[Technique châssis] Triangle idéal des masses.

Je rappelle que c'est le triangle que forme le centre de gravité avec les deux points de contact des pneus au sol.
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Et tu espères qu'on puisse émettre un avis intelligent là-dessus?
Ca devient hard, ce forum

Pourquoi, Janpol ?

C'est une question con ?

Il y a quand même sur ce Forum pas mal de techniciens qui ont de bonnes notions de physique...
... et dans le cas du triangle idéal, il me semble que ce n'est QUE çà !

On va demander à Newton...


Et Newton dit : "Lorsque deux forces sont jointes, leur efficacité est double" !!!

Bon alors, le triangle idéal , c'est presque aussi facile, non ?

Deux roues motrices alors?

Eric Offenstadt a écrit:

Et Newton dit : "Lorsque deux forces sont jointes, leur efficacité est double" !!!

le croisement peut s'avérer dangeureux , d'ou la signalisation dans un triangle


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Vous ne préférez pas la recette de la pizza sardines-Nutella? (Va pas rester longtemps, ce post...)

Eric Offenstadt a écrit:

Dans la conversation cette personne me conseille de descendre le poids de l'amortisseur dans ce qu'il appelle "Le triangles idéal des masses".
Il s'agit du triangle compris entre les deux points de contact des 2 pneus au sol et le centre de gravité.

That would mean:
1: the shock absorber is situated above the ground: an excellent idea, essential for good lap times.
2: anything you mount under the centre of gravity will bring that centre down. Not necessarily a good idea. The CofG can be too low, which will result in sluggish handling. Not bad in fast corners, but detrimental in quick-flick left-right combinations (also in right-left combinations).

Concentrating any mass near the CofG will result in lower moments of inertia around the X-, Y- and Z-axes of the bike; good for responsive handling without too much effort from the rider and without a need for exaggerated trail.
I am eagerly awaiting other points of view 8).

Alors, je me fend du dernier scoop qui fait l'unanimité dans le paddock et DONC qui ne va pas tarder à faire le scoop de Moto-Journal et de Moto-Revue...
... Et tout ce que j'obtiens, ce sont des pitreries ???

________________________________________
"L'homme qui ne tente rien, ne se trompe qu'une fois" Lao Tseu

Heureusement Frits est arrivé-hé-hé

And with a great sense of humor :

Frits Overmars a écrit:

That would mean:
1: the shock absorber is situated above the ground: an excellent idea, essential for good lap times.
2: anything you mount under the centre of gravity will bring that centre down. Not necessarily a good idea. The CofG can be too low, which will result in sluggish handling. Not bad in fast corners, but detrimental in quick-flick left-right combinations (also in right-left combinations).

Concentrating any mass near the CofG will result in lower moments of inertia around the X-, Y- and Z-axes of the bike; good for responsive handling without too much effort from the rider and without a need for exaggerated trail.
I am eagerly awaiting other points of view 8).

1: Frits nous dit que bien sur, ce triangle dit que l'amortisseur est au dessus du sol, ce qui est excellent.
2: Que cela va baisser le CDG, ce qui n'est pas forcément bon. Baisser le CDG va rendre la moto moins précise et moins bonne dans les pifs-pafs.

Enfin Frits dit que tout poids près du centre de gravité va diminuer les moments d'inertie verticalement comme horizontalement et ainsi ne nécessitera pas un empattement exagéré.

Now Frits you have to tell why for every one of your assertions (I agree with a good part of them).
AND you have to tell us if you are PRO or ANTI that "Triangle of love"

Je n'imagine pas la justification théorique de l'affirmation de Frits selon laquelle un centre de gravité bas est gênant pour la maniabilité dans les pifs-pafs, c'est exactement le cas ou j'imaginais qu'un centre de gravité bas pouvait être un avantage. Je m'explique :
Quand on passe d'un angle a un autre il faut faire parcourir au CDG une certaine distance et donc fournir un certain travail (W) si le CDG est plus bas, la distance à parcourir sera plus faible a poids égal le travail (W) a fournir pour la même manœuvre sera moindre => Moins d'effort à fournir par le pilote.
Ou est l'erreur ?

@Eric: empattement = wheelbase, isn't it? I did not say that with low moments of inertia you will not need a large wheelbase; I said you will not need a large trail (= déport chasse , isn't it?).
To obey to your final remark, Eric: I tend to disagree with the "Triangle of love"-theory.
I know there are lots of theories around that, though not exact, will help people to understand in which direction a certain change has effect. But this triangle-theory is too vague for my liking.

@jmdonnat: there is no error in your theory; it is just not complete.
When you want to steer into a corner, the first thing you do, subconsciously, is to steer in the opposite direction.
Let us assume you want to turn left: then you steer to the right. That moves the front wheel, and with it the line connecting the tyre contact patches, to the right. Now this line is no longer vertically underneath the centre of gravity, so the bike starts to fall to the left; it leans into the corner. Now you can steer into the corner, generating a centrifugal force that together with the force of gravity forms a resultant that goes through the tyre contact line: equilibrium!
(In case I am writing something you have already read a thousand times, I apologize).

How quickly the bikes rolls to the left, depends on the horizontal distance between the tyre contact line and the spot where the force of gravity touches the ground. This force, multiplied by this horizontal distance, generates the torque that makes the bike fall over. I will exaggerate to make it clearer: if the centre of gravity was right at the ground, this horizontal distance would be zero and the bike would not roll at all.
So the higher the CofG, the larger the rolling torque. And the smaller the moment of inertia along the length axis of the bike, the faster this torque will roll the bike over.
With fighter airplanes, roll rate is the most important aspect of manoeuvrabillity. It is the same with competition motorcycles, but I never hear anybody mention that.
(I know, I really should add a couple of drawings to this story. But hey, it's sunday night and I am lazy by nature.
And my second excuse: I am an engine man; I do not know nearly enough about handling to write great stories about it. I only did it because Eric forced me to... )

Un petit "truc" que j'utilise souvent sur route, pour accélérer la vitesse de passage dans les pif-paf, en montagne par exemple, c'est de mettre un bref coup de frein avant quand je suis plein angle dans le "pif", au moment où je veux basculer dans le "paf".

Ce petit coup de frein m'aide à redresser la moto avant de la basculer de l'autre côté.

Donc, jmdonnat, tu as raison en ce que le centre de gravité haut nécessite l'application d'une force plus importante, mais d'un autre côté, on peut s'en servir pour aller plus vite dans les changements de direction

J'utilise alors, si j'ai tout bien compris, le fait que le centre de gravité soit assez haut sur les motos de route, pour passer plus vite d'un angle à l'autre.
En gros, et je sais qu'Eric va me dire que les mots sont mal choisis, mon coup de frein en déséquilibrant un instant la moto, projette l'inertie dans le sens où je veux déplacer le centre de gravité.

Evidemment, cette technique empirique n'a aucun intérêt sur circuits... sauf à brake-checker un adversaire, ce qui est très très mal (mais Valentino me semble pratiquer parfois le brake-check...)

Jarno a écrit:

...un bref coup de frein avant quand je suis plein angle

Ouch...

The above story about CofG and roll rate is still incomplete. But I have been trying to find a suitable metaphor.
Take a brick. Lay it flat on a table and imagine its length-axis is the length-axis of a motorcycle.
Now you let the front wheel generate a lateral force: you push sideways against one end of the brick. The brick will turn sideways, away from the force, no matter how hard you push.

Second experiment: lay the brick on its long narrow side. Now the CofG is much higher.
Push sideways against the 'front end' again, at the underside. Now if you push violently enough, the brick will not move away from the force; it will fall over, against the direction of the force. Or to say it neatly: it will roll into the force.

Compare this to the initial steering of a motorcycle: you steer the front wheel out of the corner. But you don't want the whole bike to turn to the outside of the corner; you want it to roll into the corner!
Two things will help: a high centre of gravity, and a CofG that lies as far as possible to the front of the brick ....eh, the bike.

Je rappelle que la version complète de l'énoncé figure dans le topic Déport de fourche, sous la plume de Pépé :

Citation :

Dans la conversation cette personne me conseille de descendre le poids de l'amortisseur dans ce qu'il appelle "Le triangles idéal des masses".
Il s'agit du triangle compris entre les deux points de contact des 2 pneus au sol et le centre de gravité.

Il m'a semblé important de rajouter la première phrase, le fameux conseil relatif à la position de l'amortisseur.
Comme le rappelle Frits, si vous rajoutez une masse à une hauteur inférieure à celle du CdG, vous allez abaisser celui-ci, car la nouvelle masse participe elle aussi à cette position.
Par ailleurs sur une moto, la position longitudinale du CdG se situe quelque part entre les lignes verticales passant par les points de contacts des roues avec le sol. Forcément.

Donc, en gros, le conseil du visiteur de Pépé se réduit à : si vous avez un élément à rajouter sur votre moto, faites en sorte de le placer à un endroit où il abaissera le centre de gravité. Et c'est tout.

Et il faudrait qu'on en fasse une règle absolue?
Alors que précisément, Pépé nous explique depuis 18 mois que le transfert de charge dépend pour une bonne part de la hauteur du CdG, avec tous les effets qui en découlent sur le comportement de la machine, et nous a aussi expliqué l'importance du positionnement longitudinale du CdG (moto lourde de l'avant...).

Tout ça pour dire que le type qui a eu l'idée de tracé le triangle reliant les 3 points en question puis de le qualifier d'idéal va devoir soit pousser la démonstration un poil plus loin, soit remballer son début de théorie.

Ne prenons pas tous les visiteurs de Pépé pour des naïfs...
Je suis bien de ton avis Janpol ce triangle ne me parait pas avoir grand chose d'idéal. Mais, il peut y avoir une explication un peu plus rationnelle : Si ce triangle est en fait un choix de construction , l'expression d'un compromis qui se voudrait idéal, si ses dimensions ont été discutées, soupesées, déterminées, choisies, le concepteur doit alors agencer les masses autour des points ainsi déterminés.
Si il choisit de mettre les masses inertes moteur, amortisseurs, etc... le plus bas possible pour respecter la position qu'il a choisi pour le CDG , il ne lui restera plus qu'une seule variable: le pilote. En voila un qui va prendre encore de l'altitude ! Mais comme il est mobile et que c'est lui qui détermine par ses mouvements l'assiette de la moto, son poids placé plus haut sera plus efficace pour déterminer l'attitude idéale. (???)

Je rajoute que pour moi élever le centre de gravité n'est qu'une façon de pallier aux défauts d'une architecture datant de 1930 (sic) et que si c'est nécessaire en l'état actuel de l'art, ce n'est pas intellectuellement satisfaisant. Il faudra trouver autre chose. Au cas ou vous en douteriez, il se trouve que je ne suis pas un fana de ces bécanes qui amènent les pilotes à péter plus haut que leur cul.

Ne serait-il pas plus intéressant de manière générale de rapprocher ces masses du CdG (idéal) plutôt que de vouloir (dans le cas du triangle) les placer dessous voire les en éloigner en se rapprochant du point de contact des pneus?
D'autre part ce triangle est à "géométrie variable" en fonction des différentes phases de pilotage donc ce qui parait idéal statiquement peut ne pas l'être de façon dynamique.

jmdonnat a écrit:

si le CDG est plus bas, la distance à parcourir sera plus faible a poids égal le travail (W) a fournir pour la même manœuvre sera moindre => Moins d'effort à fournir par le pilote.
Ou est l'erreur ?

depuis la position verticale

si on considère la distance CDG/pneu comme un levier , l'effort de basculement sera inversement proportionnel a la longueur ce levier (couple)

à poids égal , un équipage haut (moto+pilote) sera plus facile a mettre sur l'angle mais sera moins stable (le cdg s'éloignera plus vite et plus loin de l'aplomb des points d'appuis au sol)

par contre ce que tu dis est vrai dans le pif paf car il faudra redresser "le levier" avant de basculer a l'inverse

Je suis bien d'accord avec vous deux (jmdonnat et Maneton et sûrement bien d'autres) sur l'importance et l'attention qu'il faut accorder à la position du CdG, et j'espère avoir à peu près bien assimilé tout ce que Pépé nous a expliqué à ce sujet depuis 18 mois (car ça avait commencé sur le forum concurrent et néanmoins ami en juin 2009).
Mais il est tout aussi clair qu'on ne peut pas implanter toutes les masses à proximité du CdG, ne serait-ce que pour des questions d'encombrement, sans parler de certaines implantations "logiques (le moyeu de la roue arrière est forcément au centre de la roue, et on pourra difficilement le mettre ailleurs, n'est-ce pas?)


Pour autant, le soit disant "triangle idéal" me paraît bien trop vaste géométriquement parlant pour constituer un concept nécessaire à l'élaboration d'une théorie sérieuse sur l'implantation des masses.
Je ne prends pas le visiteur de Pépé pour un naïf, mais mon avis, qui n'engage que moi, est qu'il essaye plutôt de promouvoir son idée et par voie de conséquence son propre business. Je ne dis pas que c'est mauvais, je dis juste que c'est plus un artifice de communication qu'une vraie méthodologie de conception.

Après quoi, si certains veulent y voir des choses plus sophistiquées, et parviennent à démontrer qu'il y a un réel avantage à utiliser ce concept de triangle idéal des masses, je m'inclinerai volontiers devant leur science, et je serai heureux de profiter de l'occasion de m'améliorer grâce à eux.

jmdonnat a écrit:

Si il choisit de mettre les masses inertes moteur, amortisseurs, etc... le plus bas possible pour respecter la position qu'il a choisi pour le CDG , il ne lui restera plus qu'une seule variable: le pilote. En voila un qui va prendre encore de l'altitude!

Yes, prendre l'altitude, or as the Japanese call it: Hai Sai Do!
The tendency of a motorcycle to throw its rider off is aggravated when the rider's centre of gravity is situated much higher than the bike's. This can be illustrated by the following example.
Let us assume that a cornering motorcycle is leaned over at an angle of 45°. Then bike and rider suddenly move from a leaning to an upright position. If this change is carried out in an assumed time of 0.3 seconds, then the centres of gravity of both motorcycle and rider describe an arc of 45° in those 0.3 sec.
Assuming a C of G height of 0.5 meter for the motorcycle and of 1 meter for the rider, the bike's C of G must rise 0.15 m in 0.3 sec, which requires a mean vertical acceleration during the first 0.15 seconds of 0.66 g.
In these same 0.15 seconds the rider's C of G rises 0.3 m. This means a vertical acceleration of 1.32 g. But mother earth can only counteract with a gravity of 1 g, which is not enough to keep the rider in the saddle. Ouch...

How to launch a satellite with a simple motorcycle... perhaps lastly men will reach the moon ?

Bon, et bien je vois que ce TOPIC a quand même finit par attirer quelques uns de nos meilleurs "Physiciens".

Yes FRITS ! You are right ! I did not pay enough attention to what you said and you are completely right about the short "TRAIL".

I am just skeptical about the influence of the hight of the CoG on maneuverability !
My personal experience seems to indicate that a long and low bike (Like Kork Ballington's Kawa was very easy to "flip-flap" in short "Esses".).

Its a bit like a half full glass: You can also say it's half empty.
So ! With a high CoG on the bike the inertia of you body needs a lesser leverage to flip the bike, but the bike itself is a greater lever. (You will more easily flip over a long board of wood on the floor, than a if you put it vertical).
So, I consider that the important point is not the overall CoG, but the relative position of both CoG's: The Rider's and the bike itself.
Of course the maneuverability is at its best it the Bike's CoG is light&low and if the CoG with the Rider is hight & heavy.
A SUMOtori on a Moped.

But, FRITS, our conversation is purely ethical, because in real life WE ARE OBLIGED TO USE A VERY HIGH CoG ANYWAY, because for good lap times its essential to get maximum load transfer for good traction out of the corners, AND MAXIMUM ATTITUDE CHANGE to reduce trail getting into the corners.

This is why all racing bikes are now so high, and the rider even higher.
For the rest, I agree with everything you say.

@JanPol & JM Donnat & MANNETON & Pickup,

Vous êtes à peu près tous d'accord donc, à quelques nuances près.
JM, mon visiteur était très compétent et expérimenté et pas naïf du tout. Cette théorie est très séduisante (Le "CÉDER AUX SENTIMENTS" de Blaise Pascal). Il a seulement écouté d'autres personnes professant cette théorie, ce qui est normal puisque les lois de la Physique ont été excommuniées depuis longtemps, dans le paddock. Et c'est bien normal : Il n'y a nul besoin de NEWTON pour dessiner une MOTO traditionnelle.

Mais c'est la phrase de JMDonnat qui "m'interpelle" : Je rajoute que pour moi élever le centre de gravité n'est qu'une façon de pallier aux défauts d'une architecture datant de 1930 (sic) et que si c'est nécessaire en l'état actuel de l'art, ce n'est pas intellectuellement satisfaisant. Il faudra trouver autre chose. Au cas ou vous en douteriez, il se trouve que je ne suis pas un fana de ces bécanes qui amènent les pilotes à péter plus haut que leur cul."

Pour les "caisses" en l'air, je suis d'accord, çà pue.
Mais pour le reste,( même si je te l'accorde, un CdG haut est intellectuellement peu satisfaisant) :
Je ne vois pas comment tu fais, avec des pneus qui ne vont pas tarder à faire prendre 70° d'angle au pilote, comment tu peux descendre un centre de gravité (QUI OBLIGERAIT AU CONTRAIRE À PRENDRE ENCORE PLUS D'ANGLE). Bien sûr tu connais la solution que je préconise (CoG variable).

Mais pour VRAIMENT sortir de "l'architecture 1930", une solution serait de faire un système semblable aux scooters "Bi-roues", mais à l'avant comme à l'arrière et en utilisant des pneus de F1 restant à plat.
Après, tu achètes un société de POMPES FUNÈBRES, parce que si la moto/F1 à moteur arrière va passer très vite en courbe (Et encore faudra t-il trouver la solution pour l'empêcher de survirer): dès que le pilote passera la limite d'adhérence, ce sera pour être projeté à 150m de là après avoir été catapulté par dessus les tribunes. Remarque on peut leur mettre un parachute !!!

Tu vois, c'est facile pour la mise en orbite !!!

Ce qui m'étonne le plus, c'est la façon dont on s'écarte de la question initiale, que je peux reformuler sous la forme suivante :
quel est l'avantage procuré par le fait de chercher à positionner la masse d'un nouvel élément dans les limites du triangle idéal des masses, pour autant que ce soit géométriquement et mécaniquement possible?
Au lieu de répondre à cette question simple, vous êtes tous, Pépé y compris, en train d'expliquer une énième fois l'influence de la position du CdG sur le comportement de la machine, sujet à propos duquel on a déjà écrit des tonnes de choses, au point que je ne crois pas utile d'en rajouter.
Mais sur l'intérêt de la méthode de conception que permet l'utilisation du triangle idéal des masses, je ne vois rien de décisif.

Sur ce, mon chantier m'appelle...

@ janpol84: As I already wrote on the previous page, I tend to disagree with the "Triangle of love"-theory. I get the impression that is it a rule-of-thumb more than anything else (which is not to say its spiritual father was ignorant). It may have its value; I just can't see it right now.

@Eric Offenstadt: your enthousiasm is encouraging. I must say that you really seduced me into entering into this conversation.
The last time I occupied myself with frame design was in 1987 when I tried to figure out why the new single cylinder Garelli 125 did not handle (so that's 24 years ago). It had everything that had made the 125 cc Garelli twins unbeatable: a good engine, low, stiff monocoque frame, good streamlining and a mechanical anti-dive front brake. But try telling a rider that anti-dive is undesirable when he has just won two world championships with it! It turned out that Fausto Gresini was not as good a development rider as he was a racer, to put it politely...

I concentrated on CoG-effects, on the feedback the rider gets from the front tire with different rake/trail set-ups, and on the influence of the swing-arm axle position upon the transient suspension behaviour. I never thought about IUWA, only about the effects of swing arm angle, chain tension and sprocket diameters on the suspension.
I wrote a computer model to do the math, and a manual for Jan Thiel. I suppose the manual will be to large to post it here, but if I can find it, I will try to mail it to you, Eric, so that you can shoot holes in it and tell me what I should have concentrated on back then .
In case you think this is irony: it is not! I would really love to hear your opinion.

Frits Overmars a écrit:

jmdonnat a écrit:

Si il choisit de mettre les masses inertes moteur, amortisseurs, etc... le plus bas possible pour respecter la position qu'il a choisi pour le CDG , il ne lui restera plus qu'une seule variable: le pilote. En voila un qui va prendre encore de l'altitude!

Yes, prendre l'altitude, or as the Japanese call it: Hai Sai Do!
The tendency of a motorcycle to throw its rider off is aggravated when the rider's centre of gravity is situated much higher than the bike's. This can be illustrated by the following example.
Let us assume that a cornering motorcycle is leaned over at an angle of 45°. Then bike and rider suddenly move from a leaning to an upright position. If this change is carried out in an assumed time of 0.3 seconds, then the centres of gravity of both motorcycle and rider describe an arc of 45° in those 0.3 sec.
Assuming a C of G height of 0.5 meter for the motorcycle and of 1 meter for the rider, the bike's C of G must rise 0.15 m in 0.3 sec, which requires a mean vertical acceleration during the first 0.15 seconds of 0.66 g.
In these same 0.15 seconds the rider's C of G rises 0.3 m. This means a vertical acceleration of 1.32 g. But mother earth can only counteract with a gravity of 1 g, which is not enough to keep the rider in the saddle. Ouch...

If you got 0,3 seconds to make a 45° arcradius, with a radius of 0,5 meter, the normal (vertical) acceleration will be 3,43 m/s2. That's about 0,35g.
Why are you calculating with 0,15 seconds, are you taking the time the bike needs to deaccelerate so it doesn't exceeds the 45° in account?

Right, Niels (Hé, jij ook hier?)

Yes Frits, I'm here too . :) I dont't think you know me though..

Can you tell some more about the effect the sprocket diameters has on the suspension?