[Technique] Moteurs MotoGP

Loi's a écrit:

...le principe de la seamless c'est de ne jamais rompre la transmission, à l'inverse d'une boite classique qui doit obligatoirement passer par un point mort et divers rattrapages de jeux entre chaque rapport ce qui rompe la transmission pendant un certain temps....le temps perdu entre chaque rapport ne sera jamais récupéré

This may give the impression that the total 'temps perdu' over a lap should be added to the lap time of what can be achieved with a seamless gearbox. But a motorcycle does not stop during these periods of power interruption. It keeps on moving; it just does not accelerate during those periods. So the direct time loss is far less than those shift periods.
Nevertheless, the seamless gearbox is much better. As stated above, it makes the bike more stable during gear shifts and it allows the rider to concentrate on other things.
And there is one other important aspect that is often neglected: competition engines heavily rely on gas dynamics effects.
Even the shortest combustion interruption disturbs these effects and it may take much longer than the interruption time before those gas dynamics are re-established. After a combustion interruption of 20 milliseconds it can easily take 200 ms before engine power is restored.

Merci and thanks pour toutes vos explications qui précisent ce qu'on peut pressentir :

- la boîte de vitesses n'est qu'un élément d'une moto et donc UN facteur de performance qu'on ne peut isoler des autres quand on fait une analyse différentielle de performances,
- le pilote adapte son pilotage à l'ensemble de la moto et donc au type de boîte ou d'assistance à l'utilisation de cette boîte (shifter, blipper,...) et peut en tirer un avantage aussi sur d'autres aspects que le strict changement de rapport y compris purement mentaux ( ex: concentration plus forte possible sur d'autres aspects du pilotage).


Deux questions :
1) Quel est l'écart de masse entre une boîte seamless et une boîte non seamless (à moto comparable, bien sûr)?

2) Faut-il couper les gaz complètement pour rétrograder avec une boîte seamless comme avec la plupart (tous?) des down shifter+blipper actuels?

Rose Noire a écrit:

Quel est l'écart de masse entre une boîte seamless et une boîte non seamless (à moto comparable, bien sûr)?

There are several seamless systems: Honda, Xtrac, Zeroshift, Weismann, and others. But I suppose that none of these systems adds more than about 20% of mass compared to a conventional gearbox.

Citation :

Faut-il couper les gaz complètement pour rétrograder avec une boîte seamless comme avec la plupart (tous?) des down shifter+blipper actuels?

Completely closing the throttle would induce engine braking, which would be stressing any gearbox.
I would very carefully pull the clutch and blip the throttle if I had paid the price of a Honda seamless-box .
Luckily, all MotoGP bikes automatically blip the throttle and feather the clutch during downshifts. The rider can relax   .

In contrast to Moto2, MotoGP bikes have no slipper clutches. A slipper clutch is a good idea in the wrong place: it should be between the gearbox and the rear wheel, and not before the gearbox that converts the constant amount of clutch slippage into a varying amount of rear wheel braking from gear to gear.

Agree with you about slipper clutch!

I meant : on some stock sport bikes, you need to close fully the throttle to get the blip. If you don't do it you have to use the clutch. This is not smart! Maybe the prehistory of the automatic blipper!

Yes Frits, i could have explained better, it is clear for me but maybe not for everyone, sorry. It's only acceleration time not absolute laptime of course.

What you said about gas dynamics is interesting and make sense to me, i can't comment because i have never investigated deeply (yet) this point but it is definitly on the todo list. However, when using quick-shifter on a conventional gearbox, it is common to see delays between the end of quick-shift strategy (when engine parameters are restored for best power) and effective acceleration, but at this point i can't say if and how much is due to combustion parameters or transmission lag ...

In addition to your comment on motorcycle acceleration behaviour during upshift, i would like to say that the amount of acceleration loss is also depedent on other parameters like speed, the faster you go the more acceleration you lose (due to drag and rolling resistance mainly), when remaining acceleration becomes negative you start losing speed. So on a MotoGP travelling at very high speed a seamless upshift is giving even more benefit.

Now back to french to answer Rose Noire and give details on downshift.

Rose Noire a écrit:

2) Faut-il couper les gaz complètement pour rétrograder avec une boîte seamless comme avec la plupart (tous?) des down shifter+blipper actuels?

Encore une fois il faut séparer les stratégies (ou accessoires) des composants controlés. Si les stratégies de blipper peuvent avoir besoin de voir la commande de gaz (la poignée, pas les papillons) fermée pour fonctionner c'est uniquement parce que celui qui l'a programmé en a décider ainsi. Il peut y avoir plusieurs raisons comme éviter un rétrogradage accidentel ou simplifier la programmation.

Je crois que maintenant on peut dire que tous les constructeurs en MotoGP disposent de boites seamless à la montée et à la descente des rapports, donc même principe pour le rétrogradage : continuité de la transmission et en théorie pas de réduction de couple nécessaire (ici le couple est négatif car frein moteur mais c'est du couple quand même), en pratique j'imagine que le couple est adapté tout au long de la transition entre les rapports pour ménager les mécanismes de verrouillage, surtout qu'au rétrogradage il y a un intérêt à le faire, sauf quand la roue ne touche déjà plus le sol.

Une autre chose à bien comprendre c'est qu'en théorie (toujours) une boite seamless peut être utilisée sans aucune aide électronique ni autre action que d'appuyer sur le sélecteur puisque'il n'y a pas besoin de réduction de couple pour le déverrouillage et la synchronisation.
Certains constructeurs utilisent une stratégie avec blipper (Honda, Ducati, KTM), j'imagine plutôt pour gérer le frein moteur que déverrouiller la boite mais je ne connais pas les systèmes de boite réellement utilisés, d'autres (Yamaha, Suzuki, Aprilia?) n'en ont apparemment pas besoin : voir les vidéos onboard et écouter les rétrogradage, du bord de piste ça s'entend très clairement aussi.

Les système que j'ai pu voir (sur plan) avec sélection mécanique comme imposé en MotoGP ne peuvent pas rétrograder en couple positif et monter les rapports en couple négatif.

L'important est donc d'être en couple négatif lorsque le pilote demande à descendre un rapport, ça ne veut pas dire que les gaz sont coupés, par exemple à 10000rpm et 10% de gaz tu peux déjà être en couple négatif, fermer un peu plus les gaz augmentera le frein moteur et vice versa (jusqu'à repasser en couple positif), c'est le principe utiliser pour la gestion du frein moteur. Par contre il est possible que les différentes stratégies de frein moteur et gestion de boite aient besoin de voir la commande de gaz en dessous d'une certaine valeur pour s'activer, mais ce sont des paramètres à définir par chaque constructeur. Avec ces systèmes il faut bien dissocier commande (ici la poignée que le pilote a dans la main) et actuateur (le(s) moteur(s) qui actionne(nt) les papillons).

Pour résumer le concept, l'ECU va interpréter certains paramètres (position de la poignée de gaz, action sur les freins, ...) pour déterminer dans quelle phase la moto se trouve, par exemple en dessous de 2% (à remplacer par n'importe quoi de cohérent) à la poignée de gaz il sort du mode "traction" et passe en mode "frein moteur", l'ouverture des papillons qui était commandé par les cartographies d’accélération est maintenant commandé par les cartographies de frein moteur. Quand le pilote demande un rétrogradage en exerçant une force sur le sélecteur l'ECU va activer si besoin la stratégie correspondante qui va surpasser (ou bien s'organiser avec) celle du frein moteur et commander une ouverture des papillons pour atteindre un objectif de couple prédéfinie. C'est exactement la même logique qu'un blipper, seul l'objectif de couple va être différent : couple positif pour un blipper (pour déverrouiller), négatif pour une seamless à priori (pour ne pas verrouiller).

Sur une boîte avec deux arbres et un seul embrayage, comme le sont à ma connaissance celles des MGP, la transmission continue est impossible. Ca supposerait de passer deux rapports en même temps, ce qui même pendant une fraction de seconde me paraît être un bon moyen de satelliser des Euros.
En revanche ça passe très vite, au point que la roue avant n'a pas le temps de retoucher le sol. Là oui.
La transmission continue c'est dans un variateur ou une boîte genre VW/Porsche "PDK" avec trois arbres ou deux concentriques ou peut-être quatre, des vitesses séparées sur ces arbres (genre paires, impaires) mais surtout des embrayages qui accouplent un arbre primaire pendant que l'autre désaccouple l'autre arbre primaire, progressivement. Un peu comme s'il y avait deux boîtes et deux embrayages, sans vitesses différentes accouplées en même temps dans une seule boîte à seulement deux arbres.

Pas facile à expliquer ce truc ...

MacPepR a écrit:

Sur une boîte avec deux arbres et un seul embrayage, comme le sont à ma connaissance celles des MGP, la transmission continue est impossible. Ca supposerait de passer deux rapports en même temps, ce qui même pendant une fraction de seconde me paraît être un bon moyen de satelliser des Euros.

It's not impossible Mac. You can find the pictures here:
[Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

And a more comprehensive explanation here:
[Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

En complément, deux schémas de principe qui illustrent bien le fonctionnement :

Le premier est issue du brevet Honda dont parle Frits. Les planches 13 à 17 montrent un changement de rapport en couple positif, de 18 à 20 en couple négatif. Les parties hachurées représentent à chaque fois les pièces de verrouillage sur lesquelles s'applique l'effort de transmission. A regarder avec du zoom et de bonnes lunettes ...

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]



Le deuxième est beaucoup plus simpliste et montre une montée de rapport depuis un point mort en couple positif sur un système (à priori) Zeroshift.

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]


Dans les deux cas il faut considérer que les pignons primaires sont solidaires de l'arbre primaire et que la sélection se fait sur l'arbre secondaire où les pignons sont libres. Les mécanismes de verrouillage sont solidaires de l'arbre secondaire.

Si je comprends bien (pas sûr), c'est au moment 5 qu'il y a deux rapports engagés en même temps ?
[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]
Ce que je comprends pas du tout et c'était le sens de mon message précédent, c'est pourquoi tout ne se bloque pas ?

Par ce qu'il y a du jeu entre les "crabots" je suppute!
Dan

Ce que je me disais aussi. Sur cet extrait, les flèches indiquent des points où les "crabots" ne sont pas engagés de la même façon. D'où glissement d'un pignon par rapport à l'arbre ?
[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

Tous ces posts sont vraiment intéressants et ce jeu de questions-réponses est très instructif et pousse à réfléchir à ce qui peut paraître évident sans qu'on sache pourquoi.

On y voit aussi l'importance d'utiliser les bons mots.

Loi's, tu confirmes ce que je pensais de la raison sécuritaire de devoir avoir fermer la poignée de gaz sur des blippers de motos de route mêmes sportives destinéees à la piste dans bien des cas. Ton explication est plus claire que ma pensée l'était.

MacPepR a écrit:

Si je comprends bien (pas sûr), c'est au moment 5 qu'il y a deux rapports engagés en même temps ?
[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]
Ce que je comprends pas du tout et c'était le sens de mon message précédent, c'est pourquoi tout ne se bloque pas ?

Le pignon de gauche (2nd) a une vitesse de rotation plus élevée que celui de droite (1ere), la force de transmission est représentée du haut vers le bas et ici on est en couple positif sur l'arbre secondaire c'est donc le pignon qui vient transmettre la force à l'arbre.

Lorsque le pignon de 2nd va être engagé il va être ralenti et maintenant avoir la même vitesse de rotation que l'arbre secondaire (en considérant qu'il y ait une force de résistance à la sortie de la boite, sinon c'est l'inverse qui se passe mais le résultat est le même), l'arbre primaire va donc aussi ralentir et par conséquent ralentir le pignon secondaire de 1ere : la force de transmission est maintenant entièrement supportée par la pièce rouge, la pièce bleu va s'éloigner du crabot du pignon de 1ere grace au différentiel de vitesse de rotation et va pouvoir glisser latéralement pour venir verrouiller le pignon de 2nd.

Rose Noire a écrit:

Loi's, tu confirmes ce que je pensais de la raison sécuritaire de devoir avoir fermer la poignée de gaz sur des blippers de motos de route mêmes sportives destinéees à la piste dans bien des cas. Ton explication est plus claire que ma pensée l'était.

Il peut y avoir pleins de raisons de décider de faire ça, techniquement le blipper comme le shifter a juste pour rôle d'inverser (ou de réduire suffisamment) le couple pendant un temps suffisamment long pour déverrouiller la boite et faire la synchronisation avec le rapport suivant.

Sur une moto de course on va aussi utiliser ce genre de limitation, par exemple inhiber le shifter en dessous d'un certain seuil d'ouverture des gaz pour être sur que la boite est en charge positive et ne pas ajouter de couple négatif si il est actionné par erreur lors d'un freinage (dans ce cas il n'y aura pas de changement de rapport car il n'y aura pas d'inversion de couple et la boite restera verrouillée). Même chose à l'envers avec le blipper, surtout pour éviter les surprises dans des phases délicates où le moteur n'est pas à pleine charge, une fois la poignée soudée ça n'a plus d'importance puisqu'on demande déjà la charge maximum donc le blipper ne peut pas en rajouter.

Sur une MotoGP c'est sensiblement pareil mais il y des spécificités due à la boite seamless et à l'énorme puissance disponible qui doit être gardée sous contrôle la majeure partie du temps.

Merci pour les explications et schémas, fortement utiles pour ma compréhension.

Visiblement le pouvoir sportif renforce ses moyens de contrôle sur les puces :

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

Ça va être plus difficile pour certains de tricher d'exploiter les failles du règlement.

Ah oui cette fois en verrouillant le bus de données CAN ils anticipent la prochaine "astuce" !

Pourvu que ça marche et que la difference se fasse sur le pilotage et la mécanique ! Ben quoi on peut rever...

Et Michele Pirro qui confirme que la Ducati GP19 munie de l'IMU unique est un retour en arrière, c'est pas un aveu de bidouillage? il est quand même top pilote d'essai, donc au fait de certaines particularités techniques pas seulement un bourrin de la poignée de gaz!
Dan

Quand Marquez dit :

" L’électronique est l’élément central de la moto. C’est elle qui détermine l’accélération. Les machines actuelles sont conçues pour fonctionner avec de l’électronique. C’est l’avenir de notre sport "


il nous avoue , si besoin en était , que le pilote est devenu secondaire dans la chaîne de fonctionnement , à quand une machine sans pilote


.

Je dirais que c'est le contraire, l'électronique augmentant le niveau de performance, elle augmente les exigences en pilotage.

Ou demande aux pilotes des "qualités" qui sont différentes de celles nécessaires au pilotage d'une moto sans, ou avec moins, d'électronique. Certains possèdent ou acquièrent/améliorent ces qualités ... et d'autres pas, ou moins.

J'ai le souvenir d'un changement de hiérarchie en Rallye WRC lors de l'apparition des différentiels pilotés électroniquement. Certains pilotes s'y sont bien adaptés et en ont tiré avantages et d'autres pas.

Peut-être une prise de pouvoir des "pilotes-techniciens" au détriment des "pilotes-(seulement)instinctifs" ?

Cette prise de pouvoir se réalisant au bout du bout, tout en haut de la pyramide des qualités de pilotage, le pilote-technicien n'étant pas un comptable (profession honorable au demeurant), mais capable en plus de ses qualités instinctives de comprendre et utiliser à fond les aides électroniques.

Pilote devenu secondaire : je ne le pense pas.
Ces propos reviennent régulièrement, mais des pilotes continuent pourtant à faire la différence et pas obligatoirement au guidon, ou au volant, des machines les plus élaborées.

fd-racing a écrit:

il nous avoue , si besoin en était , que le pilote est devenu secondaire dans la chaîne de fonctionnement , à quand une machine sans pilote  

Ça c'est pas nouveau ! Il y a 20 ans Maurice Büla m'avait déjà dit être dégoûté de la disparition des échanges entre le pilote et son ingénieur. Dès qu'il rentrait dans le box après avoir tourné, il allait s'asseoir sur sa chaise en attendant que la télémétrie livre tout ce que lui avait à dire.

Mykeul a écrit:

Pilote devenu secondaire : je ne le pense pas.
Ces propos reviennent régulièrement, mais des pilotes continuent pourtant à faire la différence et pas obligatoirement au guidon, ou au volant, des machines les plus élaborées.

Pourtant il semble que certains pensent tout à fait sérieusement qu'un retour au vis platinées et réglage de l'avance à la main contribuerait à élever le niveau de pilotage et diminuer l'influence de la technique sur le résultat...Tout en se plaignant par ailleurs d'un règlement trop restrictif qui bride toute velléité d'innovation.

LA solution pour que le pilotage retrouve ses lettres de noblesse, c'est le retour du graissage par huile perdue, mais perdue pour de bon...