- Motocyclette (construction)
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Construction d'une motocyclette
La construction d'une motocyclette se décompose en différentes parties détaillés ci-après.
Sommaire
Le châssis
Le châssis d’une moto est en général un assemblage de tubes ou de profilés d'aluminium ou d'acier moulés, extrudés, soudés et, parfois, boulonnés. Pour les compétitions, la fibre de carbone est également utilisée. Le rôle du châssis est de relier les éléments entre eux (moteur, réservoir, selle, etc.) en prenant appui sur les roues par l'intermédiaire des suspensions. Le moteur est volontairement positionné près du sol, afin d'obtenir un centre de gravité bas et par conséquent plus de stabilité. Le châssis encadre souvent le moteur et le réservoir d'essence.
Le réservoir d’essence est le plus souvent placé au-dessus du moteur. Il est fait de métal embouti ou soudé ou encore en matière synthétique moulée (exemple : polyéthylène).
Les suspensions
Les deux roues de la moto sont reliées au châssis par un système de suspensions. Que ce soit à l'avant ou à l'arrière, la suspension est pratiquement toujours assurée par un ressort (ou de l'air sous pression) associé à un amortisseur destiné à freiner les oscillations. Un réglage correct de la suspension et une pression correcte des pneus sont essentiels pour rouler en sécurité; ces réglages sont bien plus importants pour une moto que pour un véhicule à quatre roues car la moindre perte d’adhérence peut amener à la perte de contrôle de la moto.
La suspension avant est le plus souvent constituée de deux tubes coulissants intégrant des ressorts et/ou des amortisseurs hydrauliques (fourche télescopique), mais de nombreux autres systèmes existent ou ont existé (parallélogramme, fourche Earles, avec un bras oscillant, par exemple).
On rencontre de nombreux types différents de suspension arrière. Les machines les plus anciennes avaient un arrière rigide (l'essentiel de la suspension étant assurée par la selle), puis une suspension coulissante (arrière rigide, où seule la roue est suspendue), puis une suspension par bras oscillant sur presque toutes les motos modernes. Les fourches à suspensions ont été inventées vers les années 1900, au début de XX°siècle.
Les freins
Constitution
Détail du système de freins à disque à l'avant
Le freinage est commandé par un levier placé à portée de la main droite. Le frein de la roue arrière est généralement contrôlé par une pédale au pied droit ; jusque dans les années 80 cette commande pouvait être à gauche.
Les principaux types de freins utilisés sur les motos sont les suivants:
- les freins à disque, où une pince (étrier) munie de plaquettes serre fortement un disque. Les freins à disque sont préférés à l'avant car ils sont puissants, n'ont pas l'effet autobloquant des tambours et risquent moins de provoquer le blocage de roue, cause possible de chute.
- les freins à tambour sont constitués d'un cylindre à l'intérieur duquel des mâchoires s'écartent pour freiner. Ils se rencontrent souvent au niveau de la roue arrière, uniquement sur les petites cylindrées (scooters) ou les motos anciennes en raison de leur manque de puissance et de précision.
Améliorations technologiques
En moto, il faut éviter de bloquer une roue par surprise et l'équilibre avant/arrière du freinage est délicat à établir.
Certains modèles de motos sont équipés d'un système qui répartit dynamiquement les forces de freinage entre l'avant et l'arrière (freinage intégral Moto Guzzi, système CBS et Dual-CBS chez Honda). Ces systèmes sont jugés utiles car beaucoup de motocyclistes perdent leurs moyens dans les cas d'urgence. Il s'agit d'un moyen efficace pour optimiser le freinage sur route et relativement transparent grâce à un système de transfert de puissance à un seuil de freinage donné. Toutefois, certains les critiquent car désireux de garder le contrôle du freinage.
De plus en plus souvent, un système pour empêcher le blocage des roues (ABS) est proposé en option et parfois installé en série; mais l'utilisation de l'électronique dans le freinage n'a pas la confiance de nombre d'utilisateurs. L'ABS est étudié pour le freinage idéal en ligne droite, l'angle de la roue et l'angle de braquage n'étant pas pris en compte dans les modèles actuels; les vibrations engendrées par le système sont également désagréables au guidon mais surtout les distances de freinages ne sont pas forcément inférieures à celles obtenues sans aide; il existe parfois une durée de freinage plus que doublée avec l'utilisation de l'ABS.
Pour finir, seules les grandes marques peuvent se permettre d'investir dans ce domaine qui ne manquera pas d'innovations, soit BMW, Yamaha et Honda qui a connu des défaillances techniques les mettant ainsi momentanément hors course. [1]
La motorisation
Détail d'un moteur HarleyL'imagination des fabricants en ce qui concerne les moteurs de motos est sans limite. Le moteur est presque toujours situé entre les jambes du motard, mais on a vu des moteurs situés au-dessus de la roue avant (Vélosolex), dans la roue avant (Megola), dans la roue arrière (Félix Millet), ou près de la roue arrière (scooter). L'axe de rotation du moteur peut être longitudinal (BMW, Moto Guzzi), disposition adaptée à une transmission secondaire par arbre et cardan ; ou transversal.
Il existe (hors prototypes) des moteurs monocylindres, bi-cylindres, tri-cylindres, quadri-cylindres et des six cylindres, mais les plus nombreux sont les monocylindres (maxi-scooters), deux et quatre cylindres (voir Architecture des moteurs à explosion). L'article détaillant la cylindrée démontre comment cette caractéristique modifie de façon importante le comportement d'une moto.
Les monocylindres sont disposés horizontalement ou verticalement; les moteurs bi-cylindres sont souvent disposés en V (la plus grande cylindrée unitaire, de 1026,5 cm³, est celle de la Kawasaki Vulcan 2000 Classic), mais aussi en ligne ou à plat (BMW classiques). Les moteurs à trois cylindres (plus rares) sont le plus souvent disposés en ligne, bien que certains modèles arborent une architecture en V. Les quatre cylindres sont généralement disposés en ligne (cas de la célèbre Honda 750 Four), en V (Honda VFR) ou à plat (Honda Gold Wing), mais on a aussi vu des 4 cylindres en carré telle la Suzuki 500 RG Gamma (2 temps) ou la 1000 (Ariel).
La plupart des moteurs sont à quatre temps, les deux temps étant utilisés pour les plus petites cylindrées. Les deux temps sont considérés comme plus polluants (émission d'huile dans l'échappement et émission de gaz imbrûlés). C'est pour cette raison que les grosses cylindrées deux temps (Kawasaki 750 H2) ont été abandonnées. On a vu des motos à moteur rotatif (Félix Millet, Megola), à rotor du type Wankel (Hercules, Suzuki), à compresseur (NSU) et à turbo-compresseur (Honda CX 500 Turbo). En compétition, on a vu des cinq cylindres en ligne (Honda 125 de Grand Prix), des V8 (Moto Guzzi 500), des V6 (Laverda), des trois cylindres en V (Honda 500 2 temps), etc.
Les motos équipées d'un système d'injection sont aujourd'hui de plus en plus nombreuses, mais il reste encore une gamme importante de motos équipées de carburateurs.
De même, pour satisfaire les normes d'émission Euro de plus en plus sévères, on note la généralisation des pots catalytiques et la présence d'une sonde lambda. Certains modèles sont en plus munis d'un double allumage (deux bougies d'allumage par cylindre) assurant une meilleure combustion.
Les systèmes de refroidissement par air et par eau sont les plus fréquents. Toutefois, Suzuki utilise un système mixte air-huile sur ses 4 cylindres ; cela a l'avantage d'être moins exigeant en entretien puisque l'huile du moteur passe directement dans un radiateur.
Sur les routières récentes, le démarrage est uniquement électrique (système du kick-starter abandonné).
Pour les moteurs à quatre temps, suivant les modèles :
- le nombre de soupapes par cylindre varie de deux à cinq (deux et quatre très répandus) ;
- la distribution est soit culbutée (« à l'ancienne ») (Buell, Harley Davidson, Moto Guzzi), soit elle comprend un ACT, voire deux ACT ;
- l'entraînement d'un arbre à cames se fait le plus souvent par chaîne ou par courroie de distribution crantée (à remplacer régulièrement) ;
- système de lubrification par carter sec, ou carter humide (le plus répandu).
La transmission
La transmission est contrôlée par un levier d’embrayage manœuvré par la main gauche. L'effort exercé sur le levier est transmis au mécanisme d'embrayage soit par le biais d'un câble, soit par un circuit hydraulique. L’accélérateur est contrôlé par la main droite ; tourner le poignet vers le bas augmente le régime moteur. Le levier de vitesses, appelé sélecteur, est une pédale contrôlée sur les modèles d'aujourd'hui par le pied gauche, qu'on peut monter ou descendre. Le principe de changement de vitesses est dit "séquentiel" car non représenté par une "grille" comme dans une voiture classique.
Sur les boîtes de vitesses standard, le passage de la première se fait en poussant le sélecteur vers le bas, puis le passage aux rapports supérieurs se fait, après avoir déplacé le pied de sorte qu'il se trouve sous le sélecteur, en le soulevant. Le rétrogradage se fait toujours en le poussant vers le bas. Le point mort se trouve « entre » la première et la seconde : lorsque la première est enclenchée, il faut soulever légèrement la pédale pour passer au point mort, la soulever davantage enclenche la seconde. Lorsque la seconde est enclenchée, il faut enfoncer légèrement la pédale pour passer au point mort. L'enfoncer davantage enclenche la première. Les motos ont généralement cinq ou six vitesses. À noter le cas des motos de compétition, dont on inverse le sens de passage des vitesses pour plus d'efficacité (montée des rapports sur l'angle donc avec le pied SUR le levier). Certains sélecteurs réduisent les déplacements du pied car sont prolongés de sorte qu'un coup de talon permet de rétrograder.
La transmission de la boîte de vitesses à la roue arrière peut être accomplie de plusieurs façons, dont:
- une chaîne, qui nécessite à la fois lubrification et ajustement réguliers mais gardant l'avantage de ne gaspiller que peu d'énergie. C'est aussi la transmission la plus directe, le temps de réponse étant celui du moteur. Seulement elle provoque quelques vibrations et est moins silencieuse. Elle équipe souvent les sportives et roadsters.
- une courroie, qui requiert un ajustement beaucoup moins régulier (voire nul) mais fonctionne en silence. C'est aussi la transmission la plus légère du moment mais aussi la plus fragile (attention au gravillon baladeur entre couronne et courroie !). Elle est crantée et ne peut pas être utilisée pour les plus grandes puissances (cas précis des Harley Davidson), quoiqu'en évolution constante.
- un arbre, muni la plupart du temps d'un cardan afin de permettre le jeu de la suspension arrière, qui implique très peu d'entretien mais aussi une perte d'énergie plus sensible due au couple conique. Cette transmission est l'une des plus lentes. Elle offre la meilleure longévité. Cette transmission est souvent utilisée pour les motos 'confortables': Routières, Luxe, ...
Seules les plus grosses motos (Honda Gold Wing et BMW K 1200 LT) et celles équipées d'un side-car d'origine (comme le "Zeus" de la société "Side-Bike") possèdent une marche arrière. Les transmissions automatiques ne sont pas oubliées : les petites cylindrées utilisent fréquemment un variateur couplé à un embrayage automatique centrifuge, tandis que quelques rares grosses cylindrées ont utilisé un convertisseur de couple (Moto Guzzi 1000 convert). À noter, Yamaha présente une FJR 1300 (mod. 2006) dotée d'un dispositif de passage de vitesse commandé électriquement avec pilotage automatique de l'embrayage et de la réduction et remise des gaz.
Roues & Pneus
Détail d'un pneu arrièreLes rayons des roues sont le plus souvent en acier mais ils existent aussi en aluminium moulé pour plus de légèreté; l'amélioration du comportement passe par la réduction des masses non suspendues. Les roues sont équipées de pneus à surface ronde pour maintenir la motricité lorsque la moto est penchée. Les pneus avant et arrière doivent absolument avoir la même structure : soit deux diagonaux, soit deux radiaux.
Il y a une grande variété de pneus correspondant à l’utilisation de la moto. Toutefois, trois catégories ressortent :
- la gomme dure (pneu route) : l'adhérence n'est pas sa qualité première et conduire sur chaussée mouillée s'avère dangereux, sa longévité est par contre indéniable avec une moyenne de 20 000 km ;
- la gomme mi-tendre (pneu tourisme) : le plus courant, il offre un compromis entre longévité et adhérence. Ce type de gomme permet un changement tous les 12 000 km environ ;
- la gomme tendre (pneu sport) : ils durent beaucoup moins longtemps. L'adhérence est exceptionnelle et souvent proportionnelle au coût. Une gomme tendre de type D207 divisera la durée de vie par deux par rapport à une gomme mi-tendre, soit environ 7 000 km.
Certains constructeurs offrent des pneus dont la bande de roulement centrale est en gomme plus dure que celle utilisée pour les flancs du pneu. Cela permet d'avoir un meilleur grip à l'angle tout en préservant le pneu de l'usure prématurée due aux accélérations et aux freinages. Ce système est utilisé depuis longtemps en compétition.
Aérodynamisme
Un pare-brise (ou bulle, ou tête de fourche) est parfois placé à l'avant de la moto pour protéger le motard du vent. La traînée est un facteur majeur limitant la vitesse de la moto, elle augmente en fonction du cube de la vitesse. Malgré l’aspect tendu des nouvelles motos de performance, il n’y a quasiment aucune technologie d’aérodynamisme incluse dans la conception.
En l’absence de carénage, un phénomène connu comme l'effet biroute intervient à des vitesses supérieures à 100 km/h, le motard devient la principale source de traînée car il participe à l'augmentation du maître-couple ; il est tiré du guidon vers l’arrière. C'est pourquoi, lors des courses de vitesse, les pilotes s'allongent le plus possible sur le réservoir en essayant de s'effacer derrière le carénage. Cette position dite « en limande » permet d'améliorer l'aérodynamisme de l'ensemble véhicule-pilote. À l'inverse, lors des phases de freinage, les pilotes « jaillissent » de leur bulle, et forment avec leur torse un frein aérodynamique, permettant de stabiliser la moto.
Une autre manière d'améliorer l'aérodynamisme est de doter la combinaison du pilote d'une bosse dans le dos, dans le prolongement du casque, permettant aux filets d'air de mieux se refermer derrière le lui.
Le tuning
Comme le tuning automobile, il implique l’amélioration des performances ou la personnalisation de l'apparence. Le changement des amortisseurs figure parmi les transformations les plus utiles. Le changement du ou des silencieux (voire de la ligne complète) figure également parmi les modifications couramment rencontrées. Cependant, attention ! Car selon la loi, toute modification visant à améliorer les performances du moteur implique un nouveau passage aux Mines. Qui plus est, si ce passage obligatoire des Mines n'est pas respecté, en cas de contrôle des forces de l'ordre, non seulement le véhicule peut être saisi, mais les peines encourues peuvent être lourdes. Il faut donc rester vigilant lors de l'achat d'un produit "tuning" et bien veiller à ce qu'il ne soit pas vendu avec l'étiquette : "réservé à la compétition, interdit sur la voie publique".
Les instruments de bord
Tableau de bord d'une Honda VFR (V-TEC)Les motos de route possèdent un tachymètre (indicateur de vitesse) et un odomètre (totalisateur kilométrique). De nombreuses motos possèdent aussi un compte-tours et une jauge de niveau d’essence. Le réservoir est souvent muni d’une réserve, qui est un accès à sa partie la plus basse. Dans ce cas, l'arrivée d'essence est gérée par un robinet à trois positions : fermé, ouvert en position « normale » (haut du réservoir) et réserve. Les réservoirs tendent à ne plus avoir de réserve mais un robinet commandé automatiquement par le fonctionnement du moteur associé à un voyant d'alerte sur le tableau de bord. Celui-ci peut intégrer un ordinateur de bord fournissant une multitude d'informations.
Références
- ↑ Voir l'étude Rider synthétisée dans rider-freinage_rf.pdf
Voir aussi
Catégorie : Motocyclette
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