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Quels sont les avantages des fourches inversées ?
Question
Récemment, j'ai rencontré de nombreux vélos qui ont une fourche avant inversée.
En naviguant sur Internet, je n'ai pas pu obtenir de réponse concrète sur la raison pour laquelle il est préféré aux fourches télescopiques conventionnelles.
Réponse acceptée
Les fourches inversées présentent plusieurs avantages
Rigidité
Montage de l'étrier
Stabilité
Poids non suspendu réduit
Poids suspendu réduit
Niveaux de friction du montant réduits
Augmentation du chevauchement du montant au curseur
< strong>Image de la partie inférieure d'une paire de fourches inversées
Le plus grand delta entre l'ancien fork standard et une fourche inversée est dans leur force. La flexion se produit juste en dessous du bas de la fourche. Lorsque les freins sont appliqués, vous ralentissez la roue avant. Ce mouvement vers l'avant réduit
Tout l'élan du vélo agit à travers les fourches, essayant de pousser la roue avant le long. L'inertie réduite est ressentie au niveau du jaune et du curseur supérieur monté à l'intérieur. Le curseur de plus grand diamètre permet une rigidité accrue, transférant ainsi plus d'énergie directement au cadre plutôt que de plier le curseur.
Le curseur est fabriqué dans un matériau léger et son diamètre accru par rapport aux fourches standard n'augmente pas le poids de manière significative. Le montant qui s'insère dans le curseur est nettement plus court et a des parois plus minces. Ce composant est généralement fait de matériau ferreux et est nettement plus lourd que le curseur. Du fait de la construction du poteau en fourche inversée, de longueur réduite, ce composant en configuration inversée offre de gros gains de poids et affecte le poids non suspendu de la partie avant. La réduction du poids non suspendu entraîne des gains de performances concernant le contact des roues avec la chaussée, ce qui améliore la « sensation » pour le cycliste.
Le diamètre accru du plongeur a un effet sur les bagues du curseur qui sont plus espacées. verticalement et avoir un gain important de surface de contact avec le poteau. Cela permet une meilleure lubrification hydrodynamique et une friction réduite.
Les points de montage des étriers sont également affectés et permettent désormais des freins de type radial ou monobloc. Le point de montage au bas de la fourche et la longueur réduite du plongeur créent moins d'effet de levier, les bagues plus grandes et la surface accrue permettent conjointement un freinage plus dur dans les virages. La conception standard héritée avait tendance à verrouiller le curseur et le montant ensemble lors d'un freinage brutal lorsque le montant a rompu la lubrification hydrodynamique et a établi un contact métal sur métal avec la bague. Ce blocage de l'avant lors d'un freinage brusque dans un virage pourrait avoir des conséquences catastrophiques car l'énergie normalement absorbée par un contact irrégulier avec la chaussée était directement transférée à la surface de contact du pneu.
Inconvénients< /p>
Les USD ont un peu plus de complexité que les fourches standard, en particulier les versions chargées d'azote. Les composants et vessies supplémentaires pour la rétention d'azote nécessitent un entretien professionnel avec des outils spéciaux.
La défaillance du joint en USD nécessite un niveau d'urgence plus élevé pour l'entretien car l'huile dans la fourche est retenue au-dessus du joint dans cette conception. Dans ces circonstances, l'huile de fourche sera déchargée sur le disque de frein, l'étrier de frein, la roue et le pneu. En raison du mécanisme de rétention du joint, il est rare qu'une défaillance catastrophique du joint se produise lorsque de l'huile est pulvérisée sur ces composants, mais cela se produit dans de rares circonstances, généralement en raison d'une erreur humaine lors du remontage du système.
De plus, en raison de la complexité accrue des composants, le coût des USD par rapport aux fourches standard est important. Cela s'applique également à la pléthore d'outils nécessaires pour reconstruire les USD.
Entretien
Remplacement des joints humides et secs
Recharge d'azote
Remplacement des bagues
Huile R&R
Les tâches de maintenance sont fondamentalement les mêmes que les forks standard comme l'indique la liste ci-dessus. Des outils spéciaux sont nécessaires pour l'entraînement des joints, la mesure de la hauteur du niveau d'huile, l'installation du capuchon de fourche et le chargement d'azote (s'ils sont chargés d'azote).
Conclusion
Inversé les fourches diminuent la friction interne des composants et "ajoutent de la légèreté". Une rigidité accrue crée de la stabilité et les points de montage des freins augmentent la sécurité lors du freinage dans les virages.
USD ou section transversale de la fourche inversée*
* image de RaceTek
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Une plus grande stabilité en torsion.
Pourquoi l'inversion de l'orientation devrait-elle causer une différence ?
Sans entrer dans une analyse détaillée, vous pouvez imaginer que la plupart des contraintes sur la fourche peuvent être supposées être concentrées juste en dessous du bas chape.
Par exemple, lors du freinage (avant), la roue ralentit - repoussant le vélo à travers les fourches provoquant un moment de flexion de la fourche.
La fourche à l'envers sera plus rigide car le curseur a un plus grand diamètre (voir rigidité en flexion et this) par rapport aux chandeliers.
Alors, voilà.
Pour le pilote, cela se traduit par une partie avant plus prévisible au freinage, dans les virages et toute autre manœuvre que vous pourriez lui faire subir.
Il y a aussi cette question de masse non suspendue réduite, qui tue ducati a expliqué dans sa réponse ici . Bien que, dans la pratique, il y ait très peu de différence/d'avantage.
Modifier -
En ce qui concerne les vélos de montagne, la grande majorité des fourches sont « à l'endroit ».
Donc, bien que l'argument général présenté ci-dessus dans ma réponse reste vrai à propos des sections cylindriques de plus grand diamètre offrant plus de résistance à la flexion, pour le même matériau utilisé , il y a une autre chose à considérer. C'est-à-dire le nombre de points où l'on peut introduire des croisillons latéraux. L'ajout d'entretoises latérales ne sert qu'à fournir une rigidité latérale supplémentaire et à empêcher la tendance à la « torsion ». Sur un vélo de montagne, je suppose que cette conception sert à optimiser au mieux les exigences structurelles. Encore une fois, il s'agit d'une généralisation et pour les vtt XC (cross country), les fourches inversées deviennent populaires.
Pour les vélos de sport, la contrainte maximale sur la fourche doit sans doute être lorsqu'elle freine (ou freine et tourne). Cette force de sortie mesure tellement toutes les autres forces qu'une fourche conçue pour optimiser cette exigence structurelle répondrait assez facilement aux exigences de rigidité latérale et de torsion (les choses ne sont pas si simples, mais vous voyez l'image).
Le principal avantage est le poids non suspendu inférieur mentionné ci-dessus qui augmente la réactivité de la suspension en réduisant l'inertie de la partie mobile de la suspension.
Le deuxième avantage important est le fait que les montants de fourche ne sont pas t dans le chemin de la saleté de la roue avant comme c'est le cas dans une fourche classique - c'est à mon avis l'avantage le plus important d'une fourche inversée car elle augmente la durée de vie de la fourche, réduit ses besoins d'entretien et la rend très facile à protéger complètement les plongeurs de fourche. C'est pourquoi c'est une norme pour les motos cross et commence à entrer dans les vélos d'enduro.
En ce qui concerne les autres avantages mentionnés dans d'autres réponses, je ne compterais pas sur ceux-ci. Je vais vous expliquer :
- Raideur - la fourche inversée peut être plus rigide mais uniquement en utilisant des tubes beaucoup plus solides, cela est évident lorsque vous regardez l'image d'une fourche classique et inversée côte à côte côté.
Sur une fourche à l'envers, vous n'avez aucune connexion entre les curseurs (bas), tandis que sur une configuration classique, vous avez un arc reliant ceux-ci et rendant cette partie de la fourche très rigide . Cela rend la fourche très résistante aux efforts de torsion. De plus, la distance entre l'axe de la roue et l'arc des curseurs est la plus petite distance possible entre ces composants, et cela ajoute également de la rigidité.
Dans une fourche inversée, vous avez une distance énorme entre la tête de fourche et le essieu de roue, et comme mentionné précédemment, les curseurs n'ont pas d'autre connexion entre eux que l'essieu de roue. Donc toutes les forces qui traversent une telle fourche ont un gros effet de levier sur les chandeliers et ceux-ci doivent être très costauds pour être comparables à un design classique. De plus, un axe traversant costaud est un must absolu pour une fourche à l'envers car sans lui, la roue se tordrait par rapport aux montants (c'est parce que les curseurs ne sont solidement connectés que via l'axe de la roue).
Poids - si vous créez des fourches à rigidité équivalente des deux conceptions avec un coût et des matériaux similaires en raison du point 1, il est très douteux que la fourche inversée soit plus rigide. Cette hypothèse vient du fait que les fourches à l'envers sont toujours positionnées comme des fourches haut de gamme et qu'elles utilisent de meilleurs matériaux et un meilleur usinage, et ce sont généralement les facteurs qui rendent ces fourches plus légères, pas le fait qu'elles soient à l'envers. conception vers le bas.
Montage des freins - la force exercée sur les coulisseaux et les montants ne dépend que de la taille du frein à disque et de la force de friction que l'étrier peut exercer sur le frein à disque - l'effet de levier de cette force par rapport à l'axe de roue est toujours le même pour la même configuration de frein et peu importe à quoi ressemble le support d'étrier. Il est également important de noter qu'il n'existe pas un seul type de frein pouvant être utilisé uniquement sur une fourche inversée et non sur une conception classique.