[MotoGP] Evolution châssis MotoGP

Très intéressant article trouvé par Philippe:

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C'est marrant parce qu'à un moment, il se demande si la "cape de Batman" des Yamaha est usinée...
Il n'avait qu'à nous demander !



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Citation :

Honda’s RC211V project leader, Shogo Kanaumi..... noted that great torsional stiffness is necessary for good handling, but laterally there is benefit in increased flexibility.

I assume Kanaumi-San meant torsional stiffness around the bike's length axis. But then what is the difference between torsional and lateral stiffness?

Très intéressant, bien décrit. Ce qui est le plus difficile à piger c'est l'obtention d'une flexibilité latérale suffisante pour être active et une très grande rigidité verticale ( d'avant en arrière et de haut en bas ?) et aussi en torsion. En clair si j'ai tout compris, les roues peuvent se déporter latéralement l'une par rapport à l'autre: désalignement tout en restant // ( parfaitement verticales si la moto l'est aussi). Une belle étude de déformation des châssis pour arriver à un résultat valable.
Dan

Frits Overmars a écrit:

Citation :

Honda’s RC211V project leader, Shogo Kanaumi..... noted that great torsional stiffness is necessary for good handling, but laterally there is benefit in increased flexibility.

I assume Kanaumi-San meant torsional stiffness around the bike's length axis. But then what is the difference between torsional and lateral stiffness?

?

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Frits Overmars a écrit:

I assume Kanaumi-San meant torsional stiffness around the bike's length axis. But then what is the difference between torsional and lateral stiffness ?

torsional stiffness : rigidité vis-à-vis des rotations autour de l'axe X (axe longitudinal)
lateral stiffness : rigidité vis-à-vis des translations suivant l'axe Y (axe transversal)

Dan42 a écrit:

Ce qui est le plus difficile à piger c'est l'obtention d'une flexibilité latérale suffisante pour être active et une très grande rigidité verticale (d'avant en arrière et de haut en bas ?) et aussi en torsion. En clair si j'ai tout compris, les roues peuvent se déporter latéralement l'une par rapport à l'autre: désalignement tout en restant parallèles.

La disposition ci-dessous répond à ce cahier des charges.

Considérons deux corps (suffisamment) rigides A et B reliés par les 6 tubes rouges.
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Quid des déplacements de A par rapport à B ?

Eh bien les translations suivant les directions X et Z (longitudinales et verticales), de même que toutes les rotations autour des 3 axes X, Y et Z font travailler les tubes en compression – extension, mode de fonctionnement où ils offrent une très grande rigidité.

En revanche, les translations suivant l'axe Y font travailler les tubes en flexion, mode de fonctionnement où ils présentent une rigidité beaucoup moins grande.

michel guichard a écrit:

Frits Overmars a écrit:

I assume Kanaumi-San meant torsional stiffness around the bike's length axis. But then what is the difference between torsional and lateral stiffness ?

torsional stiffness : rigidité vis-à-vis des rotations autour de l'axe X (axe longitudinal)
lateral stiffness : rigidité vis-à-vis des translations suivant l'axe Y (axe transversal)

Thank you Michel. Of course you are right, and I see that I should have formulated my question differently.
When we look at the mutual positions of the front tire contact patch, the center of gravity of rider+machine, and the rear contact patch, the outcome of rotational distortion can be identical to the outcome of lateral distortion, can it not?

Très intéressant, j'avais été étonné en visionnant une vidéo, ralentie, d'une chute de pol Espargaro ou l'on pouvait voir sa yam, couchée sur le coté, rebondir en tapant sur le repose-pied, étonné de voir a quel point le cadre se montrait flexible illustrant ce desaxement des roues, de plusieurs centimètres!!!

sergaï a écrit:

Très intéressant, j'avais été étonné en visionnant une vidéo, ralentie, d'une chute de pol Espargaro ou l'on pouvait voir sa yam, couchée sur le coté, rebondir en tapant sur le repose-pied, étonné de voir a quel point le cadre se montrait flexible illustrant ce desaxement des roues, de plusieurs centimètres!!!

Exact, mais je n'osais pas en parler pour éviter les sarcasmes ( la berlue?), et j'ai même l'impression que c'est le bras oscillant qui avait le plus de flexion latérale: verticalement dans la situation avec la moto couchée sur un côté.
Dan

On a la mème berlue, alors ^^!
Mais les longerons travaillaient aussi beaucoup, en plus du bras!

Au passage merci michel pour cette explication claire, et cela signifierait que l'on préfère nettement les flexions latérales aux torsions qui donneraient les mêmes amplitudes sur les points de contact des pneus. Pourtant on n'aime pas bien non plus les désalignements des roues en moto. Sans pouvoir chiffrer des valeurs, on peut supposer que les déplacements atteints ne sont pas négligeables, pas microscopiques du tout ( au vu de la souplesse de la machine d'Espargaro), le Vaudock n'en serait pas un?
Dan

Michel, juste pour bien comprendre, une translation suivant l'axe Y implique que les deux roues sur sont deux axes parallèles.
Concrètement, je ne vois pas bien comment cela pourrait être le cas.
Ne serait-ce pas plutôt une torsion (déformation) autour de Z?

Je crois que nous sommes nombreux à avoir vu se tordre le chassis élastiquement

Marc a écrit:

Michel, juste pour bien comprendre, une translation suivant l'axe Y implique que les deux roues sur sont deux axes parallèles.
Concrètement, je ne vois pas bien comment cela pourrait être le cas.
Ne serait-ce pas plutôt une torsion (déformation) autour de Z?

Si, je pense que les 2 longues membrures qui relient le châssis au carter moteur, à l'avant, restent // tout en s'inclinant à droite et à gauche, ce qui déplace latéralement l'axe de la colonne de direction. Le tout aidé par les faibles sections sup/ar du châssis, comme les zones généreusement sciées chez KTM.
Dan

Marc a écrit:

Michel, juste pour bien comprendre, une translation suivant l'axe Y implique que les deux roues sur sont deux axes parallèles.
Concrètement, je ne vois pas bien comment cela pourrait être le cas.
Ne serait-ce pas plutôt une torsion (déformation) autour de Z?

Si j'ai bien compris, d'après l'analyse de l'article les parties A et B (avant et arrière de la moto) représenté par l'excellent schéma didactique de Michel, se déplace latéralement l'une par rapport à l'autre donc que les roues se déportent longitudinalement sans se désaligner verticalement. en clair cela suggère que le chassis compenserait???? la différence de largeur des pneus.
Question: quelles forces vont induire cette déformation? la mise sous tension du cadre va entrainer des déformations aléatoires dans un sens ou dans l'autre, car résultant d'un équilibre instable, dont les effets me paraissent nocifs. Quel intérêt d'avoir les roues qui se désalignent constamment sans aucune maitrise de leur trajectoire?

Si l'on observe le document exceptionnel du cadre de la Yamaha (pas sur que Yamaha soit très heureux de voir cette photo publiée) l'on voit que la conception de ce cadre est extrêmement élaborée et ne peut résulter que de l'aboutissement de toute une démarche et a l'analyse conforte ce que je vous ai déjà dit.

Il faut se rendre compte qu'une moto aec un angle de 45° pour absorber une bosse de 2 cms, devra faire débattre ses suspensions de 4 cms...Si sur un plan vertical 2 cms suffiront, une fois anglée, les roues "contourneront" l'obstacle pour l'absorber...
Or les MGP prennent plus de 60° d'angle et quand elles le font, plaquées par la force centrifuge, il n'y a pas assez de débattement disponible...
La seule solution reste la flexion du cadre et ce décalage des roues AV et AR pour éviter un décrochage...
Et j'ajoute que le développement des pneus a basse pression qui font aussi une partie du travail, engendrent une sollicitation plus ou moins grande du chassis...L'accord chassis /pneu doit etre optimal ...Sauf que suivant le poids et le déhanché du pilote, il y a tellement de variables a maitriser que cela en parait infaisable...
Le chassis tubulaire de la ducati de Stoner a été abandonné en outre parce qu'il y avait beaucoup de soudures a réaliser pour le construire et que les infimes différences de chacun de ces points de liaison engendrait une rigidité différente de chassis a priori identiques et qui était pourtant ressenties par casey...
De ce point de vue, des longerons coulés ou usinés d'un seul tenant (ou du moins en limitant les points de soudure) dans un métal a la densité controlée semble etre une solution plus fiable...

De ce que j'ai compris de intérêt de l'affaire, c'est suppléer ( pour une petite part) le rôle des suspensions qui deviennent inopérantes aux très grandes inclinaisons atteintes, et surtout sur les inégalités des pistes. Le but est avant tout de déceler, percevoir le travail du pneu avant à l'approche de ses limites. Le texte parait décrire cette situation ( pour moi ). Parfois l'on peut voir l'énorme travail du pneu AV de MM en courbe, suite de compressions /relâchements sur l'angle, il est possible qu'un peu d'élasticité supplémentaire soit la bienvenue pour flairer la gaufre prochaine ou non. C'est la fourche qui envoie les efforts dans l'avant du châssis, sans doute.
Dan

J'ajoute encore (moins on a de culture, plus on l'étale^^!) que Stoner avait détecté une rigidité différente suivant que sa moto tournait a gauche ou a droite, une fois passé chez honda et que donc suivant les tracés comportant plus de l'une ou l'autre sorte de virages, il était plus ou moins performant...
Les pilotes sidèrent parfois les ingénieurs et sur ce coup là, Stoner avait fait fort!!^^

sergaï a écrit:

Il faut se rendre compte qu'une moto aec un angle de 45° pour absorber une bosse de 2 cms, devra faire débattre ses suspensions de 4 cms...Si sur un plan vertical 2 cms suffiront, une fois anglée, les roues "contourneront" l'obstacle pour l'absorber...
Or les MGP prennent plus de 60° d'angle et quand elles le font, plaquées par la force centrifuge, il n'y a pas assez de débattement disponible...
La seule solution reste la flexion du cadre et ce décalage des roues AV et AR pour éviter un décrochage...

Je n'ai pas dit que le cadre ne devait pas avoir de flexion, je dis que l'explication donnée ne me parait pas crédible ni sur le plan du principe ni sur celle de l'observation de la conception du cadre.

Sur le plan du principe je ne vois pas comment une déformation de quelques dixième de millimètres va permettre a, la roue de contourner l'obstacle? de plus le fait que la moto soit inclinée ne l'empêche nullement d'absorber une bosse la direction de la force étant dans l'axe de la moto.

Sur le plan de la conception, en référence au schéma de Michel, les parties A et B du cadre contrairement au schéma sont reliées dans la partie basse c'est à dire "articulé" en autour de la fixation antérieure du moteur et ce sont les deux longerons supérieurs bien visibles sur la photo qui font office "d'absorbeurs" de sorte que le cadre peut se plier autour de ce point sans que les roues ne se désalignent.Toute la difficulté étant de déterminer le bon module d'absorption. On voit bien sur la photo que c'est toute la partie latérale qui guide la déformation de la poutre supérieure en faisant office de hauban, elle est donc est évidée et non refermée et offre peu de résistance a la flexion.

J'ajouterais que l'originalité du cadre Yamaha est de ne se déformer que dans sa partie rectiligne sans inclure le coude qui, lui, est entretoisé. De ce fait la partie travaillante (partie supérieure refermée) est courte et de faible section, donc plus légère et plus rigoureuse que dans la conception classique mais aussi plus pointue à dimensionner. Je suis très admiratif de la maîtrise de Yamaha dans ce domaine.

On peut se poser la question de savoir à quoi sert cette flexibilité permise par la multiplication des efforts générés par le bras de levier lié à la fourche, déformation qui de toutes façons reste très limitée dans son amplitude. De mon point de vue c'est un absorbeur qui sert à lisser les variations de forces appliquées au point de liaison au sol entraînant une adhérence plus constante....et quelques centièmes de gagnés. Cela a aussi de l'influence dans les phénomènes de dribble.

Ceci explique aussi pourquoi les cadres en carbone fonctionnent mais ne sont pas compétitifs. Par contre on pourrait imaginer un cadre dont les parties avant et arrière soient en carbone (léger et rigide) mais la partie centrale en aluminium (flexible). Jusqu'à maintenant c'est le contraire qui a été fait : partie centrale en carbone et partie arrière en aluminium... illogique. Est-ce que le gain de poids serait suffisant pour justifier la complexité de la mise en œuvre?

Si on prend l'exemple du vélo, pour le carbone, au bout de pas mal d'années, les fabricants sont arrivés à produire des cadres à la fois rigides et souples, pour renvoyer l'énergie et donner du confort. Il n'y a aucune commune mesure entre un cadre d'il y a 5 ans et un cadre moderne. Ils pourraient arriver au même résultat que l'alu maintenant.

pma a écrit:

Si on prend l'exemple du vélo, pour le carbone, au bout de pas mal d'années, les fabricants sont arrivés à produire des cadres à la fois rigides et souples, pour renvoyer l'énergie et donner du confort. Il n'y a aucune commune mesure entre un cadre d'il y a 5 ans et un cadre moderne. Ils pourraient arriver au même résultat que l'alu maintenant.

C'est ce que l'on nous dit toujours sauf que personne n'y ai encore arrivé.
Pour avoir un vélo carbone VTT et un de route ce ne sont quand même pas des modèles d'élasticité.

BRUNEAU a écrit:

...
On peut se poser la question de savoir à quoi sert cette flexibilité permise par la multiplication des efforts générés par le bras de levier lié à la fourche, déformation qui de toutes façons reste très limitée dans son amplitude. De mon point de vue c'est un absorbeur qui sert à lisser les variations de forces appliquées au point de liaison au sol entraînant une adhérence plus constante....et quelques centièmes de gagnés. Cela a aussi de l'influence dans les phénomènes de dribble.
...

Loin de moi l'idée de venir donner un avis dans ce domaine, que je trouve très intéressant mais qui me passe un peu trop au dessus de la casquette.
Je cite juste un passage (avant dernière phrase) de l'article de Kevin Cameron, qui me semble correspondre au questionnement de Jean-Bertrand :

"Chassis and suspension function as a filter system, softening or stopping inputs that fatigue the tires, letting through inputs that riders need to know where the edge is."

Chassis et suspension fonctionnent comme un système filtrant, assouplissant (limitant, amoindrissant) ou stoppant ce qui fatigue les pneus, laissant passer ce dont a besoin le pilote pour savoir où est la limite.

Au début de l'article, l'auteur cite un ingénieur Yamaha rencontré avant Motegi.

"I met a Yamaha chassis engineer at the Yamaha “Media Center” (museum) in Hamamatsu just before Motegi. He pointed to the two long front engine hangers on Honda’s dominant RC211V V5 bike. They could, he said almost wistfully, allow the whole steering head to flex slightly from side to side, acting as a “suspension” at high angles of lean, to keep the front tire gripping on unsmooth pavement."

... Il a souligné les deux longs supports moteur avant de la dominatrice Honda RC211V V5. Ils pourraient permettre à toute la colonne de direction de fléchir légèrement (d'avoir une légère flexion) d'un côté à l'autre, agissant ainsi comme une "suspension" lorsque la moto prends des angles importants, afin de préserver (garder) l'adhérence du pneu avant quand le revêtement (de la piste) n'est pas lisse.

Un peu plus loin, Cameron poursuit :

"At the track, I encountered Honda’s RC211V project leader, Shogo Kanaumi. He said his company had made many tests to determine how much stiffness is necessary in various directions. He noted that great torsional stiffness is necessary for good handling, but laterally there is benefit in increased flexibility."

Au circuit, j'ai rencontré le chef de projet de la Honda RC211V, Shogo Kanaumi. Il a dit que sa société (Honda) avait fait de nombreux essais pour déterminer combien de rigidité (quelle rigidité) est nécessaire dans diverses directions. Il a indiqué qu'une grande rigidité tortionnelle est nécessaire pour une bonne tenue de route, mais que latéralement il est bénéfique d'augmenter la flexibilité.


Rigide, oui ... mais pas trop et pas de façon identique dans toutes les directions.

Ce qui gêne la moto d'absorber une bosse, c'est sa forte inclinaison car la course de suspension est très majorée par rapport à la hauteur ( de l'ordre de 2 pour 60°), d'autre part si l'on doit "contourner " la bosse, elle est certainement beaucoup plus large que haute, et enfin la suspension , dans cette situation est très comprimée, avec une dureté anormale par rapport à la situation verticale. Problèmes bien différents de l'automobile qui garde ses roues et châssis verticaux.
Il est vrai que ce châssis Yamaha est très travaillé! On avait tendance à penser qu'ils étaient les initiateurs de ces principes vers 2004 et l'on apprend dans le texte que Honda était sur le coup dès 2002. D'ailleurs il y a pas mal d'années j'étais tombé sur un article technique moto qui illustrait une nouvelle CBR ( année???), sur laquelle il avait été porté des réductions de rigidité châssis, sans préciser les endroit: celles dont le moteur était fixé par 4 points : 2 avant sous les "pendards" et 2 AR, sur le dessus du bloc, comme les VTR et un peu VFR, avec l'axe de bras oscillant fixé sur le carter moteur; çà m'avait un peu surpris cet article, pensant plutôt à une bouillie de traduction étrangère. Quels avantages pouvaient apporter des rigidités de châssis réduites ???? Et l'on découvre que c'était à l'ordre du jour en WSBK avec Edwards et la VTR SP1 pour battre les Ducati tortillonnantes et flexibles qui marchaient si bien.
Dan

A Sergaï
Une moto avec un angle de 45°, pour absorber une bosse de 2 cm, devra faire débattre ses suspensions de 2,828 cm et non 4 cm. Et je crois qu'il s'agit plus d'absorber les micro-coincements de la fourche que les bosses et de contrarier la résonance des ressorts acier (souvent à l'origine du dribble) en leur opposant l'élasticité différente de l'alu.
A Bruneau
Comme toi, je pense que la déformation latérale est cantonnée dans la partie évidée. Nous trouvons, devant celle-ci, le caisson indéformable de la colonne de direction et, dessous, la partie verrouillée lorsque le moteur est en place.
Et le longeron supérieur fermé va permettre le fameux "poumonage".
D'accord avec toi "Toute la difficulté étant de déterminer le bon module d'absorption"... Chapeau!

BRUNEAU a écrit:

Si l'on observe le document exceptionnel du cadre de la Yamaha (pas sur que Yamaha soit très heureux de voir cette photo publiée)

C'est quand même pas de ma faute s'ils laissent traîner leur cadre par terre et que mon doigt heurte malencontreusement le déclencheur à ce moment là...