Stabilité d'un deux-roues [effet gyroscopique, hauteur, etc]

bon, ben c'est à mon tour maintenant :-)
l'effet gyroscopique stabilisant se produit selon l'axe de rotation de la roue. en gros les 2 roues du velo stabilisent le velo pour les mouvements de tangage (qui n'existent pas sur un velo) :-D et pas pour les mouvements de roulis (justemement ce sont les oscillations qu'on cherche à neutraliser). Bref, contrairement à une idée reçue (conversations motardes de comptoirs ) l'effet gyroscopique intervient pour une part negligeable dans l'equilibre d'un 2 roue[*].
Par contre, l'effet gyroscopique de la roue avant assiste le cycliste: elle corrige la trajectoire du velo (effet de precession) en orientant la roue avant toujours du côté ou le velo penche (et donc le redresse, grâce à la géometrie/angle de chasse). Bref, si on peut rouler sans les mains sur un velo droit, c'est en partie grâce à l'effet gyroscopique.

[*]imaginez un velo sans direction, roulant très très très vite, il va tomber de la même façon que s'il etait immobile, je veux dire qu'il ne va pas rester plus longtemps en equilibre que s'il etait à l'arrêt.
si on voulait stabiliser le velo par effet gyroscopique (tel qu'on le fait avec un missile ou un obus en le faisant tournet autours de son axe longitudinal), il faudrait faire tourner les roues dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du velo, pas pratique hein pour avancer ?

Citation :

le cerceau est d'autant plus stable que son diamètre est grand (bon point pour les grandes roues)

mais alors, concrètement, que vaut-il mieux..... pour une vitesse donnée (puisque nos engins évoluent aux alentours de 25-30km/h.....) des roues de 20" qui tournent plus vite que des roue de 26"?
ou des roues de 26" qui auront plus d'inertie mais moins d'effet giroscopique?
j'ai cru comprendre que le mieux, ce sont des 26" tournants vite......??
tout ça, sans parler de stabilité, mais uniquement d'énergie à dépenser pour faire avancer le mobile.....

olivier25 a écrit:

Le fait que le vélo soit high ou low ne change rien à l'inclinaison en virage.

Ce n'est pas tout à fait vrai du fait que les pneus ont une certaine largeur...

...ce qui n'est pas représenté le dessin, la force doit passer par le point de contact roue-sol et ne doit pas rester sur l'axe du 2 roues :

olivier a écrit:

mais alors, concrètement, que vaut-il mieux..... pour une vitesse donnée (puisque nos engins évoluent aux alentours de 25-30km/h.....) des roues de 20" qui tournent plus vite que des roue de 26"?
ou des roues de 26" qui auront plus d'inertie mais moins d'effet giroscopique?
j'ai cru comprendre que le mieux, ce sont des 26" tournants vite......??
tout ça, sans parler de stabilité, mais uniquement d'énergie à dépenser pour faire avancer le mobile.....

l'effet gyroscopique est fonction du carré de la vitesse de rotation, le moment d'inertie lui est constant (c'est une propriété géometrique de la roue). faut calculer et comparer le produit de ces 2 quantités pour une 20" et une 26", à partir d'une certaine vitesse de rotation, la grandeur associée à la roue de 20" va dépasser celle de la roue de 26". quelle est cette vitesse de rotation ? à vos calculettes!

[quote="dAb"]

olivier25 a écrit:

Le fait que le vélo soit high ou low ne change rien à l'inclinaison en virage.

vrai !
par ailleurs la force qui se trouve au point de contact pneu/route c'est la force de frottement, en ecrivant l'equilibre des forces et l'equilibre des moments (en statique) on peut chiffrer cette force. La largeur du pneu n'a aucune influence sur ce calcul sauf erreur lamentable de ma part..

[quote="gluondufou"]

dAb a écrit:

olivier25 a écrit:

Le fait que le vélo soit high ou low ne change rien à l'inclinaison en virage.

vrai !
par ailleurs la force qui se trouve au point de contact pneu/route c'est la force de frottement, en ecrivant l'equilibre des forces et l'equilibre des moments (en statique) on peut chiffrer cette force. La largeur du pneu n'a aucune influence sur ce calcul sauf erreur lamentable de ma part..

Le pneu n'est pas une ligne, mais (en gros) un tore, et donc le vélo ne s'incline pas autour d'un point, mais autour d'une section de cercle, donc la section du pneu et la position du CDG a une influence... (si les manufacturiers de pneus mettent des gommes différentes entre le centre de la bande de roulement et les parties latérales, c'est bien parce que l'on ne roule pas toujours sur le même endroit du pneu !!!)
Je vais essayer de prendre le temps de faire un dessin ce soir pour mieux expliquer ce que je veux dire...

bien sûr ça a une influence, mais pas dans ce calcul là. ou alors montre moi tes equations d'equilibre.
ici on ne parle pas de comportement du pneu (coeficient d'adherence, derive au sol, amortissement, deformation, rendement du pneu etc etc,) mais des equations decrivant la stabilité d'un 2 roue

En fait il y a aussi une influence du pneu par le fait que lorsque l'on prend un virage le vélo doit se déplacer latéralement le long de la courbure du pneu donc vers l'intérieur du virage. On le voit sur l'image de face ci-dessus. Si les deux pneus sont de largeur et courbure égale je ne sais pas si cela a une quelconque influence, autre que de rendre difficile la mise sur l'angle en cas de pneu large, mais si les pneus sont de largeur différente comme en moto cela implique que le pneu arrière n'est plus en ligne, puisqu'il "rentre" plus dans le virage que l'avant. Cela augmente l'usure et diminue l'adhérence.
Pour ce qui est de la stabilité du vélo par le moment d'inertie l'idéal serait que tout le poids soit le plus loin de l'axe, donc un moyeu de masse nulle, idem pour les rayons, et tout le poids dans le pneu et la jante. A masse totale égale, l'inertie sera plus grande si la masse est plus éloignée du centre.
Si la maniabilité est insuffisante on fait le contraire, on allège le pneu et la jante, jusqu'à trouver la limite de l'instabilité.
Pour ma part je préfère une géométrie saine et des roues vives, c'est bien plus pratique pour un évitement rapide.

La chasse est un élément prépondérant pour la stabilité des 2 roues,
quelqu'un as-t-il des éléments de calcul pour déterminer de façon optimale :
- l'angle de chasse (angle de l'axe de rotation par rapport à l'horizontal),
- la chasse (distante entre le pt de contact de la roue et l'intersection de
laxe de rotation avec le sol).

Pour sortir de l'empirique,
Jean-Lou

est-ce que cette page répond à ton attente?

merci, je connaissais déja ce lien, la question à
laquelle je cherche une réponse (physique) est :

Pourquoi une direction avec chasse positive est stable (contre-réaction
tendant à ramener le vélo vers la ligne droite)?

L'objectif est de pouvoir quantifier l'effet du pédalage sur un vélo à la
Laurent.

Jean-Lou a écrit:

merci, je connaissais déja ce lien, la question à
laquelle je cherche une réponse (physique) est :

Pourquoi une direction avec chasse positive est stable (contre-réaction
tendant à ramener le vélo vers la ligne droite)?

L'objectif est de pouvoir quantifier l'effet du pédalage sur un vélo à la
Laurent.

Il y a un dessin qui l'explique en millieu de page : http://bielles.free.fr/bielles-mecanique/direction.html

jsépoa si tout le monde arrive à suivre

béé pô moi

en résumé ça donne qoiiiiiiii

b'zatous

Je cite :
emarques:
La chasse est toujours positive le véhicule est en ordre de marche, elle s'obtient par
l'inclinaison de l'axe de pivot rarement réglable sur roues indépendantes, réglable par
interposition de cales sur essieu rigide

Merci mais, ça ne m'explique toujours pas pourquoi (bilan des forces en jeu etc..).

excuses, j'avais pas vu F et F'

gluondufou a écrit:

Bref, contrairement à une idée reçue (conversations motardes de comptoirs ) l'effet gyroscopique intervient pour une part negligeable dans l'equilibre d'un 2 roue[*].

Exceptées les motos à moteur longitudinal (BMW, GUZZI, etc ...) ?
Aaaaaaaahhhhhhhhhhhhhhh !!!

En voilà, un forum qui vit bien !

Un sujet qui arrive un peu en bout de course, une petite relance, et hop ! 16 messages derrière !

Allez, un petit coup anti gyroscopique:
Extrait de l'article sus-mentionné de David Jones:

Citation :

A non gyroscopic bicycle[...] it occured to me that it would be fun to make an unridable bicycle, which by canceling the forces of stability would baffle the most experienced rider. I therefore modified a standard bicycle by mounting on the fron fork a second wheel, clear of the ground, arranged so that I could spin it against the fron wheel and so oppose the gyroscopic effect; [...] it failed; it could be easily ridden

Bon, en bref, il a construit son vélo avc une roue ne touchant pas le sol, qu'il puisse faire tourner dans les 2 sens... et cela ne marche pas, car la bicyclette peut être conduite.

Qui peut me faire une fourche de ce type?

Mathieu

Comme je suis un gros bourrin, je maintiens qu'il n'a rien contré du tout mais simplement multiplié les "effets gyroscopiques" et peut-être annulé certaines forces.
Si la rotation des roues n'avaient pas d'influence sur l'équilibre, on saurait tous faire du sur-place en VD dès nos premiers "tours de roues".
Ors, dès que ça roule, tout est plus facile.
Quelle différence y-a-t-il entre le sur-place (difficile) et l'avancée paisible en vélo : la rotation des roues.
Et on le constate aussi et encore lorsqu'on ré-apprend à faire du vélo à l'occasion de nos premiers mètres en VH.

Bon ! Allez hop, j'men va vérriffierr ça toud'suit'... :velo3:

:velo1:
A+

PS : l'angle de chasse favorise la stabilité de la machine en projetant en avant le point théorique de "traction" de la roue. Il entraîne une plus ou moins grande réactivité aux changements de direction mais n'influe pas directement sur la notion "d'équilibre" de la machine à 2 points.

Ok, OK ! jme kasse...

olivier25 a écrit:

gluondufou a écrit:

Bref, contrairement à une idée reçue (conversations motardes de comptoirs ) l'effet gyroscopique intervient pour une part negligeable dans l'equilibre d'un 2 roue[*].

Exceptées les motos à moteur longitudinal (BMW, GUZZI, etc ...) ?
Aaaaaaaahhhhhhhhhhhhhhh !!!

tout à fait tout à fait :-)
car l'axe du volant d'inertie du moteur se trouve le long de l'axe longitudinal de l'engin. Là, on a un VERITABLE gyroscope stabilisateur en roulis. Plus le gyroscope de la roue avant bien sûr qui stabilise la trajectoire.
je revends ma vieille beheme R65 pour les ceusses qui eventuellement voudrait experimenter, mais faut venir la chercher en ecosse :-)

lepoune a écrit:

Si la rotation des roues n'avaient pas d'influence sur l'équilibre, on saurait tous faire du sur-place en VD dès nos premiers "tours de roues".
Ors, dès que ça roule, tout est plus facile.

A bourrin, bourrin et 1/2: essaye donc un montage très simple: mets toi sur le vélo, à l'arrêt, et tient (dans les mains) ou fixe sur le vélo une roue qui tourne très vite. Dis moi si cela t'aide à faire du sur place.

Allez, bonne route,

Mathieu

Génial le test, si la roue est fixée au vélo on a vraiement un démonstrateur. Qui s'y colle? Sur mon tricycle ça marche mais bon c'est peu significatif...

Moi aussi, je suis bourrin et demi...

Lepoune a écrit:

Comme je suis un gros bourrin [...]. Dès que ça roule, tout est plus facile.
Quelle différence y a-t-il entre le sur-place (difficile) et l'avancée paisible en vélo : la rotation des roues.

Autre réponse, de M. de La Palice : le fait que le vélo avance ! C'est-à-dire que la roue avant se déplace et peut (d'autant plus rapidement que l'on avance vite) se replacer sous le centre de gravité du cycliste lorsqu'il se met en porte-à-faux.

M a écrit:

A bourrin, bourrin et 1/2: essaye donc un montage très simple: mets toi sur le vélo, à l'arrêt, et tient (dans les mains) ou fixe sur le vélo une roue qui tourne très vite. Dis moi si cela t'aide à faire du sur place.

avec une roue bien lourd et qui tourne super vite, c'est ptet possible.

voir ce vieux projet de monorail
http://catskillarchive.com/rrextra//odgyro.Html
il y a une autre page encore mieux mais je n'arrive pas a la retrouver.
Ils avaient monté un vrai systeme sur une loco.

de toute facon, aux vitesse ou tournent nos roues (en tout cas les miennes) je pense que l'effet gyro est super negligeable

Je vais m'acheter un home-trainer avec rouleau avant et rouleaux arrière!
Y paraît qu'avec ça on fait du sur-place et qu'on tient l'équilibre dès que les roues tournent...
J'vous tiens au courant.
Sauf si j'me prend une gamelle

:velo1:
A+

C'est exact et poutant on n'avance pas.J'en ai fait souvent.

A+