L’ef­fet du mo­teur contra­ro­ta­tif

GP Racing - - Technique -

Sché­ma­ti­que­ment, une mo­to com­porte trois élé­ments cy­lin­driques lourds qui tournent au­tour de leur axe : les deux roues et le vi­le­bre­quin. Cha­cun d’eux est donc as­si­mi­lable à un gy­ro­scope dont les ef­fets sont loin d’être né­gli­geables. Il convient de prendre quelques mi­nutes pour en com­prendre les ef­fets.

Les ob­ser­va­tions grand pu­blic Pour chaque mo­tard, l’ef­fet gy­ro­sco­pique est sim­ple­ment ce qui per­met de faire te­nir sa mo­to de­bout quand celle- ci roule, dans une sorte de com­pro­mis mixant iner­tie ( conser­va­tion du mou­ve­ment) et équi­libre. Cer­tains au­ront te­nu une roue de vé­lo par son axe et, après l’avoir mise en ro­ta­tion, consta­té la grande ré­sis­tance à l’in­cli­nai­son qu’elle op­pose...

Les plus cu­rieux au­ront éga­le­ment vi­sion­né des vi­déos sur In­ter­net pour bien com­prendre à quel point ce phé­no­mène était im­por­tant, per­met­tant à une roue en mou­ve­ment ra­pide de res­ter en équi­libre qua­si ver­ti­cal dans l’air, même sup­por­tée par une simple fi celle at­ta­chée à un seul cô­té de son axe qua­si ho­ri­zon­tal. On croit alors frô­ler la ma­gie ( voir page 81)...

Une fois de plus, il n’est pas ques­tion ici de ren­trer dans les équa­tions, ni même de dé­com­po­ser toutes les forces et mo­ments pré­sents dans un gy­ro­scope, ce­lui- ci ayant la pro­prié­té de tour­ner se­lon deux voire trois axes dif­fé­rents ( la tou­pie tourne sur elle- même et veut avan­cer en même temps, si tant est qu’elle ne se ba­lance pas). Nous re­tien­drons donc uni­que­ment cette ca­pa­ci­té à s’au­to- sta­bi­li­ser qui est si utile pour les in­di­ca­teurs d’in­cli­nai­son des avions ou l’équi­libre des vé­hi­cules du style Seg­way ou mo­no­roue...

L’ef­fet gy­ro­sco­pique sur une mo­to En mo­to, l’ef­fet gy­ro­sco­pique se fait sen­tir au ni­veau des roues, mais aus­si du vi­le­bre­quin et des arbres de boîte. Le vi­le­bre­quin et les arbres de boîte étant as­su­jet­tis à de­meu­rer pa­ral­lèles à l’axe de la roue ar­rière, les « mo­ments » gy­ro­sco­piques qu’ils dé­ter­minent vont s’ajou­ter ( al­gé­bri­que­ment, c’est- à- dire qu’ils peuvent aus­si se re­tran­cher) à ce­lui re­la­tif à la roue ar­rière. On ne s’at­tar­de­ra pas sur les arbres de boîte ( masses re­la­ti­ve­ment faibles, tour­nant en sens in­verses) mais plu­tôt sur l’in­fl uence de ce fa­meux vi­le­bre­quin. Avec les ré­serves émises pré­cé­dem­ment en ce qui concerne les chiffres des ma­chines de MotoGP, on peut es­ti­mer que le mo­ment d’iner­tie de la roue ar­rière est de l’ordre de 0,7 kg/ m2 quand ce­lui du vi­le­bre­quin – plus lé­ger et d’un rayon beau­coup plus pe­tit – est de l’ordre de 8 x 10- kg/ m2, soit 0,008 kg/ m2.

Mais le vi­le­bre­quin tourne beau­coup plus ra­pi­de­ment que la roue ar­rière : en­vi­ron 6,5 fois plus vite en 6e et 13 en 1re. L’ef­fet gy­ro­sco­pique étant pro­por­tion­nel à la vi­tesse de ro­ta­tion ( et non à son car­ré comme on a pu par­fois le lire), il faut com­pa­rer 0,7 et 8 x 10- x 13 (= 0,104).

C’est-à-dire qu’en 1re, l’ef­fet gy­ro­sco­pique de la roue ar­rière est en­vi­ron 7 fois plus im­por­tant que ce­lui du vi­le­bre­quin. Ce­ci veut dire qu’en 1re, l’ef­fet gy­ro­sco­pique avec un mo­teur contra­ro­ta­tif ( l’ef­fet du vi­le­bre­quin se re­tranche de ce­lui de la roue ar­rière) et l’ef­fet gy­ro­sco­pique d’un mo­teur tra­di­tion­nel ( l’ef­fet du vi­le­bre­quin s’ajoute à ce­lui de la roue ar­rière) se­ront dans un rap­port de ( 7 - 1) / ( 7 + 1) = 0,75.

En ré­su­mé et en sim­pli­fiant... L’in­ver­sion du sens de ro­ta­tion du mo­teur au­ra per­mis de di­mi­nuer de 25 % l’ef­fet gy­ro­sco­pique re­la­tif à la par­tie ar­rière de la mo­to. En 2e, où le rap­port de dé­mul­ti­pli­ca­tion to­tal entre le vi­le­bre­quin et la roue ar­rière n’est plus que de 11 ( au lieu de 13 en 1re), l’ef­fet gy­ro­sco­pique du vi­le­bre­quin se­ra 8 fois moins éle­vé que ce­lui de la roue ar­rière.

Le rap­port entre les deux so­lu­tions se­ra de ( 8 - 1)/( 8 + 1) = 0,78. Soit un gain de 22 %. Et en 6e, la dif­fé­rence ne se­ra plus que de 14 %. Plus la vi­tesse de la mo­to aug­mente, moins l’avan­tage pro­cu­ré par un mo­teur contra­ro­ta­tif se fait sen­tir. Il reste néan­moins tou­jours pré­sent, d’au­tant que l’on passe ra­re­ment des chi­canes à 330 km/ h...

L’in­ver­sion du sens de ro­ta­tion du mo­teur per­met de di­mi­nuer de 25 % l’ef­fet gy­ro­sco­pique re­la­tif à la par­tie ar­rière de la mo­to.

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