E.3
LES VIBRATIONS
Texte : Nico Reynier
Illustrations : Julien Rossignol

1. D�finition / de quoi parle-t-on ? 2. D'ou viennent les vibrations ? 3. Pourquoi les vibrations sont n�fastes ? 4. Comment limiter les vibrations ? 5. M�thode de l'ing�nieur

E 3.1 DEFINITION

E 3.1 D�finition DE QUOI PARLE-T-ON ? Avant toute chose, il s�agit de bien faire la distinction entre vibration et oscillation. Les principales diff�rences sont l�amplitude et la fr�quence du mouvement. L�amplitude des vibrations est faible, mais la fr�quence �lev�e. Oscillation A : Amplitude Vibration T : P�riode fr�quence en Hz (Hertz) = 1/T avec T p�riode en seconde donc finalement la fr�quence est le nombre de vibrations/oscillations par seconde. Exemple : Pour l'oscillation : 1 oscillation en 1 seconde donc T = 1/1 = 1 s -> F = 1/1 = 1 Hz Pour la vibration : 22 oscillations en 1 seconde donc T = 1/22 = 0.04545 s -> F = 1/0.04545 = 22 Hz Rq : l�emploi du mot fr�quence est explicite mais finalement peu r�aliste car une fr�quence implique un mouvement cyclique (qui se r�p�te � intervalles r�guliers), ce qui n�est pas toujours le cas pour les vibrations.

E 3.2 D�OU VIENNENT LES VIBRATIONS ?

E 3.2 D'ou viennent les vibrations ? Du moteur. Ces vibrations peuvent venir des mouvements de diff�rentes pi�ces. Mouvements rotatifs : Le vilebrequin tourne autour de son axe principal, mais n�est pas une pièce de révolution. Les manetons par exemple, qui sont les axes d'attache des bielles, sont excentr�s par rapport à l'axe de rotation du vilebrequin. Ces excentriques, ou balourds, déplacent le centre de gravité (g1 déplacé en g2) qui n�est alors plus sur l�axe de rotation. C�est cette distance (d) entre le centre de gravité et l�axe de rotation du vilebrequin qui crée les forces et les couples responsables des vibrations. Elles sont accentuées si la distance est grande, si le vilebrequin est lourd et si la vitesse de rotation est élevée. Mouvement de translation : Le piston suit un mouvement de va-et-vient, ce qui veut dire en partant du point mort bas : accélération du piston dans son mouvement vers le haut jusqu�à la vitesse maximum puis décélération jusqu�au point mort haut (vitesse nulle), réaccélération dans le mouvement opposé jusqu�à vitesse maximum puis décélération jusqu�au point mort bas (vitesse nulle), et ainsi de suite. L’inertie du piston (et des masses attachées) qui accélère et décélère dans un sens et dans l’autre crée des efforts responsables de vibrations. Elles sont accentuées si le piston et sa masse attachée sont lourds et si la vitesse moteur est élevée. De m�me lors de ce mouvement de translation, la bielle pousse le piston latéralement contre le cylindre. L’intensité de cette force (A) varie avec la position de la bielle pendant un tour de rotation. Le point d’application de cette force monte et descend le long du cylindre avec le piston. En rouge : variation de l'intensité des frottements du piston sur le cylindre En Bleu : Point d'application de la Force A En vert : Variation de l'intensité de la Force A   Les vibrations sont donc générées par toutes ces forces dont l�intensité, la direction et le point d�application varient à une vitesse très élevée. Lorsqu�un moteur de moto tourne à 15000 tr/min (soit 250 tr/sec), on imagine aisement l�énorme impact de ces forces.

E 3.3 POURQUOI LES VIBRATIONS SONT NEFASTES ?

E 3.3 Pourquoi les vibrations sont n�faste ?   Un matériau soumis aux vibrations, surtout si elles sont intenses, se fatiguera beaucoup plus vite et sa durée de vie sera réduite. Elles sont souvent à l�origine de craquelures qui se propagent ensuite et créent de vrais points fragiles. De plus, tout système possède une fréquence propre. Cela signifie que si ce système est soumis à une fréquence particulière, son amplitude va augmenter et peut mener si elle est entretenue jusqu�� la casse d�un des éléments. Cette fréquence propre est à éviter. C�est pourquoi lorsqu�on concoit une moto de compétition par exemple, il faut éviter que les vibrations du moteur quand celui-ci tourne à fond soient à la fréquence propre de ce moteur. Autrement quand le pilote met les gaz à fond sur une longue ligne droite, il risquerait tout simplement de la casser avec les cons�quences que ca implique. On essaye généralement que la fréquence propre du moteur soit théoriquement à un régime moteur supérieur à la zone rouge. Une autre alternative est de la localiser à un régime moteur transitoire ou le pilote ne reste jamais longtemps, et donc les vibrations n�ont pas le temps d�amplifier. Une anecdote en construction automobile sur ce sujet : La banquette arrière d�une voiture est montée sur ressorts pour le confort des passagers. Or la plupart des passagers arrières d�une même marque de voiture avaient mal au coeur et tombaient malades. Les ingénieurs qui ont travaillé à la conception de ce v�hicule ont poussé l�étude et il s�est avéré que la fréquence de vibration de la banquette arrière quand la voiture roulait a environ 80 km/h était la fr�quence propre de l�estomac humain, qui se trouvait donc soumis à de fortes amplitudes vibratoires, d�ou le malaise des passagers.

E 3.4 COMMENT LIMITER LES VIBRATIONS ?

E 3.4 Comment limiter les vibrations ? On parle alors d�équilibrage. C�est possible pour certaines vibrations mais pas pour toutes. C�est pourquoi elles sont toujours la quand on démarre un véhicule, aussi minimes soient-elles. Selon l�architecture moteur (nombre de cylindres et leurs positions relatives, angle entre les manetons,�), il sera plus ou moins facile de les équilibrer. Parfois les vibrations générées par un piston équilibrent celles générées par un autre piston. Pour comprendre pourquoi on ne peut jamais équilibrer parfaitement un moteur tel que celui de votre voiture/moto, il faut comprendre ce qu�est l�ordre de vibration. L�ORDRE DE VIBRATION A chaque cycle moteur (2 tours pour un 4-temps, un seul pour un 2-temps), toutes les pièces moteur reproduisent le meme mouvement, produisent les meme forces et donc les vibrations se rép�tent également, ceci pour un régime moteur stable. Mais au sein d�un m�me cycle, les vibrations ont une amplitude très variable, comme déja expliqué. Si on trace l�amplitude des forces vibratoires dans une direction donnée en fonction du temps sur un cycle, on obtient une courbe plus ou moins complèxe. Cette complèxite se retrouve aussi mathématiquement. C�est un peu comme une couleur qui se compose d�une couleur majoritaire (vibration d�ordre1) mélangée à un peu d�autres couleurs (vibrations d�ordre n, n entier positif). La vibration d�ordre 1 est la plus importante (de grande amplitude) et la plus simple à équilibrer. Les ordres supérieurs sont d�amplitude plus faible mais plus difficiles à équilibrer. Au même titre qu�il est facile d�identifier la couleur principale mais plus dur de trouver quelles sont les autres couleurs ajoutées. Un ingenieur va donc s�occuper prioritairement des vibrations d�ordre 1, les plus néfastes.

E 3.5 METHODE DE L'INGENIEUR

E 3.5 M�thode de l'ing�nieur

Sans rentrer dans les détails, la méthode reste tres simple. Pour équilibrer une force créant une vibration à un instant t, il faut lui opposer une force de même intensité, de sens contraire, au même instant t. Pour équilibrer un couple créant une vibration à un instant t, il faut lui opposer un couple de même valeur, tournant dans le sens contraire autour du m�me axe, au meme instant t.

L�ingénieur sépare généralement les calculs de cette facon :

1. Calculs pour les pièces en mouvement de rotation

   a/ pour les forces sur les 3 axes XYZ
   b/ pour les couples autour des 3 axes XYZ

   
   Comme dans ce cas les vibrations sont dues aux excentriques, on va créer d�autres excentriques ou balourds qui vont s�opposer aux premiers excentriques. Ce sont les masses d��quilibrage que l�on retrouve sur le vilebrequin. On essaye de ramener le centre de gravité du vilebrequin sur son axe de rotation et dans son plan médian (plan perpendiculaire � l�axe de rotation avec le m�me nombre de pistons de chaque côté).
   
   
2. Calculs pour les pièces en translation

   a/ pour les forces sur les 3 axes XYZ
   b/ pour les couples autour des 3 axes XYZ

   
   
   Il existe alors une méthode qui permet d�équilibrer des masses en translation par des masses en rotation. On ajoute alors encore des balourds sur le vilebrequin et parfois sur un deuxième arbre parallèle au vilebrequin. On l�appelle arbre d�équilibrage. Pour équilibrer les vibrations d�ordre supérieur à 1, plusieurs arbres d�équilibrage sont nécessaires.

Astuce de calcul :
Le mouvement de la bielle n�est ni un mouvement de rotation, ni un mouvement de translation. Pour les calculs, on la coupe alors en deux en considérant que la moitié inférieure � son centre de gravité (la moitié en contact avec le vilebrequin) possède un mouvement de rotation, et que l�autre moitié (en contact avec le piston) possède un mouvement de translation.

Plusieurs solutions :
Il existe plusieurs possibilités d�équilibrage, surtout si le nombre de cylindres est élevé. Ces solutions diffèrent par le nombre, la position et la valeur des masses ajoutées sur le vilebrequin et les arbres d�équilibrage.

Arbre d'�quilibrage d'une Suzuki GS425 (1979)

L�ingénieur cherche bien sur à avoir le vilebrequin le plus léger possible mais doit cependant accepter quelques compromis afin de garder un vilebrequin suffisament rigide. Si par exemple la solution la plus légère consiste à placer des masses lourdes vers le plan médian et des masses légères loin du plan median, le vilebrequin risque de flêchir vers son milieu. L�ingénieur va alors préférer des masses plus régulières sur toute la longueur du vilebrequin, d�une masse totale supérieure à la première solution mais qui laisseront le vilebrequin suffisament rigide.

Les vibrations qui restent :
On essaye de les absorber au maximum en montant le moteur sur des supports en caoutchouc. On retrouve également des rondelles en caoutchouc un peu partout sur une moto, lorsqu�on fixe un élément à un autre. Graçe à �a, les vibrations restantes sont attenuées.

E.1
EFFET GYROSCOPIQUE
� E.1.1 DEFINITION

L'effet gyroscopique appara�t lorsque la roue est soumise � deux rotations "d'axe perpendiculaire". L'effet gyroscopique sera un "couple" qui agira autour d'un axe lui aussi perpendiculaire aux deux autres. couple = Application d'une force li�e � un mouvement de rotation. A : 2�me axe de rotation (vitesse constante) B : 1er axe de rotation (axe de rotation de la roue, vitesse constante) C : Axe d'application de l'effet Gyroscopique Petite exp�rience pour "ressentir" l'effet gyroscopique (fl�che bleu) et montrer que c'est bien une "force". Vous prenez une roue de v�lo que vous tenez de chaque cot� de son axe. Demandez a quelqu'un de faire tourner la roue, une fois celle ci en rotation (fl�che jaune), essayer de tourner la roue (toujours en la tenant par son axe) de gauche a droite ou de droite a gauche (fl�che rouge). Effet � constater : La roue va se mettre � l'horizontale toute seule. 3 types d'effets gyroscopique sur une moto : Effet en virage (� vitesse constante). Effet d� au rouli de la moto et a l'alignement des roues. Effet d� � la direction (effet g�n�r� lorsque l'on tourne la roue avant pour effectuer une manoeuvre).

E.1.2 EFFET EN VIRAGE

E.1.2 Effet en virage (� vitesse constante) On va partir de conditions stable, une vitesse de rotation des roues constantes et une vitesse dans le virage constante aussi (ou vitesse d'embard�e). L'effet gyroscopique des roues lors d'un virage, aura tendance � "relever" la moto. A : Axe de rotation de l'embard�e (vitesse angulaire de la moto dans le virage) B : Axe de rotation de la Roue avant (vitesse angulaire de la roue avant) C : Axe de rotation de l'effet Gyroscopique (moment gyroscopique) d : Angle du roulis e : rayon de courbure du virage ce qui am�ne deux cons�quences : - l'angle de roulis sera plus grand (la moto penchera plus) pour atteindre son angle stable d'embard�e. - la moto mettra plus de temps pour atteindre son angle stable d'embard�e, donc sa manoeuvrabilit� sera moins bonne.

E1.3 EFFET DU AU ROULI DE LA MOTO ET A L'ALIGNEMENT DES ROUES.

E1.3 Effet d� au rouli de la moto et a l'alignement des roues. L'effet gyroscopique appara�t lorsque la moto s'incline. La rotation de la roue + l'inclinaison (ce qui donne les deux rotations d'axe perpendiculaire) de la moto fera tourner la roue avant. A : Sens de l'inclinaison de la moto (ici, rouli vers la droite) B : Axe de rotation de la roue avant C : effet gyroscopique sur la direction (ici, fait tourner la roue avant vers la droite) d : angle de rouli L'effet sera le meme pour une inclinaison de la moto vers la droite que vers la gauche. Si la moto penche a droite la roue avant tourne vers la droite et l'effet gyroscopique augmentera l'angle de braquage. Si la moto remonte (deplacement vers la gauche) l'effet gyroscopique va faire diminuer l'angle de braquage (faire tourner la roue avant vers la gauche). DONC : L'effet est ici stabilisateur. Il aura tendance � maintenir la moto en �quilibre (par rapport au roulis). Si l'on cumule les effets gyroscopique des deux roues lors d'un virage, l'effet gyroscopique cumul� aura tendance � augmenter l'embard�e de la moto.

E.1.4 EFFET DU A LA DIRECTION.

E.1.4 Effet d� � la direction
(effet g�n�r� lorsque l'on tourne la roue avant pour effectuer une manoeuvre).

C'est l'action sur le guidon qui va cr�er l'effet gyroscopique qui aura tendance cette fois a faire tomber la moto en sens inverse (c'est le contre-braquage).

A : Axe de rotation de la direction (ici le pilote pousse le guidon droit) B : Axe de rotation de la roue avant C : Effet gyroscopique (ici, l'effet fait tomber la moto vers la droite)

Plus l'action sera forte sur le guidon, plus l'effet gyroscopique sera important et donc plus la moto "tombera" vite.

Comprendre son pneu...

Parlons pneu mais parlons bien... Bon je sais elle est très facile celle-ci mais vous ne m'en voudrez pas...:-)
Là encore, dans cette catégorie, on entend encore parler un jargon... Il n'est pas rare d'entendre parlerde pneu taille basse ou encore d'avoir des cotes de pneu auxquelles on ne comprend rien...Ne vous en faites pas tout ça est beaucoup moins compliquer à comprendre qu'un moteur.Cependant, la mise au point d'un pneu moto est très difficilecar les contraintes qu'il supporte sont importantes.

Sur les deux schémas ci-contre, vous comprendrez que la bande roulante(ou bande de roulement) est la partie du pneu qui peut toucher le sol. Cette partie est la plus large et contient les sculptures du pneuqui servent principalement à évacuer l'eau mais aussi favorise la tenue du pneu dans les courbes.Ces dessins sont très étudiés et ne servent pas qu'à l'esthétisme. Bien sur, la composition du pneu joue également un rôle primordial.

Dans les mesures importantes d'un pneu, il y a aussi le diamètre de la jante.La jante estla partie d'une roue où s'insère le pneu. Ce diamètre est toujours expriméen pouce sachant qu'un pouce vaut 25,4mm.
Enfin, on parle également de série. La séried'un pneu est le rapport entre la hauteur du pneu et la largeur de la bande de roulement exprimé en pourcent. La série permet de parler de taille de pneu. Un pneu de série 100 est appelé un pneu taille ballon ou pneu ballon. Cette série est rare mais rencontrée chez certain pneu trail.A partir d'une série de 90, on parle de pneu taille basse car la hauteur du pneu est inférieure à la largeur de la bande roulante.Vous allez me demander à quoi ca sert de connaitre la série...Et bien, plus la série est faible, plus la surfaceen rélation avec le sol est importante, dû au poids de la machine qui écrase le pneu.Ainsi, une moto puissante a besoin d'une taille basse pour que le pneu puisseadhérer le plus à la route avec le minimum de déformations.

Ce sera tout pour les caractéristiques d'un pneu après avoir vu les différentes catégories de pneunous parlerons de comment lire les dimensions d'un pneu données par un constructeur.

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Les différentes catégories de pneu

Commençons par les pneus à chambre à air. Maintenant plus rarement utilisé, ce pneu consiste enl'intégration dans le pneu une membrane en "plastique" étanche contenant l'air sous pression qui permettait lemaintient de la forme du pneu. Ce pneu présente des inconvénients important, il est très lourdd'une partet d'autre part en cas de crevaison, le dégonflement du pneu était très rapide empéchant souvent d'avoir le temps de maîtriser la moto.
Vient par la suite le pneu Tubless.Ce pneu ne contient pas de chambre à air. L'étanchéitédu pneu est faites d'une part grace à la janteet d'autre part par une membrane interne de butyl. Ce type de pneu présente l'avantage d'être beaucoup plus léger, une meilleur assise dans la jante, une valve indépendante du pneu etenfin la membrane de butyl conserve une relative étanchéité même en cas de crevaison ce qui permet de sentir que le pneu se dégonfle lentement et de réagir.

Maintenant, il existe deux structures principales de pneus : le pneu diagonal (à gauche)et le pneu radial (à droite).
Ces deux types de structure dépend seulement de la manière dont sont organisées les nappes et les plis du pneu.Dans un pneu diagonal, les couches sont diagonales les unes par rapport aux autres alors que pourle pneu radialles couches s'organisent les une par rapport aux autres perpendiculairement ou paralellement.Le pneu radial existe depuis très longtemps en automobile mais n'a été adapté à la moto que très tard dû à une rigidité insuffisante latéralement. Ce pneu a été développé grace à la compétition. L'avantage que présente le pneu radial par rapport au diagonal est un échauffementmoinsimportant, ainsi qu'une plus grande légerté dû à un nombre de couche moins importantet une déformationplus saine que le diagonal dans les courbes. Mais attention le pneu diagonal n'est pas sans intéret,il déjà moins cheret résiste mieux à la charge que le radial. Cependant sa tenue de route est moins bonnedés que les accélérationssont puissantes.

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Lire les dimensions constructeurs d'un pneu

Quand on vous dit qu'il faut monter des pneus 110/80-19 comme sur la plupart des pneusavant des gros trails.110 en la largeur en millimètre de la bande de roulement, le chiffre ensuite est la série et enfin le dernier chiffre est le diamètre de la jante en pouce(1 pouce = 25,4 mm).

Indice	Vitesse max en Km/h
M	130
N	140
P	150
Q	160
R	170
S	180
T	190
U	200
H	210
V	240
Z	>240

Ca se sont les cotes fournies par le constructeur de moto, ce sont celles qu'il est en théorieindispensables de garder pour une bonne tenue de route de la moto.
Maintenant quand vous achetez un pneu, très souvent, deux lettres viennent s'intercaller entre la série et le diamètre de la jante. On voit 110/80HR-19 le tout précédé du nom du pneu.Que signifie ces lettres? La première est l'indice de vitesse, à chacune de ces lettres correspondune vitesse maximum. Cette vitesse est celle que peut supporter le pneu pendant 1 heure. Il est préférable de faire bien attention à cette indice pour ne pas se retrouver des problèmes.
Maintenant, la seconde lettre est la catégorie de structure du pneu, R pour Radial,D pour Diagonal.

Enfin, ca ne rentre pas dans la cote du pneu mais sur le pneu est inscrit deux lettres :TL pour tubless etTT pour à chambre à air.

Le freinage

document.writeln('Juste une precision de caractère technique... Avant de cliquer sur les boutons "Freinez", veillez à ce que le document soit totalement chargé.<BR><BR>'); Juste une precision de caractère technique... Avant de cliquer sur les boutons "Freinez", veillez à ce que le document soit totalement chargé.

Je ne vous ferais pas l'affront de définir ce qu'est le freinage... Par contre, je vais me permettrede définir les différentes parties du système de freinage.

Il existe deux types de freins : le frein à tambour et le frein à disque.
Le frein à disque représenté ci-à droite semble le plus répandu dans le monde de la moto. Le frein à tambour est encore utilisé principalement pour la roue arrière par exemple pour la Kawasaki ER5.Dans ce cas, le disqueet l'étriersont remplacés par le tambour représenté sur la gauche.

Les systèmes actionnant les freins peuvent être multiple. On trouve des systèmes de tringlerie, appelé commande par cable,ou la mise en pression d'un liquide, appelé commande hydraulique.Sauf pour le frein à tambour, la commande hydraulique est la plusrépandue dans le monde de la moto.Ce système est un circuit fermé. En effet, le volume de liquide de freins contenu dans le circuit est toujours le même. Mais, j'en vois derrière leur écran et qui se demande : "Ben alors pourquoi mon niveau de liquide de freins il baisse ?",et franchement c'est une très bonne question... On verra ça plus loin...
La pression du liquide de frein est régulée par lemaitre cylindre. En effet, le maitre cylindre contient le liquide de frein et permet la démultiplication de la force exercée sur le levier ou pédale de frein...Comment? Encore une bonne question....:-) Ben ça c'est dans le chapitre "Frein à disque"...
Cette pression va être menée vers la roue par les durites. Dans le frein à disque, elle va actionner un ou plusieurs pistonsdans l'étrier pour serrer les plaquettessur le disque.Dans le frein à tambour, elle va mettre en mouvementdans le tambour, les machoires.

Le fonctionnement des différents types de freins

Le frein à tambour

document.writeln(scriptlien+'ftambour();">'); document.writeln('<IMG SRC="poigne2.jpg" WIDTH=100 HEIGHT=41 ALT="Freinez..." ALIGN="RIGHT" BORDER=0 VSPACE=40></A>'); document.writeln('<IMG ID="tambour" NAME="tambour" SRC="tambour1.jpg" WIDTH=127 HEIGHT=128 ALT="Le frein à tambour" ALIGN="RIGHT">'); Dans le frein à tambour, le système de freinage est totalement enfermé dans le tambour.
Dans le tambour, il y a le flasque porte-machoires (en bleu). Celle-ci est dépendante de la rotation de la roue. On voit en gris sur le schema la piste de freinage. Lors du freinage,le jeu de tringle vient faire tourner la came (en violet)qui appuie sur une des machoires (en rouge) qui s'articule autour du pivot (en vert)pour venir appuyer sur la piste de freinage. Lors du lachement du levier de frein,les ressorts (en noir) remettent à la position initiale la machoire. On remarque qu'il n'y a qu'une seule des deux machoires qui freine. Il existe cependant des freins à tambour à double came,où chacune des cames poussent leur machoire.
Nous allons maintenant voir comment la came est actionnée par la tringlerie.
En fait, il n'y a riende plus simple. Un cable tendu relie la pédale (ou le levier)de frein à un axe fixé à la came (image du haut).Lors du freinage (image du bas), ce cable est tiré et met ainsi en mouvement la came. Vous remarquez que la force exercéesur le levier de frein est exactement la même que celle qui va actionner la came et donc les machoires.
Il existe la possibilité d'actionner les machoires par un système de mise en pression comme on va le décrire pour le frein à disque qui permet de démultiplier la force exercée sur le levier de frein.Bien que très repandu dans l'automobile, ce système est très peu représenté dans le monde de la moto,on le trouve chez certains scooters comme le Honda 250 Foresight.

Le frein à disque

Le frein à disque est donc le plus représenté dans le monde de la moto.Il a existé des freins à disque commandés par cable mais ce système a été largement remplacé par la commande hydraulique.

Alors comment freine un frein à disque ?
Nous l'avons expliqué en grande ligne dans l'introduction.Lors du freinage, le liquide de frein (en jaune) est mis en pression par le maitre cylindre (en gris).Cette pression est menée par la durite (en vert)jusqu'à l'étrier (en bleu)qui contient un ou plusieurs pistons (en cyan) quipoussent alors les plaquettes(en violet)contre le disque(en rouge) qui est dépendant de la roue.

Il existe deux types principaux d'étrier :

Les étriers mobiles

Parmi les étriers mobiles, il y a encore l'étrier flottant et l'étrier pivotant. Dans la majoritédes cas, dans le monde de la moto, c'est l'étrier fixe qui s'est imposé.

Commençons par les étriers mobiles.
Dans les étriers mobiles, il n'y a qu'un seul piston, ou encore comme le fait Honda, deux pistonsjuxtaposés.
document.writeln(scriptlien+'fmobile();">'); document.writeln('<IMG SRC="poigne2.jpg" WIDTH=100 HEIGHT=41 ALT="Freinez..." ALIGN="RIGHT" BORDER=0 VSPACE=60></A>'); document.writeln('<IMG ID="mobile" NAME="mobile" SRC="mobile1.jpg" WIDTH=200 HEIGHT=224 ALT="Le frein à étrier flottant" ALIGN="RIGHT">'); Voyons l'étrier flottant. Lors du freinage, le piston pousse la plaquette qui vientalors en contact du disque (en rouge). La plaquette ne peut alors aller plus loin alors que le piston continu à exercer sa pression. Alors, c'est l'étrier qui va se déplacer dans le sens opposé. Ainsi, la deuxième plaquette fixe vient en contact du disque.On remarque que des caoutchoucs (en noir) qui assurent l'étanchéité entre le piston et la partie mobilede l'étrier appelés anneau d'étanchéité. Lors du freinage, les anneaux d'étanchéité sont déformés.Quand la poignée de frein est relachée, ces anneaux d'étanchéité aident à la remiseen place du piston et ainsi de relacher le disque.
Le piston ne retourne pas exactement à sa position initialecar la distance supplémentaire parcourue par le piston dû à l'usure des plaquettesne pourra pas être compensée par les anneaux d'étanchéité.Ainsi, plus les plaquettes sont uséesplus le piston est sorti, mais les plaquettes restent exactement à la même distance du disque.Ainsi, quelque soit l'usure des plaquettes la course du piston sera identique,et donc la rapidité du freinage sera la même.

document.writeln(scriptlien+'fpivot();">'); document.writeln('<IMG SRC="poigne2.jpg" WIDTH=100 HEIGHT=41 ALT="Freinez..." ALIGN="RIGHT" BORDER=0 VSPACE=100></A>'); document.writeln('<IMG ID="pivot" NAME="pivot" SRC="pivot1.jpg" WIDTH=150 HEIGHT=296 ALT="Le frein à étrier pivotant" ALIGN="RIGHT">'); Dans le cas de l'étrier pivotant, l'étrier (en vert) est fixéau tube de fouche (en bleu) sur un axe.Lors du freinage, le piston (en bleu marine) est poussépar le liquide de frein sous pression et vient appliquerla première plaquette (en violet) contre le disque (en rouge). Le piston continu a poussé et c'est alors l'étrier qui se balance autour de son axe pour venir serrer le disque entre les deux plaquettes. Lors du relachement du levier de frein, le poids de l'étrier permet son retour à la vertical, et le piston revient à sa position initiale.
De la même manière qu'avec l'étrier flottant, le piston ne retourne pas exactementà son point de départ et compense ainsi l'usure de la plaquette. Par contre, la plaquettefixe elle revient exactement à son point de départ. Ainsi, la course pour freiner avec les deux plaquettes augmente avec l'usure de celles-ci.

Les étriers fixes

Pour l'étrier fixe comme son nom l'indique, il n'y a que les pistons qui bougent,le corps de l'étrier reste fixe. Dans ce cas, l'étrier fixe doit avoir au minimum deux pistons l'un en face de l'autre. Le plus souvent on observe deux pistons de chaque coté comme représentédans la figure ci-contre. Dernièrement, on voitapparaitre des étriers 6 pistons, comme sur la Suzuki GSF1200 Bandit.
Au fait, à quoi ca sert d'augmenter le nombre de piston ? Et bien, c'est très simple, plusil y a de pistons d'un coté, plus les plaquettes peuvent être longues, donc plus la surface de freinageest importante. Et, en théorie, plus le freinage est puissant.

document.writeln(scriptlien+'ffixe();">'); document.writeln('<IMG SRC="poigne2.jpg" WIDTH=100 HEIGHT=41 ALT="Freinez..." ALIGN="RIGHT" BORDER=0 VSPACE=40></A>'); document.writeln('<IMG ID="fixe" NAME="fixe" SRC="fixe1.jpg" WIDTH=150 HEIGHT=119 ALT="Le frein à étrier fixe" ALIGN="RIGHT">'); Le principe du freinage est donc tout ce qu'il y a de plus simple. En actionnantle levier de frein,le liquide de frein (en jaune) est mis sous pression et va pousser les pistons(en bleu) qui appuient les plaquettes (en violet)contre le disque (en rouge).
On remarque encore une fois que le piston ne revient pas exactement à sa positioninitiale, ce qui permet de compenser l'usure des plaquettes.

Pourquoi le niveau de liquide de frein baisse?

Maintenant après avoir lu tout cela vous devez être en mesure de comprendre pourquoi le niveau de liquide de frein baisse malgré que le circuit soit fermé. Et bien, c'est à causedu phénomène de compensation de l'usure des plaquettes. En effet, comme le pistonle revient pas tout à fait à la même place, il laisse un volume plus important pour contenirle liquide de frein. Ainsi, quand les plaquettes sont très usées, le niveau de liquide de frein est plus bas... Donc pour conclure avec ça, ceci explique également qu'il faut un réservoir sur le maitre cylindre. En effet, sans réservoir, il y aurait un moment lors de la compression de liquide où il n'y aurait plus assez de liquide donc on comprimeraitl'air qui est un fluide comprimable. Donc, il n'y aurait aucun effet sur le piston et donc pas de freinage... Dangereux non...:-)

Pourquoi le frein à disque est-il meilleur?

Pourquoi le frein à tambour a été abandonné au fur et à mesure bien que son action soit plus rapide qu'un frein à disque et indépendant des intempéries extérieures. Et bien tout simplement car il est moins puissant pour une raison fort simple: le disque estpincé par les plaquettes et l'action des pistons directement sur lesplaquettes permet une pression trés importante et quasiment sans perte. De plus,un frein à tambour, au dela d'une certaine force appliquée,le mécanisme se déforme, on va donc perdre de la puissance defreinage... Enfin, le frein à tambour évacue moinsbien la chaleur qu'un frein à disque du fait de son enfermement etil sera donc beaucoup moins endurent...

Fonctionnement d'un maitre cylindre

Donc comme nous l'avous vu, le maitre cylindre est une pièce maitresse du système de freinage car c'est grace à lui que le liquide de frein est mis en pression. Il permetégalement l'aide du retour de piston de frein.

document.writeln(scriptlien+'fmaitre();">'); document.writeln('<IMG SRC="poigne2.jpg" WIDTH=100 HEIGHT=41 ALT="Freinez..." ALIGN="RIGHT" BORDER=0 VSPACE=50></A>'); document.writeln('<IMG ID="maitre" NAME="maitre" SRC="maitre1.jpg" WIDTH=300 HEIGHT=166 ALT="Le maitre cylindre" ALIGN="RIGHT">'); Le maitre cylindre est composé d'un corps (en vert)surmonté d'un réservoir et d'un piston (en bleu).On remarque que le piston coupe la lumière du maitre cylindre en deux parties.La lumière du maitre cylindre est alimentée par du liquide de freinpar deux ouvertures, l'une devant le pistonet l'autre dans la seconde partie.
Comment ça marche? Lors que vous appuyez sur votre poignée de frein,vous poussez le piston (en bleu). Cette pression va permettre d'envoyer du liquide de freindevant le piston. Puis, le piston va obturer la première ouverture et le piston va continuer sa course compressantainsi le liquidede frein.
Lorsque que vous lachez la poignée, le ressort (en gris) va pousser le piston en arrièrecréant ainsi une dépression dans le liquide de frein qui va permettre de faire reculer lepiston de l'étrier et ainsi de desserrer les plaquettes.Le piston va démasquer la première ouverture et ainsi uniformiser la pressionqui regne dans le système de freinage. La dépression est moins forte que la pression qui a été exercé. Ceci participe au phénomène de compensation de l'usure des plaquettes.
Maintenant apprenons à calculer la force exercée lors d'un freinage grace à ce système du maitre cylindre. C'est en fait la différence entre le diamètre entre le maitre cylindre et le piston qui permet de fournir un effort multiplicateur égal au rapport des carrés des diamètres. Par exemple, vous avez un maitre cylindre de 11mm de diamètre et un piston de 36mm de diamètre, l'effort multiplicateur s'élève à : 36²/11² soit 10,7 fois. De plus, il faut tenir compte de la taille du levier de frein.C'est à dire que si vous exercez une pression de 4kg (freinage fort) sur un levier de 5,vous exercez sur les plaquettes une force de (5*10,7*4) soit 214kg... Pas mal non...

Les plaquettes

La plaquette de freinage est aussi un organe important du système de freinage.La plaquette est composé du support en gris et de la garniture en violet.Quand la garniture atteint 2mm ou 3mm selon le constructeur, les plaquettes sont à changer.Je dis bien LES plaquettes car on ne change jamais qu'une seule plaquette. L'usure est généralementmesurée directement par un repère sur la plaquette. Par ailleure pour voir aussi où en est l'usure vous pouvez aussi regarder le niveau de liquide de frein. Ainsi, il est inutile de fairele niveau de liquide de frein car quand il est au plus bas c'est que ce sont vos plaquettesqui sont usées sauf bien sur s'il descend en dessous du niveau minimum (amis dans ce cas gare à la fuite).

Plus les plaquettes sont grandes, plus le freinage est efficace. Malheureusement tout n'est passi simple. Il n'y a pas quela taille de la plaquette qui compte... D'ailleurs sur votre moto, vous n'étes pas maitrede la taille des plaquettes, c'est l'étrier qui la fixe.L'efficacité du freinage est bien sur dépendant de la démultiplication de la force exercée surle levier. Enfin, l'efficacité du freinage est aussi largement dépendant de la matière de la garniturede la plaquette. Il existe aujourd'hui trois types de garniture sur le marché :

Les organiques sont de conception ancienne mais n'empêche pas la performance. Elles sont fabriquées à basede fibre métalique en général elles sont riches en grafite. Les plaquettes métales elles sont plus richeen alumine. En fait, les plaquettes comportent un grand nombre de métaux (bronze, cuivre, fer...) et la composition joue enormément sur le freinage.

Pour une moto puissante, on aurait tendance à proposer des plaquettes métales.Mais ces plaquettes sont chères et très abrasives, elles usent beaucoup plus rapidementle disque et elles ne conviennent pas aux disques en fonte. Les plaquettes organiques quant à elles sont largement suffisante au moto de faible cylindré. Elles ont l'avantage de ne pas trop user le disque mais en général,elles sont moins efficaces.Peut être que les plaquettes semi-organiques, qui est un mélange des deux,seraient un bon compromis.

Mais attention comme je l'ai souligné, certaine marque qui commercialisedes plaquettes organiques sont bien meilleures que les plaquettes frittées d'autre marque.Donc pour bien choisir les plaquettes, il suffit de savoir en quoi est fait son disque(car s'il est en fonte ca ne laisse pas le choix)et de lire la presse ou encore mieux de demander à d'autres motards.

Les nouveaux systèmes de freinage

Les nouveaux systèmes de freinage ont permis d'améliorer le confort du pilotemoto en évitant le blocage de roue comme l'ABS mis au point par BMW ou encoreen répartissant automatiquement le freinage avant/arrière comme le Dual-CBSde Honda. Toutes ces nouvelles techniques font appel à une éléctronique compliquée.Sans entré dans les détails de cette éléctronique, nous allons voir le principe de ces deux nouveaux systèmes de freinage.

L'ABS

L'ABS est une gestion totalement élétronique du freinage afin d'éviter tout blocage de roues.Le principe est relativement simple mais l'éléctronique qui gère tout cela doit être très performante.
Comment ca marche? Chaque roue est equipée d'un pignon à 100 dents qui tourne solidairement avec elle. Le passage de chaque dent est enregistré par un capteur qui génère alors une impulsion.La fréquence des impulsions générées permet de mesurer la vitessede rotation de chacune des roues. A l'avant et à l'arrière, situé entre le maitrecylindre et l'étrier, il y a un modulateur de pression pouvant réguler la pression du liquide de frein.
Lors du freinage, la fréquence des impulsionsgénérées par le capteur de la roue avantest comparée à la fréquence des impulsionsgénérées par le capteur de la roue arrière permettant ainsi de comparer les vitessesde rotation de chacune des roues.Si une vistesse est plus faible que l'autre, le modulateur de pression baisselégèrement la pression du liquide de frein permettant de relacher légèrement le disque et ainsi de libérer la roue concernée.L'électronique execute les comparaisons environ 7 fois par seconde et tant que la vitesse de la moto est supèrieure à 4 km/h. Bien sur, il y a un système de secours, en effeten cas de problème quelconque, le système ABS est déconnecté complétement pour retrouver unsystème de freinage normal.

Le Dual-CBS

Que signifie Dual-CBS? Dual Combined Brake System Diagram. Ce système de frein mis au pointpar Honda, a été utilisé initialement pour le CBR1000 en 1992 avant d'être généralisé à pratiquementtoutes les motos de la gamme.
Comment ça marche? Certain vont dire "ben c'est simple c'est comme sur la voiture c'est une répartition avant/arrière" et bien non c'est pas si simple..

document.writeln('<TABLE WIDTH="90%" COLS=4 ALIGN="CENTER">'); document.writeln('<TR ALIGN="CENTER">'); document.writeln('<TD ALIGN="CENTER" BGCOLOR="#FF8080">'); document.writeln(scriptlien+'fcbs(1);">'); document.writeln('Levier de frein<BR> faible pression</A>'); document.writeln('</TD>'); document.writeln('<TD ALIGN="CENTER" COLSPAN=4 ROWSPAN=2>'); document.writeln('<IMG ID="cbs" NAME="cbs" SRC="CBS1.jpg" WIDTH=339 HEIGHT=265 ALT="Le Dual-CBS" ALIGN="CENTER">'); document.writeln('</TD>'); document.writeln('<TD ALIGN="CENTER" BGCOLOR="#C0C0FF">'); document.writeln(scriptlien+'fcbs(3);">'); document.writeln('Pédale de frein<BR> faible pression</A>'); document.writeln('</TD>'); document.writeln('</TR>'); document.writeln('<TR ALIGN="CENTER">'); document.writeln('<TD ALIGN="CENTER" BGCOLOR="#6AE6D3">'); document.writeln(scriptlien+'fcbs(2);">'); document.writeln('Levier de frein<BR> forte pression</A>'); document.writeln('</TD>'); document.writeln('<TD ALIGN="CENTER" BGCOLOR="#D9A873">'); document.writeln(scriptlien+'fcbs(4);">'); document.writeln('Pédale de frein<BR> forte pression</A>'); document.writeln('</TD>'); document.writeln('</TR>'); document.writeln('</TABLE>');

Levier de frein faible pression					Pédale de frein faible pression
Levier de frein forte pression					Pédale de frein forte pression

On remarque la présence d'un servomoteur(en vert) qui permet d'envoyer le liquide de frein vers l'arrière.Ce servomoteur est lié à la roue avant à un maitre cylindre secondaire.Chacun des étriers à trois pistons. Ceci est très important.la pédale de frein permet d'actionner tous les pistons centraux (en bleu).Le levier de frein, permet luide pousser les pistons extérieurs de la roue avant (en rouge).Comme il y a deux disques, il y a deux étriers pour la roueavant. Le servomoteur lui permet de pousser les pistons extérieurs de la roue arrière(en vert). Sur l'animation, en jauneest représenté le chemin parcouru par le liquide de frein.
Quand on appuie sur la pédale de frein, tous les pistons centraux sont poussés à l'avantcomme à l'arrière. Par contre, lorsqu'on fait un freinage fort avec la pédale,le liquide de frein va actionner le maitre cylindre secondaire qui va permettre au servomoteurd'actionner les deux pistons extérieurs du frein arrière.
Quand on actionne le levier de frein, les pistons extérieurs de la roue avant sont poussés.Lorsque le freinage devient plus appuyer, le maitre cylindre secondaire est actionné et permet alors de pousser les pistons extérieurs de l'étrier arrière.
Ainsi, quand vous freinez du levier et de la pédale, vous poussez la totalité des pistons du systèmede freinage.