grande quantité de débattement de la suspension, ce qui rend extrêmement difficile le traitement des bosses et autres irrégularités de la route. Au fur et à mesure que les fourches plongent, la géométrie de direction du vélo change également, ce qui rend le vélo plus nerveux, et inversement à l'accélération devient plus paresseux. De plus, le fait que la direction fonctionne à travers les fourches entraîne des problèmes de stiction , ce qui diminue l'efficacité de la suspension. La longueur de la fourche de moto typique signifie qu'ils agissent comme de grands leviers sur la poupée, ce qui oblige les fourches, la poupée et le cadre à être très robustes, ajoutant au poids du vélo.

Le coureur d'endurance "Nessie", construit par l' équipe de course Mead & Tomkinson , utilisait une version adaptée de la direction moyeu-centre Difazio , où les forces de freinage étaient dirigées vers le cadre via une fourche pivotante (plutôt que par la tête de direction ). Cela a permis une direction neutre et une absence de piqué des freins.

Suspension arrière

Suspension arrière à piston sur une BMW R51 / 3

Premières suspensions arrière

Alors que les suspensions avant étaient presque universellement adoptées avant la Première Guerre mondiale, plusieurs fabricants n'utilisaient de suspension arrière sur leurs vélos qu'après la Seconde Guerre mondiale. Cependant, les motos avec suspension arrière ont été proposées au public avant la Première Guerre mondiale. Parmi celles-ci, citons la 1909 ASL qui avait à la fois une suspension pneumatique avant et arrière, l' Indian Single de 1913 avec un bras oscillant suspendu à un ressort à lames et le Pope de 1913 avec roues. supporté sur une paire de plongeurs qui étaient chacun suspendus par un ressort hélicoïdal .

Suspension à piston

Plusieurs motos avant et immédiatement après la Seconde Guerre mondiale utilisaient une suspension à piston dans laquelle le mouvement vertical de l'essieu arrière était contrôlé par des plongeurs suspendus par des ressorts.

Les fabricants notables de vélos avec suspension à piston incluent Adler , Ariel , BMW , BSA , Indian , MZ , Saroléa , Norton , Cossack / Ural et Zündapp .

Bien que la suspension à piston puisse être sophistiquée, avec ressort et amortissement à la fois en compression et en détente, elle présentait trois inconvénients (par rapport au bras oscillant presque universel qui lui succédait), comme suit: (i) le débattement de la roue était limité, (ii) la roue pouvait sortir de l'axe vertical requis, et (iii) il était plus coûteux à produire et à entretenir.

Bras oscillants

Le bras oscillant de base de la moto est un quadrilatère, avec un côté court relié au cadre de la moto avec des roulements pour qu'il puisse pivoter. L'autre côté court est l'essieu arrière autour duquel tourne la roue arrière. Les côtés longs sont reliés au cadre ou au sous-cadre arrière de la moto avec un ou deux amortisseurs avec ressorts hélicoïdaux.

Dans les motos de série, les bras oscillants ne sont pas exactement rectangulaires, mais leur fonction peut être plus facilement comprise en les considérant comme tels.

CA.RC de Moto Guzzi

Lorsqu'un bras oscillant est présent d'un seul côté de la moto, on parle de bras oscillant unilatéral . En 1981, BMW a introduit le bras oscillant unilatéral (levier mono) sur les motos sur leur modèle R 80 GS. Des exemples notables incluent le Honda VFR800 et les BMW séries R et K. Les bras oscillants unilatéraux facilitent le retrait de la roue arrière, bien qu'ils augmentent généralement le poids non suspendu de la suspension arrière. Cela est dû au matériau supplémentaire nécessaire pour donner une rigidité en torsion identique à une configuration de bras oscillant conventionnelle (bilatérale). Pour cette raison, les vélos de sport sont rarement vus en utilisant la configuration. Les exclusions notables sont la Ducati 916 qui était destinée à être prise en course d'endurance, la MV Agusta f4 qui a un intérieur creux pour un poids réduit (une version en magnésium est également disponible), et la Ducati 1098, qui a reçu un bras oscillant unilatéral uniquement pour raisons de style.

Suspension arrière Paralever de BMW sur une R1200GS

Sur de nombreuses motos à transmission par arbre, l'arbre de transmission est contenu dans l'un des côtés longs du bras oscillant. Des exemples notables incluent tous les modèles BMW post-1955 avant l'utilisation par BMW des bras oscillants unilatéraux, l' Oural , de nombreux jumeaux Moto Guzzi , le Honda Goldwing , le Yamaha XS Eleven et le Yamaha FJR1300 .

Les séries BMW R et K combinent un arbre d'entraînement contenu dans le bras oscillant avec un bras oscillant unilatéral, et la combinaison est commercialisée sous le nom de Paralever . Les motos Moto Guzzi plus récentes utilisent un agencement similaire commercialisé sous le nom de CA.RC ("CArdano Reattivo Compatto" - Compact Reactive Shaft Drive).

Pour les motos avec transmission par chaîne, l'essieu arrière peut généralement être réglé vers l'avant et vers l'arrière par rapport au bras oscillant, pour régler la tension de la chaîne, mais quelques modèles (comme certains Triumph et BSA quatre temps 1971/72 et Ducati 860 GTS et Darmah 900s) effectuer le réglage au point de pivot du bras oscillant.

Amortisseurs

Les amortisseurs hydrauliques utilisés sur les suspensions arrière des motos sont essentiellement les mêmes que ceux utilisés dans d'autres applications automobiles.

Les amortisseurs de moto diffèrent légèrement en ce sens qu'ils utilisent presque toujours un ressort hélicoïdal. En d'autres termes, le ressort de la suspension arrière est un ressort hélicoïdal qui est installé sur ou autour de l'amortisseur.

En termes de réglage, les amortisseurs arrière couvrent la plage allant de l'absence de réglage aux ajustements de précharge uniquement aux amortisseurs de course avec des ajustements pour la longueur, la précharge et quatre types différents d'amortissement. La plupart des amortisseurs ont des réservoirs d'huile internes, mais certains en ont des externes et certains offrent un amortissement assisté par air.

Un certain nombre d'entreprises proposent des amortisseurs arrière sur mesure pour les motos. Ces amortisseurs sont assemblés pour une combinaison moto / pilote spécifique, en tenant compte des caractéristiques de la moto, du poids du pilote et du style de conduite / agressivité préféré du pilote.

Amortisseurs doubles

Le double amortisseur fait référence aux motos équipées de deux amortisseurs. Généralement, ce terme est utilisé pour désigner une époque particulière de motocyclettes et est le plus souvent utilisé pour décrire les motocyclettes tout-terrain .

À la fin des années 1970 et 1980, la conception et les performances de la suspension arrière des motos ont connu d'énormes progrès. L'objectif principal et le résultat de ces progrès étaient l'augmentation du débattement de la roue arrière, mesuré dans la mesure dans laquelle la roue arrière pouvait monter et descendre. Avant cette période de concentration intense sur les performances de la suspension arrière, la plupart des motos hors route avaient un débattement de la roue arrière d'environ 3,5 à 4 pouces (9 à 10 cm). À la fin de cette période, la plupart de ces motos avaient une course de roue arrière d'environ 12 pouces (30 cm). Au début de cette période, divers modèles de suspension arrière ont été utilisés pour atteindre ce degré de performance. Cependant, à la fin de cette période, une conception consistant à n'utiliser qu'un seul amortisseur (au lieu de deux) était universellement acceptée et utilisée. Les performances des suspensions à amortisseur unique étaient largement supérieures à celles des motos à double amortisseur. En conséquence, cette distinction de conception est facilement utilisée pour classer les motos. À l'exception du système Bentley et Draper ( nouvelles machines Imperial et Brough Superior ) et du système HRD (plus tard Vincent ), tous deux développés et brevetés dans les années 1920, ce n'est que depuis les années 1980 que les motos mono-amortisseurs sont la norme, le terme «twinshock» est maintenant utilisé pour classer les motos anciennes. Cette distinction est importante en ce qu'elle fournit des classes utilisées pour la compétition de motos anciennes. Par exemple, des courses de motocross d'époque sont organisées pour les motos de motocross plus anciennes. Pour éviter que les motos mono-amortisseurs les plus performantes ne dominent la compétition, il existe des classes de compétition distinctes pour les motos mono-amortisseur et à double amortisseur, ce qui les empêche de s'affronter directement.

Amortisseur simple

Sur une moto avec une suspension arrière à amortisseur unique, un seul amortisseur relie le bras oscillant arrière au cadre de la moto. En règle générale, cet amortisseur isolé se trouve devant la roue arrière et utilise une liaison pour se connecter au bras oscillant. De telles liaisons sont souvent conçues pour donner un taux d'amortissement croissant pour l'arrière. En 1972, Yamaha a introduit le système de suspension arrière mono-amortisseur mono- amortisseur sur ses motos participant aux championnats du monde de motocross . La suspension conçue par Lucien Tilkens a connu un tel succès que d'autres fabricants de motos ont développé leurs propres conceptions d'amortisseur unique. La version de Honda s'appelle Pro-link , celle de Kawasaki est Uni-Trak et celle de Suzuki est Full-Floater . L' unité Pro-Link de Honda , utilisée d'abord sur la moto de course Honda RC211V MotoGP , puis sur la moto de sport Honda CBR600RR 2003 , est destinée à isoler le cadre et la tête de direction des forces indésirables transmises par la suspension arrière en ayant le support supérieur des amortisseurs contenu dans le sous-châssis du bras oscillant arrière, plutôt que de le connecter au châssis lui-même.

Voir également

Remarques

Les références

Lectures complémentaires