Réglages et optimisations

LES LIENS

Les liens ont une influence prépondérante sur le comportement du crawler, il est important de leur accorder beaucoup d’attention pour tirer pleinement parti de votre crawler. A travers divers articles, du plus généraliste au plus spécifique, je vais essayer d’aborder les différentes problématiques en ce qui concerne les liens, leur implantions, leur fabrication et leurs réglages.

Cet article détaille des 3 principales configurations de liens que l’on peut trouver sur un crawler. La barre Panhard, le 3 links, et le 4 links.

Les principales configurations de liens.

BARRE PANHARD

Dans cette configuration, les liens supérieurs sont placés de manière particulière. Un lien supérieur est perpendiculaire au pont et bloque la rotation en tangage, tandis qu’un autre lien supérieur est placé parallèlement au pont et assure le contrôle du pont sur les translations droite/gauche. Comme chaque lien est dédié à bloquer un seul mouvement du pont, il est placé de manière optimale, ce qui limite les efforts sur les rotules. C’est un très bon système de guidage, mais le problème, c’est que pour placer le lien supérieur parallèle au pont, il faut un point d’ancrage châssis placé très en près de celui-ci. Cette configuration n’est pas particulièrement adaptée aux châssis crawlers classiques. Elle est donc très peu utilisée, on va plutôt retrouve ce type de configuration sur des scales.

Le 3 links

C’est la configuration la plus simple, on la retrouve sur l’AX-10 (première génération). Il n’y a qu’un seul lien supérieur en forme de Y. Le lien supérieur est connecté au pont par une rotule placée perpendiculairement à celui-ci. Cela offre au pont une grande amplitude de mouvement (en rotation X). Le problème, c’est que cette rotule travail dans le sens des efforts, et il n’était pas rare sur les vieux AX-10 que cette rotule de déboite suite à un gros choc. Cette configuration a été remplacée par le 4 links, qui permet plus de réglages.

Le 4 links

C’est la configuration la plus utilisée sur nos crawlers. Elle est faite de 2 liens inférieurs et des 2 liens supérieurs, triangulés entre eux pour assurer un bon guidage du pont. Elle permet un large choix de réglages et de configurations qui la rend très intéressante. C’est cette configuration que je détaillerai en particulier.

Le rôle des liens

Comment mesurer un lien ?

Avant de fabriquer ses liens, il est parfois nécessaire de prendre les mesures de liens existants. Pour se faire, la mesure se prend de l’axe d’une rotule  à l’axe de l’autre rotule. Cela permet d’avoir une mesure fiable, qui ne dépend pas du modèle ou de la forme de la rotule. On appelle cette méthode : E2E ou EtoE pour Eye to Eye, littéralement d’œil à œil.

Quelle que soit la forme du lien, la mesure se prend toujours de la même façon.

Comment concevoir les liens sur un crawler ?

 

Les liens sur nos machines ont souvent une forme courbée, ce dessin singulier est une particularité des crawlers. Ils peuvent ainsi évoluer sur un terrain chaotique sans que les liens viennent les bloquer. Le dessin des liens participe pour une part importante aux capacités de franchissement de votre crawler. Un dessin adapté et une conception tenant compte des contraintes d’utilisation assureront à vos liens la résistance nécessaire aux franchissements les plus extrêmes !

 

Les contraintes de conception des liens d’un crawler

Lorsque de l’on conçoit ses propres liens et pour d’éviter les mauvaises surprises, il faut garder à l’esprit certaines contraintes :

• Les liens les plus solides sont les liens droits, à l’inverse au plus un lien est courbé, au plus il perd en rigidité. De la même manière, au plus un lien est long, au plus il perd en rigidité, particulièrement s’il est courbé, car l’effet de levier est plus important. C’est des paramètres à prendre en compte lors du choix des matériaux de construction et de leur dimensionnement.

• Quelle que soit la forme de vos liens, les contraintes qu’ils devront supporter suivent toujours la même direction, une ligne droite qui passe par les deux rotules. C’est une notion importante, qu’il faut toujours garder en tête lors de la conception.

 Les liens inférieurs subissent la plus grande part des contraintes, principalement en compression. Les liens supérieurs sont soumis à des contraintes moindres, et travaillent autant en compression, qu’en traction.

 La forme du lien doit prendre en compte des contraintes exercées sur les rotules. Comme expliqué dans l’article sur les contraintes des rotules, elles ne sont pas conçues pour travailler en cisaillement. La forme du lien doit donc tenir compte de l’orientation des rotules.

Dans l’exemple suivant, on voit un lien courbé classique. Au plus, l’angle de courbure du lien sera prononcé, au plus on aura de contrainte en cisaillement sur les rotules.

Des deux rotules, c’est celle du bas qui subira les plus fortes contraintes en cisaillement, car l’angle entre la direction des contraintes (la flèche bleue) et la rotule est plus grand. C’est donc cette rotule qui risque de casser/plier en premier.

Pour éviter cela, il faut réorienter cette rotule pour quelle travaille plus en compression, en modifiant le dessin du lien. La rotule du bas est maintenant bien alignée avec les contraintes, elle travaillera correctement. On peut considérer que la rotule du haut fait un angle acceptable par rapport aux contraintes et qu’elle résistera bien.

 Sur un MOB, le dessin des liens arrière inférieurs doit tenir compte de l’arbre de transmission arrière. Les liens inférieurs doivent protéger l’arbre de transmission qui ne doit pas être exposé et frotter sur les rochers.

 Sur les MOA, le dessin des liens inférieurs doit tenir compte des moteurs. Les liens doivent protéger les moteurs, pour ne pas qui frottent sur les rochers.

Si on regarde le crawler de profil, la courbure haute des liens arrières inférieurs doit être cachée par les roues arrières. Cela permet de minimiser leur contact avec les rochers.

Lien correctement dessiné.

 

Si la courbe n’est pas masquée par les roues, sur certains obstacles, les liens vont frotter avant que les roues ne touchent les rochers et dans certains cas les liens risque même de bloquer le crawler.

 

Lien risquant de se bloquer sur un rocher

 

Maintenant, vous êtes près à fabrique vos propres liens !

COMMENT FABRIQUER LES LIENS D'UN CRAWLER ?

Lien pour montage à blanc

Avant de fabriquer les liens définitifs, il est (grandement) préférable de fabriquer des liens temporaires, cela permet de valider leur mesure, s’ils ont la forme adéquate, si rien de touche, etc (la liste des problèmes potentiels est longue !!). Ces liens très basiques sont juste faits à partir de 2 rotules reliées par une tige filetée. Ils sont très rapides à fabriquer.

Pour ce type de liens, vous avez besoin de :

• de vielles rotules Traxxas  #5347 (ne jeter pas vos vielles rotules, elles sont parfaites pour ce type de lien !)
• de la tige filetée M4.
• Pour déterminer la longueur de la tige filetée, il suffit de soustraire 18mm à la longueur  E2E de votre lien. Pour les liens courbés, il faut procéder à tâtons, car il est difficile d’anticiper avec exactitude la longueur de la tige filetée avant de l’avoir courbé.

Lien aluminium

Ce type de liens est aussi assez simple à fabriquer et peu couteux, la tige fileté est simplement emboitée dans un tube d’alu de 6mm.

Les avantages :

• Les liens droits sont très faciles à réaliser.
• Coût moindre.
• Nécessite peu d’outillage.
• Ces liens sont bien adapter pour les liens inférieurs, le tube alu de 6mm prolonge bien la rotule et permet au crawler de facilement glisser sur les rochers.
• Les liens sont solides, même les courbé.

Les inconvénients :

• Difficile de réaliser des liens courbés, car anticiper la bonne longueur pour le tube d’alu et la tige filetée avant de les avoir courbés est délicat.
• Moins adapté pour les liens supérieurs, car volumineux,

Pour ce type de liens, vous avez besoin de :

• des rotules Traxxas #5347,
• de la tige filetée M4,
• de tube aluminium de Ø ext. 6mm et Ø int. 4mm.

Pour déterminer la longueur de la tige filetée, il suffit de soustraire 18mm à la longueur E2E de votre lien, et 34mm à la longueur E2E pour le tube alu.
Pour les liens courbés, si votre lien est trop court, vous pouvez remplacer une des rotules par un modèle plus long (#5525) que vous pouvez recouper à la bonne longueur. Si votre lien est trop long, vous pouvez recouper le tube d’alu avec un petit coupe-tube de poche de plombier.

Lien acier

Là encore, ce sont des liens assez faciles à faire et peu couteux. Il est nécessaire tout de même de savoir réaliser les filets (M4).

Les avantages :

• Les liens droits sont facile à réaliser.
• Coût moindre.
• Ces liens sont bien adapter pour les liens supérieurs grâce à leur faible diamètre.

Les inconvénients :

• Les aciers que l’on trouve dans les magasins de bricolage ne sont pas suffisamment résistants pour faire des liens courbés.
• Il est nécessaire de faire un filet sur le rond d’acier, ce qui demande un peu de technique.
• Pour les liens inférieurs, il faut un peu « casser » les angles de la rotule pour que le lien glisse bien sur les rochers.
• L’acier rouille… Il est possible de peindre les liens supérieurs, mais les liens inférieurs frottent trop pour que la peinture tienne.

Pour ce type de liens, vous avez besoin de :

• des rotules Traxxas #5347.
• du rond acier de Ø 4mm.
• une filière M4.

Lien titane

C’est le même modèle que les liens acier, mais on utilise du titane cette fois. J’utilise du titane grade 5 pour mes liens.

Les avantages :

• Le titane est presque 2 fois plus léger que l’acier.
• Le titane ne s’oxyde pas
• Il est très résistant, et même avec un diamètre de 4mm, on peut réaliser des liens courbés.
• On peut réaliser des liens inférieurs et supérieurs.

Les inconvénients :

• Le titane est très difficile à travailler ! Il est très dur et il a tendance à « coller » aux outils.
• Le titane n’est pas facile à trouver et le prix de revient est plus élevé.

Pour ce type de liens, vous avez besoin de :

• des rotules Traxxas #5347.
• du rond de titane grade 5 de Ø 4mm.
• une (bonne) filière M4.
• 3 doses d’huile de coude…

[Sommaire]

Lien en fibre de carbone

Il est possible de fabriquer des liens en fibre de carbone, ce type de lien est très orienté compétition de part leur mise en œuvre plus complexe.

Les avantages :

• Les liens en fibre de carbone sont extrêmement légers, entre 2 et 3 grammes par lien.
• Ils sont parfaits en lien supérieur.
• Coût relativement faible.

Les inconvénients :

• On ne peut faire que des liens droits.
• La fibre de carbone ne supportant pas de frotter sur les rochers, on ne peut pas faire de liens inférieurs.
• Les rotules étant collées, il faut refaire les liens une fois que les rotules ont pris du jeu.
• La fabrication est assez complexe, car il est délicat de fabriquer des liens de dimensions exactement identiques.

Pour ce type de liens, vous avez besoin de :

• des rotules Traxxas #5347.
• du rond de fibre de carbone de Ø 4mm.
• de la colle époxy bi-composant
• un taraud M5.

Méthode de fabrication :

• Repercer les rotules avec un mèche de 4mm sur 8 ou 9mm de profondeur.
• Tarauder les rotules à M5.
• Couper les tubes de carbone à la bonne cote et poncer légèrement les bouts.
• Percer le bout de la rotule pour chasser l’air, car quand on introduit le rond de carbone cela fait un effet de piston qui repousse le rond.
• Remplir les rotules et enduire le bout du rond de carbone de colle epoxy.
• Emboîter la rotule sur le rond de carbone, essuyer les coulures de colles.
• Il est préférable de fabriquer un support pour bien maintenir les rotules pendant le séchage, pour éviter qu’elles ne bougent.
• Laisser sécher 24h.

Pour ceux qui doutent de la résistance de ces liens, voici la photo après un test en arrachement de la rotule. C’est la rotule qui a cassé en premier, le collage n’a pas bouger.

ROLL AXE OU AXE DE ROULIS D'UN PONT DE CRAWLER.

Le roll axe ou axe de roulis est une ligne imaginaire autour duquel s’articule le pont d’un crawler en roulis par rapport au châssis. Cette ligne est défini par la position des liens entre le châssis et les ponts.

Comment trouver l’axe de roulis (roll axe) sur pont guidé par un 4 links ?

Pour définir la position de cette ligne :

• Il faut trouver le point où les liens supérieurs se croisent (le point orange), ce point est appelé rear LCP (Lateral Constraint Points, pour point de contrainte latérale).
• Puis il faut trouver le point où les liens inférieurs se croisent (le point bleu), ce point est appelé front LCP.
• Il faut ensuite relier ces deux points, la ligne verte. Cette ligne est l’axe de rotation du pont en roulis.
• 

Si les liens supérieurs ou inférieurs sont parallèles ou que leur LCP est situé très loin, on dessine la ligne verte parallèlement à la ligne des liens parallèles et passant par le LCP des autres liens (dit comme cela ce n’est pas très clair, alors regardez l’illustration ci-dessous, c’est plus facile à comprendre !).

Et pour les petits malins qui me demanderaient comment on dessine la ligne verte  si les liens inférieurs et supérieurs sont presque parallèles ? Je leur réponds d’aller lire l’article : Les liens -Leur rôle, car dans ce cas leur configuration de lien est mauvaise !

Quel effet a-t-il sur le comportement du crawler?

D’une manière générale, il est préférable que l’axe de roulis soit le plus horizontal possible ou très légèrement penché sur l’avant. Au plus cet axe sera incliné, au plus cela provoquera un phénomène d’axle steering.

La hauteur de l’axe de roulis par rapport au pont est significative aussi. Au plus cet axe est placé haut, c’est-à-dire en dessus du pont, au plus le pont bougera en roulis avec un effet de balancier.

Dans ce cas, l’axe de roulis est au centre du pont, il pivote donc sur lui-même.

Dans ce cas, l’axe du roulis est placé plus haut que le centre du pont, il s’articule avec un effet de balancier.

Cet effet de balancier aura pour conséquences :

• De générer des tensions dans amortissement, quand le crawler prend appui sur une obstacle frontal. Il faut donc que cet axe de roulis ne soit pas placé trop haut.
• Au plus cet effet de balancier est prononcé, au plus les roues, donc les points d’appui se déplaceront latéralement, ce qui peut diminuer la stabilité globale du crawler.

Le but n’étant pas d’avoir un axe de roulis au milieu du pont (ce qui doit être assez difficile), mais de trouver un bon compromis entre la hauteur de l’axe de roulis et les autres réglages des liens.

IC OU INSTANT CENTER D'UN CRAWLER

IC ou Instant Center est un point fondamental pour étudier l’importance de la géométrie des liens et de leurs influences sur le comportement du crawler. C’est à partir de ce point et surtout de sa position par rapport au centre de gravité du crawler que l’on va essayer de comprendre comment il interagit avec celui-ci. La position de l’IC est directement liée à la position des liens reliant le châssis aux ponts, c’est donc le facteur primordial dans la conception de la géométrie de liens de votre machine. Tout particulièrement sur un shafty, car on le verra plus tard, cela vous permettra de mieux contrôler le torque twist et des liens mal réglés peuvent même dans certains cas accentuer ce problème de torque twist.

Références

Vous remarquerez que je fais souvent référence à des articles de dragster : How to build hotrods ou Launching a Drag Car. C’est principalement dû au fait que c’est la source la mieux documentée sur le sujet. Dans ces articles, ils expliquent l’importance du positionnement de l’IC lors du lancement du véhicule, c’est-à-dire, le bref moment où le véhicule passe de l’arrêt  à l’accélération. C’est le moment où les contraintes sur les liens et l’amortissement sont les plus fortes. Dans notre cas, on ne se soucis pas vraiment de ce moment de lancement, mais quand on se retrouve dans une pente à +60°, on est justement très proche de ces contraintes. C’est pourquoi, même si le domaine du dragster est très éloigné de celui du crawler, les enseignements qu’ils nous donnent restes pertinents. Pourquoi s’occuper uniquement du pont arrière ? Nos crawlers sont des 4×4, les deux ponts motrices. Comme je l’ai dit, cette étude est pertinente quant le crawler est dans de forte monté, hors dans cette position le pont avant n’a presque plus de motricité, alors que le pont arrière supporte à quasi-totalité de la motricité. Donc, on se concentre principalement sur le pont arrière.

Comment calculer l’IC ?

Pour trouver la position de l’IC, on étudie le crawler de coté. On sort donc sa boîte à crayons de couleur et nous voici repartis pour un nouveau schéma !  Le but étant de trouver IC, ce qui n’est pas très compliqué. L’IC d’un pont est l’intersection du prolongement de ses liens inférieurs et supérieurs.

En quoi l’IC est important ?

C’est un bien joli dessin, mais on fait quoi maintenant ? L’IC est important, car c’est là que se focalise la poussé du pont. La poussée du pont arrière suit la ligne qui passe par le point de contact du pneu arrière avec le sol (le point B) et l’IC, c’est la ligne verte en pointillé. La poussée du pont arrière sur le crawler est représentée par la flèche verte.

Comme tout vecteur de force, on peut décomposer cette poussée (la flèche verte) en 2 forces distinctes :

• La flèche jaune dirigée vers l’avant, c’est la force qui fait avancer le crawler.
• La flèche violette dirigée vers le haut et qui « soulève » le crawler.

Pour aller plus loin et pour comprendre comment la poussée du pont arrière est transmise au crawler, il suffit d’imaginer que le point B représente les pieds d’une personne qui voudrait pousser le crawler, et l’IC, là où cet personne pose ses mains pour pousser. On comprend donc que selon où cette personne pose ses mains (là où est placé l’IC), il poussera, plus ou moins efficacement le crawler.

Sur le schéma 4, on voit que la droite qui passe par le point B et l’IC forme un angle avec le sol. Il est de 25° pour le dessin du haut, et volontaire très faible, de l’ordre de 4° pour le dessin du bas. Maintenant voyons ce qu’il se passe dès que le petit bonhomme pousse. Selon la 3^eme loi de Newton, la poussée qu’applique le petit bonhomme avec ses mains au point d’IC se traduit par une poussée de même force, mais de direction opposée au niveau de ses pieds, et c’est là que ça devient intéressant.

Pour comprendre ce qu’il se passe, on regarde le cas du haut du schéma 5, et l’on décompose une nouvelle fois cette force appliquée aux pieds du petit bonhomme (au point B) en 2 forces : on obtient une nouvelle fois une flèche violette, qui pointe cette fois vers le bas et une flèche orange, qui pointe vers l’arrière.

• La flèche violette plaque les pieds du bonhomme au sol, elle apporte de l’appui au niveau du pied. Au plus le petit bonhomme va pousser, au plus cet appui va augmenter. Pour mettre cela en évidence, il suffirait de placer une balance sous les pieds du petit bonhomme et l’on verrait que dés qu’il pousse, le poids affiché sur la balance augmente. C’est le sol qui oppose une résistance à cette force.
• La flèche jaune pousse vers l’arrière, elle aura tendance à faire glisser le pied en arrière. Là, c’est l’adhérence entre les pieds et le sol qui s’oppose cette force. Il est intéressant de noter que l’adhérence des pieds sera d’autant plus forte que la flèche violette apporte un appui supplémentaire au poids du petit bonhomme.

Maintenant, appliquons la même analyse au cas du bas du schéma 5. Cette fois, le point de poussé (l’IC) est placé très bas et la ligne verte en pointillée forme un angle très aigu avec le sol (à noter que la flèche verte fait exactement la même longueur dans les deux cas de figure). La décomposition de la force appliquée au niveau des pieds donne un résultat assez différent. La flèche violette (celle qui augmente l’appui) est quasi nulle, tandis que la flèche orange (celle qui fait glisser les pieds en arrière) est légèrement plus longue. Donc les pieds subiront un effort un peu plus important pour les faire glisser en arrière, alors que le gain d’adhérence sera lui quasi-nul.

Dans le cas où notre crawler attaque une pente à +60°, on est face au dilemme suivant :

• Si je place l’IC trop haut, j’aurai beaucoup d’appui sur les pneus, donc une très bonne adhérence, mais le crawler aura tendance à se soulever beaucoup, donc à facilement se retourner.
• Si je place l’IC trop bas, le crawler se soulèvera moins, donc se retournera moins facilement, mais il aura aussi bien moins de motricité…

Bien sûr, les deux exemples cités plus haut sont extrême, ils sont là pour illustrer l’influence de la position de l’IC. Dans la réalité, on ne se retrouvera jamais dans le cas de figure du bas du schéma 5, car la position de nos liens inférieurs ne bougent pas et sera jamais cette position. En conséquence, l’IC se baladera toujours le long de la ligne que forme le lien inférieur et c’est avec le lien supérieur qu’on ajustera sa position. Mais il est encore trop tôt pour vraiment parler de réglage d’IC, il y a encore des facteurs à prendre en compte. Car notre crawler n’est pas un objet compact, mais c’est un véhicule qui s’articule avec les liens et contrôlé par des amortisseurs. Ce qui veut dire que les masses suspendues peuvent bouger indépendamment des ponts, via les liens et les amortisseurs. Donc quand l’IC va transmettre la poussée du pont arrière au châssis du crawler, cela va inévitablement impacter l’amortissement et c’est là que les choses se compliquent !

Pour étudier l’impact de la position de l’IC sur l’amortissement, il faut prendre en compte le centre de gravité du crawler. De la relation entre l’IC et le centre de gravité, découle le réglage d’anti-squat. C’est LE principale réglage des liens sur un crawler. Ce réglage est si important.

Le torque twist

Le torque twist est LE grand problème des shafty. C’est le démon qui guette dans l’ombre et qui surgit toujours au pire moment pour renverser votre machine. Hélas, il n’y a pas de recette miracle pour le faire disparaître, il existe simplement un ensemble de réglages et de préparations, qui vont le rendre gérable. Je dis gérable, car comme tous réglages ou préparations sur votre machine, il vous faudra trouver le juste compromis entre gestion du torque twist et la souplesse d’amortissement. Ces deux notions vont en permanence s’opposer et il faudra bien les garder en tête tout au long de la préparation de votre crawler. On peut très facilement contrer le torque twist en utilisant simplement des ressorts très durs pour l’amortissement, et effectivement le problème sera réglé, mais la machine perdra toute sa souplesse et sera grandement pénalisée en franchissement en croisement. On va donc voir sur quels paramètres on doit influer, pour diminuer le torque twist à une valeur acceptable tout en gardant une bonne capacité de croisement.

Avant de voir comment maîtriser le torque twist, il faut comprendre quels sont les symptômes et les mécanismes qui le génèrent. Ce qui est ironique, c’est que ce sont les éléments qui font la spécificité d’un shafty, c’est-à-dire, les arbres de transmission entre le pont avant et le pont arrière, qui sont à l’origine du torque twist !

Les symptômes du torque twist

Le torque twist est un phénomène de torsion en roulis du châssis et des ponts du crawler. Cela commence par l’écrasement d’un amortisseur arrière, toujours du même coté, puis le phénomène augmente jusqu’à ce qu’une roue avant du côté opposé se soulève, entraînant généralement le crawler à la faute en le renversant.

On voit bien sur cette photo, la roue avant droite levée, c’est du torque twist. Dans ce cas, il reste contenu, mais il empêche tout de même la roue avant de se poser au sol. Avec plus de torque twist, le crawler se renverserait.

Le meilleur moyen de mettre en évidence le torque twist est donc dans une forte pente, car l’on peut facilement appréhender ses effets visuels. Personnellement pour régler mon crawler, j’utilise une planche de test inclinée aux valeurs proches du renversement, et je recouvre simplement cette planche de tapis-brosse ( de simples paillassons que l’on met devant les portes ) pour que le crawler ait une bonne motricité. L’avantage des tapis-brosse ( la moquette fait aussi bien l’affaire ), c’est qu’ils n’usent pas les pneus, contrairement au papier de verre, comme j’ai pu souvent le voir.

Les mécanismes du torque twist

Le principe derrière tout cela, c’est encore la faute à Newton, et plus précisément à sa 3^e loi.

Troisième loi de Newton ou principe des actions réciproques (Wikipédia).

Pour chaque action, il existe une réaction égale et opposée : l’action est toujours égale à la réaction ; c’est-à-dire que les actions de deux corps l’un sur l’autre sont toujours égales, et dans des sens opposés.

Lois du mouvement de Newton

D’un coté, on a le châssis avec l’ensemble moteur/transmission, et de l’autre, on a le pont avant et le pont arrière. Entre ces trois éléments, il y a les arbres de transmission qui tournent dans un sens pour faire avancer le crawler. Cette rotation induit en réaction, une rotation dans le sens opposé. Le châssis pouvant s’articuler en roulis autour des ponts, cela tend à le faire tourner par rapport aux ponts, ce fameux mouvement, où le châssis se penche d’un côté. Ce mouvement de torsion entre le pont avant et le pont arrière est toujours dans le sens opposé à la rotation des arbres de transmission.

Ce qui s’oppose à cette torsion, ce sont les amortisseurs. Pour chaque pont, un amortisseur aura tendance à subir une contrainte en compression, c’est la partie visible du torque twist et l’autre amortisseur subira une contrainte en traction, ce qui ne se voit pas, car les amortisseurs d’un shafty sont généralement déjà détendus au maximum au repos. Le couple transmis aux roues est donc par réaction, aussi transmis, en partie, aux amortisseurs. Quand le couple est faible, c’est-à-dire que le crawler rencontre peu de résistance à l’avancement, les amortisseurs peuvent le contenir. Mais au plus la résistance à l’avancement augmente (dans une forte montée) au plus le couple augmente et tend à comprimer les amortisseurs. Jusqu’au moment où le couple devient supérieur à la force des ressorts et le torque twist devient visible.

Un bon exemple pour illustrer ce principe, c’est une perceuse à mèche. Tant que la mèche tourne et perce le matériau, vous pouvez tenir la perceuse. Mais si la mèche se coince brutalement, la perceuse se met violemment à tourner sur elle-même et vous échappe des mains. Le torque twist suit le même principe.

  Comment gérer le torque twist ?

Alors que le phénomène le plus visible est à l’avant, la roue qui se lève, le problème vient principalement du pont arrière. Cela vient du fait que le torque twist se manifeste principalement dans les fortes montées. Dans cette situation, tout le poids du crawler est transféré sur le pont arrière, ce qui lui assure la quasi-totalité de la motricité. Cette motricité accrue et ajoutée à tout le poids du crawler qui repose sur le pont arrière, fait que les roues arrières rencontrent beaucoup de résistance à l’avancement, donc beaucoup de torque twist. Tandis que le pont avant lui, est complètement délesté de tout le poids et bien souvent les roues avant n’ont presque plus de motricité, elles ne rencontrent que très peu de résistance à leur rotation, donc très peu de torque twist.
Vous pouvez faire l’expérience avec et sans l’arbre de transmission avant, vous obtiendrez dans une montée, des résultats très similaires. Alors que si vous ne gardez que l’arbre de transmission avant et supprimez l’arrière, le crawler ne montera plus du tout.
Conclusion, il va falloir principalement travailler sur le pont arrière.

Il faut voir les différents outils que je vais vous proposer comme un tout, c’est-à-dire que c’est l’ensemble de ces outils qui va vous permettre de rendre le torque twist gérable. En aucun cas, vous ne résoudrez le torque twist avec un seul de ces outils. Le but n’est pas de faire disparaître le torque twist, mais de repousser son apparition et ses effets le plus tard possible, pour qu’il ne nuise pas au franchissement de votre crawler.

Éliminer les points durs et frottements

Le premier axe de travail est de lutter contre les causes du torque twist, c’est-à-dire la résistance à l’avancement du crawler. Comme expliqué plus haut, le torque twist est directement lié à la résistance que rencontrent les roues pour tourner. Évidemment, on ne pourra pas totalement supprimer cette résistance à l’avancement (à moins de rouler toujours à plat, mais ce n’est pas le but recherché), mais au moins éviter d’empirer la situation. Il faut donc veiller à ce qu’il n’y ait aucun point dur ou frottement qui freinerait vos ponts. Cette résistance, aussi faible soit-elle, viendra augmenter le torque twist. Un cas classique, c’est l’hexa d’une roue qui viendrait frotter sur le corps du pont.

Déplacer toutes les masses suspendues vers les ponts

Un autre axe important de la préparation d’un shafty est de déplacer toutes les masses suspendues vers les ponts. C’est important, car tout ce poids suspendu va directement agir sur les amortisseurs et s’ajouter aux contraintes du torque twist. Entre deux crawler à poids égal et préparation identique, celui ayant le moins de masses suspendues verra le torque twist apparaître plus tard.

Les amortisseurs

Bien sûr, les réglages de vos amortisseurs seront un point très important. Il vous faudra trouver ce juste équilibre entre torque twist et contrôle en croisement des ponts. Vous pouvez jouer sur différentes duretés de ressorts ainsi que sur la position de amortisseurs. En les inclinant plus ou moins, vous allez précisément ajuster leurs comportements. C’est une étape assez longue et fastidieuse, mais indispensable.

Les réglages des liens

Là aussi, c’est un outil fondamental, à double titre. Car un bon réglage va vous aidez à bien gérer le torque twist, tandis qu’un mauvais réglage va l’empirer. C’est donc une étape incontournable de la préparation de votre shafty. Et votre outil le plus précieux sera l' Anti-squat, c’est-à-dire qu’en réglant correctement vos liens supérieurs arrières, vous allez repousser l’arrivée du torque twist..

Pourquoi l’anti-squat aide t-il contre le torque twist ?

C’est assez simple, l’anti-squat est tout comme le torque twist directement lié au couple envoyé aux roues. Et comme le torque twist, il va affecter le comportement des amortisseurs. Donc avec le bon réglage d’anti-squat, on arrive à lutter contre le torque twist. Le but étant d’avoir un réglage d’anti-squat supérieur à 100 %, car dans ce cas une partie du couple va avoir tendant à étirer les amortisseurs. Bien ajusté, cet étirement va s’opposer à l’effet d’écrasement du torque twist. Attention toutefois, ce n’est pas un outil miracle, trop d’anti-squat va nuire au comportement général de votre machine, car l’amortissement va excessivement se raidir dès que le pont arrière va pousser. De plus, si sur un amortisseur, le torque twist et l’anti-squat s’opposent, sur l’autre, ils additionnent leur action. Il faudra donc là aussi, utiliser cet outil avec parcimonie. Une bonne base de réglage d’anti-squat, c’est quand les liens supérieurs arrières sont parallèle au sol. À partir de là, quand vous descendez les liens supérieurs arrières coté châssis, vous augmentez le l’anti-squat. Quand vous montez les liens supérieurs arrières coté châssis, vous diminuez l’anti-squat.

Différente démultiplication entre le pont avant et le pont arrière

En ayant une démultiplication légèrement plus importante à l’arrière par rapport à l’avant, on améliore globalement le comportement du crawler. Cela diminue aussi légèrement le torque twist, car le pont avant tournant plus vite, il récupère un peu du torque twist du pont arrière. Cela équilibre légèrement les efforts et aide au contrôle global du torque twist. On fait varier la démultiplication des ponts en utilisant des couples pignon/couronne ayant des rapports différents, les fameux OD et UD.

Diminuer le couple transmis par les arbres de transmission

C’est une solution particulière car elle implique une architecture particulière, mais elle est efficace. Le but étant de faire passer un faible couple dans les arbres de transmission, et de les faire tourner plus vite pour compenser. Dans ce cas, la démultiplication ne se fait pas au niveau de la transmission, mais au niveau des ponts. C’est ce qu’a fait Losi avec son Night Crawler, il utilise des ponts à vis sans fin, ayant un fort taux de démultiplication et une transmission qui ne démultiplie presque pas. Le problème reste le faible rendement des vis sans vis, qui rend le choix de la motorisation complexe et offre des performances moindres par rapport à une architecture classique.

Les fausses bonnes idées

Certaines idées aident à gérer le torque twist, d’autres non…

Les arbres contrarotatifs

L’idée est séduisante. Le principe est d’inverser le sens de rotation des arbres de transmission entre le pont avant et le pont arrière. Sur le papier, les efforts devraient s’opposer et annuler le torque twist. Hélas, dans la vraie vie, cela ne fonctionne pas, car comme expliqué plus haut, le torque twist ne se répartit pas uniformément entre le pont avant et arrière. Il est généralement prépondérant sur le pont arrière et assez faible sur le pont avant, cela ne produit donc pas l’opposition de force attendue.

 CENTRE DE GRAVITE -CENTRE D'INERTIE

Dans l’ensemble des explications que je donnerai dans mes divers articles, je considérerai le centre de gravité et le centre d’inertie (ou centre de masse) confondus. Cela est une approximation largement suffisante pour notre étude du crawler et arriver à appréhender les différences entre les deux, sort largement du cadre de ce site !

Ce qu’on devra retenir, c’est que comme son nom l’indique, le centre de gravité est le point où s’applique la gravite terrestre sur un objet donnée, dans notre cas un crawler. C’est ce qui plaque naturellement le crawler au sol !
Par simplification, comme je l’ai dit plus haut, c’est aussi le point où s’applique des différentes accélérations sur un crawler. Ce point est donc susceptible de se déplacer, soit en ajoutant du poids sur le crawler, soit en appliquant une accélération à celui-ci (quant le crawler accélère ou il freine).

Une autre notion, probablement moins utile dans mes explications :

Si l’on veut faire tourner l’objet autour d’un axe de direction donnée, alors l’axe pour lequel il faut fournir le moins d’effort est l’axe passant par le centre d’inertie. Si l’axe de rotation ne passe pas par le centre d’inertie, cela génère des vibrations dans le système ; il a du « balourd ».

Pour les plus courageux, regarder le définition du centre de gravité sur Wikipédia.

Pour les vraiment plus courageux, la définition du centre d’inertie sur Wikipédia.

Trouver le centre de gravité d’un crawler

Pendant cette procédure, le crawler est complet (avec accu), il manque uniquement la carrosserie sur les photos pour les besoins du tutoriel.

1. On cherche dans un premier temps le point de bascule du crawler. À l’aide d’un tasseau de bois (ou autre) que l’on place sur l’arête, on cherche le point d’équilibre du crawler. Généralement, il se situe à proximité de la rotule des liens avant inférieurs coté châssis (pas comme sur la photo de mon vieux châssis du Crawler King !).
   
2. Quand on a trouvé le point de bascule, on sait déjà que le centre de gravité se trouve quelque part sur cette ligne verticale.
   
3. Il faut démonter les 2 roues avant et bricoler un support comme sur la photo. Le but étant que le crawler repose sur le filetage des axes de roues avant, de façon à ce qu’il puisse se balancer sans contraintes.
   
4. On place sur l’axe de roues un petit fil à plomb qui va donner la verticale.
   
5. Il ne reste plus qu’a repérer où se croisent cette verticale (le fil à plomb) et la ligne rouge repérée au début.
6. Pour vérifier la mesure, on peut répéter l’opération, mais en changeant de pont. Il faut remonter les roues avant et démonter les roues arrières, puis effectuer les mesures en pendant le crawler par le pont arrière. Toutes les lignes devraient se croiser au même point, le centre de gravité de votre crawler.

Et voilà, vous avez trouvé le centre de gravité de votre crawler. C’est assez empirique, mais l’estimation est relativement précise.

 QUESTION D'AMORTISSEURS

Pourquoi les amortisseurs fuient ?

La première raison, c’est que les joints toriques au niveau du piston sont abîmés, là, il faut les remplacer, il n’y a pas de mystère ! Ensuite, plus rarement, un mauvais état de la tige du piston (rayures) peut aussi provoquer des fuites ou des points dur dans le fonctionnement de l’amortisseur. C’est un point à surveiller.

Mais, même quand ces joints et les tiges de pistons sont en bon état, les amortisseurs continent à fuir et la raison est assez simple. L’huile est incompressible (heureusement sinon les amortisseurs en fonctionneraient pas si bien), et quand l’amortisseur se comprime, le volume de la tige du piston, qui était à l’extérieur, se retrouve dans le corps de l’amortisseur (cas #2 de la figure ci-dessous). Du coup, cela fait un volume de plus, qui vient augmenter la pression à l’intérieur. Pour évacuer cette surpression, l’huile sort par l’orifice qui lui offre le moins de résistance, les joints toriques au niveau du piston. Quand l’amortisseur se détend, la tige ressort, et la pression baisse. Cette fois, la sous-pression attire de l’air dans l’amortisseur, toujours par les joints toriques. Comme l’air est compressible, cette bulle d’air dans l’amortisseur fait office de tampon et absorbe les surpressions suivantes. Mais les bulles d’air sont les ennemies d’un bon amortisseur, car en passant dans le piston, une bulle d’air se transforme en une multitude de toutes petites bulles d’air, on dit quelle alors que l’huile émulsionne, ce qui dégradent l’efficacité de l’amortissement en modifiant la viscosité de l’huile.

En outre, cette surpression crée souvent un point dur en fin de course de l’amortisseur et limite son fonctionnement. Pour éviter cela, on utilise une membrane qui se place dans le bouchon de l’amortisseur (cas #3 de la figure ci-dessus). Cette membrane isole une bulle d’air de l’huile et permet ainsi d’absorber la surpression de la tige quand l’amortisseur se comprime (cas #4 de la figure ci-dessus). Cela assouplit grandement l’amortissement, mais pour aller encore plus loin et pour éviter que cette bulle d’air comprimé ne crée une petite résistance en fin de course, on peut percer le capuchon de l’amortisseur pour en chasser l’air (cas #5 de la figure ci-dessus). Du coup, il n’y a plus de surpression d’air et l’amortisseur fonctionne sans aucune résistance, autre que celle voulue de l’huile à travers le piston. Mais le risque de cette modification, c’est que si la membrane se perce ou est mal positionnée, cela transforme votre amortisseur en joli pistolet à huile !

Comment remplir les amortisseurs ?

Correctement remplir est important pour assurer leur bon fonctionnement. Mais voilà, c’est souvent difficile d’obtenir un fonctionnement bien linéaire, sans point dur, tout en montant correctement la membrane, cela demande un peu de méthode.

Honnêtement, les amortisseurs de types Axial SCX-10 sont les plus difficiles à remplir correctement. S’ils n’ont pas de membranes (bien qu’il soit possible d’en ajouter, on peut utiliser celle que l’on trouve sur les Traxxas 1/16 Slash, et 1/16 E-Revo), et c’est impossible de les remplir sans emprisonner une bulle d’air. Même avec cette bulle d’air, il est tout aussi difficile d’obtenir un fonctionnement bien linéaire. Le plus souvent, on se retrouve avec un gros point dur en fin de course, qui peut aller jusqu’à briquer la course du piston. Ces amortisseurs ont un faible diamètre et contiennent donc peu d’huile. Du coup, quand le piston remonte, il créé une forte surpression. Sur les amortisseurs Big Bore Traxxas, le diamètre est plus grand, donc ils contiennent plus d’huile, et la surpression créer est moins importante. Ce type d’amortisseur est plus facile à remplir. Je vous invite à privilégier les amortisseurs avec une membrane, ils offrent un fonctionnement plus linéaire et évitent d’enfermer une bulle d’air.

Avant de commencer, veillez à bien chasser les bulles d’air de l’amortisseur, il faut les laisser remonter à la surface, pour cela, il faut hélas attendre quelques minutes. Profitez en pour faire travailler le piston dans l’amortisseur, pour vérifier qu’il coulisse sans point dur.

1. Positionner le piston à mi-course et remplissez complètement l’amortisseur d’huile.
2. Placer la membrane, tout en chassant le surplus d’huile. Essayer de ne pas laisser rentrer de l’air sous la membrane. Essuyer les coulures d’huile.
3. Gardez la membrane bien plaquée sur le corps d’amortisseur et faite doucement descendre le piston. Le but de l’opération est de créer une dépression qui va légèrement aspirer la membrane à l’intérieur de l’amortisseur. Les bords de la membrane dépassent toujours un peu et gênent le vissage du bouchon, là, ils vont un peu glisser vers l’intérieur de l’amortisseur et il sera plus facile de mettre en place le bouchon.
4. Revissez le bouchon délicatement et sans trop serrer, les joints ou membranes sont assez fragiles. Puis, faites travailler l’amortisseur, il devrait fonctionner sans bruit. Un bruit de gargouillis indique généralement des petites bulles d’air dans l’huile, dans ce cas, il faut recommencer le remplissage.

Pourquoi les amortisseurs d’un crawler sont-ils inclinés ?

On pourrait effectivement se demander pourquoi les amortisseurs d’un crawler sont incliné, alors que leur plus proche cousin, les scales, ont des amortisseurs placés verticalement. J’y vois plusieurs raisons.

Il y a quelque temps, un bon crawler était un crawler qui avait au moins 90° de croisement de ponts et il était de bon ton de présenter sa machine, les deux pneus d’un pont posé à plat au sol et l’autre pont croisé à angle droit avec la roue posée sur le flanc ! Cette figure de style n’est pas possible avec un châssis classique comme sur un scale, car un pont avec un tel débattement viendrait buter sur le châssis. De même, les premiers crawler utilisaient un maximum de pièces issues de monster truc (Clod, E-Maxx…) et pour arriver à de tel débattement avec ce type d’amortisseurs, ils fallait les incliner.

Une autre différence est la différence de répartition de poids, sur un scale, le poids est répartit sensiblement comme sur un véhicule échelle 1, c’est-à-dire que les masses suspendues représentent environ 80 % du poids total, tandis que les ponts n’est que de 20 %. Dans ce cas, ils faut de suspensions assez raides. Alors que sur un crawler les proportions sont inversés, les ponts représentent +80 % du poids alors que les masses suspendues, elles représentent moins de 20 %, dans ce cas, il faut une suspension bien plus souple, car il y a peu de poids à suspendre.

Le gros défaut de cette configuration est que s’il y a une bulle d’air dans l’amortisseur, elle est forcement très près du piston et elle va inévitablement dégrader l’amortissement. Tandis qu’avec la positon normale, la bulle d’air est à l’opposé du piston et elle a moins de chance de parasiter le fonctionnement du piston.

Que se passe-t-il si je coupe des spires du ressort d’un amortisseur ?

Quand on coupe des spires d’un ressort, il devient plus court… Mais cela modifie aussi sa raideur. Pour comprendre cela, il faut savoir qu’il existe une formule bien compliquée, qui permet, à partir des caractéristiques du ressort (diamètre du fils, diamètre du ressort, matériau utilisé et nombre de spires), de calculer la raideur :

• = raideur
• = module de cisaillement, soit constante propre au matériau
• est le diamètre moyen du ressort
• est le diamètre du fil
• est le nombre de spires utiles

Quand on coupe les spires d’un ressort, toutes caractéristiques citées plus haut restent inchangées, sauf le nombre de spires. On peut donc simplifier cette formule en remplaçant toutes les caractéristiques inchangées par une constante, ce qui donne cette formule bien plus simple :

Où est une constante représentant les caractéristiques du ressort.

Ce qui revient à dire que quand on coupe les spires d’un ressort, on augmente en proportion égale sa raideur. Si je coupe la moitié des spires d’un ressort, je multiplie par deux sa raideur.

La précontrainte d’un amortisseur

Quand j’ai commencé cet article, je pensais qu’il serait assez court, la cause était entendue, pré-contraindre un amortisseur le durcit tout simplement, que dire de plus ! Mais en y regardant de plus près, je me suis aperçue que les choses étaient légèrement plus complexes. Il faut garder à l’esprit, tout au long de cet article ( un peu long…), que la précontrainte ne durcit pas le ressort, mais fait travailler une partie différente de ce ressort, ce qui modifie le comportement de l’amortisseur. C’est ce que je vais essayer d’expliquer dans cet article.

Pré-contraindre un amortisseur permet donc d’ajuster plus finement son comportement. Le principe étant de contraindre le ressort de l’amortisseur, soit par l’ajout de cales sous le ressort, soit par un système de molette à visser qui vient faire pression sur le ressort.

Pour chaque millimètre de précontrainte appliqué au ressort d’un amortisseur, il faudra ajouter une charge supplémentaire aux efforts pour faire travailler cet amortisseur. Cette charge supplémentaire est directement liée à la raideur du ressort. Par exemple, avec un ressort mini-T Losi argenté de 14.82 g/mm de raideur ( c’est là que la conversion de la raideur en g/mm prend tout son sens), pour chaque millimètre de précontrainte, il faut ajouter 14.82 g à la charge pour faire travailler l’amortisseur. Cela donnera alors l’impression d’un ressort plus dur. Mais attention, cela ne modifie pas la raideur du ressort, c’est juste une valeur constante qu’on ajoute aux efforts nécessaires pour faire travailler l’amortisseur. Le ressort ne devient pas plus dur, c’est juste plus dur de faire travailler l’amortisseur, c’est une nuance subtile !

Pour mieux comprendre, prenez un amortisseur dont la course utile du piston est de 20 mm, avec un ressort mini-T Losi argenté, de 14.82 g/mm de raideur, monté sans précontrainte (cas #1 du schéma ci-dessous). Dans mon exemple, on va négliger les différentes frictions de l’amortisseur. Dés qu’on applique une charge sur celui-ci, soit à partir 1 g, il va commencer à se compresser, puis on va augmenter la charge pour mettre l’amortisseur en butée. Le piston de l’amortisseur se sera comprimé de 20 mm (sa course utile) et le ressort aussi (cas #2 du schéma ci-dessous). Pour comprimer le ressort de 20 mm, il faut appliquer une charge de 20 mm x 14.82 g, soit 296.4 g.

Si je mets une précontrainte de 5 mm sur ce même amortisseur. Au repos, le ressort sera donc déjà comprimé de 5 mm, soit une pré-charge de 5 mm x 14.82 g, soit 74.1 g (cas #3 du schéma ci-dessous). La première différence dans le comportement de l’amortisseur, c’est qu’il ne commencera à se comprimer, que quand la charge qui lui est appliquée est supérieure à 74.1 g, en dessous de cette charge, il ne bougera pas. Ensuite, on augmente la charge jusqu’à mettre, une nouvelle foi, l’amortisseur en butée, la course du piston sera toujours de 20 mm, mais le ressort sera comprimé de 20 mm + 5 mm ( de précontrainte), soit 25 mm (cas #4 du schéma ci-dessous). Et pour comprimer ce ressort de 25 mm, il faut lui appliquer une charge de 25 mm x 14.85 g, soit 370.5 g.

Tout le comportement de l’amortisseur est ainsi modifié de manière linéaire. Avec 5mm de précontrainte, il faut donc ajouter 74.1 g en plus pour le faire travailler sur l’ensemble de sa course. Cela se vérifie, en comparant les valeurs de charge pour le mettre en butée, sans précontrainte, il faut 296.4 g et avec 5 mm de précontrainte, il faut 370.5 g, soit 296.4 g + 74.1 g.

Toutefois, il y a encore une petite subtilité, j’ai parlé, dans mon, exemple, de charge pour mettre l’amortisseur en butée et non mettre le ressort en butée. Quand l’amortisseur est en butée, le ressort n’est généralement pas encore en butée. La course du piston de l’amortisseur n’est pas forcément égale à celle du ressort, et elle est le plus souvent inférieure, sinon, c’est le ressort qui vient limiter la course du piston. Quelle que soit la précontrainte qu’on applique au ressort, la charge minimale pour mettre ce ressort en buté restera toujours la même.

Ce graphique montre les différentes lignes correspondant aux ressorts Losi. En abscisse, est représenté le déplacement du piston, et en ordonnée, la charge appliqué à l’amortisseur. On voit bien la nuance que peut apporter la précontrainte d’un ressort d’amortisseur.

L'AMORTISSEMENT SUR UN CRAWLER

Généralités sur l’amortissement

Avant d’aller plus loin, deux mots de sémantique, ça fait toujours du bien, moi le premier. D’une manière générale, on emploie les mots amortisseurs et suspensions sans faire de réelles distinctions.
La suspension décrit l’élément mécanique dont le rôle est d’absorber les chocs et variations du relief de la route, ainsi que de maintenir en l’air le véhicule, de le suspendre. C’est le cas généralement des ressorts, qu’ils soient à lame ou hélicoïdaux. Mais le problème des ressorts, c’est leur tendance à l’oscillation, pas très agréable quand on conduit. On leur adjoint donc un système amortissement, c’est généralement un système de fluide hydraulique (de l’huile) qui freine le mouvement du ressort et améliore l’efficacité de la suspension, le fameux amortisseur. Les deux systèmes, la suspension et l’amortisseur, peuvent être séparés, c’est le cas sur l’arrière des 4×4, une suspension à lame complétée par des amortisseurs ou être combinées comme sur nos crawlers, où les deux systèmes sont regroupés sur le même élément mécanique. Par abus de langage, je désignerai par le terme d’amortisseur, l’ensemble mécanique suspension/amortisseur.

Sur nos véhicules de tous les jours, l’amortissement assure plusieurs rôles. Il participe au confort de conduite en gommant les irrégularités de la route et maintient les roues plaquées au sol pour assurer une bonne tenue de route. Sur nos crawlers, le confort de conduire ne nous préoccupe pas vraiment, tandis que la tenue de route, vue la vitesse où nous roulons, on pourrait s’en passer. Finalement, on n’a pas besoin d’amortissement. Cela prête à sourire aujourd’hui, mais de cette constatation est né les châssis torsions, tel que le pimp cane ou le sticks. Ces châssis sont sans amortissement, dans le sens décrit plus haut, et ne conservent que l’articulation des ponts en croisement. Ils ont eu un certain succès, grâce à leur grande simplicité et leur hauteur sous châssis très importante. Mais ce sont des châssis très spécialisés dans le franchissement d’obstacle de type marche, et ils sont moins à l’aise sur d’autres types d’obstacles (croisement ou devers). Les châssis suspendus, c’est-à-dire avec quatre amortisseurs, restent tout de même les plus utilisés de par leur plus grande polyvalence et leur grande finesse de réglages.

La suspension

La suspension est principalement assurée sur nos crawlesr par des ressorts hélicoïdaux. Leur rôle est d’absorber les chocs et les déformations du terrain.

Les ressorts hélicoïdaux

Les ressorts hélicoïdaux ou ressorts à boudin de nos amortisseurs travaillent en compression. Outre leurs dimensions, ils sont principalement caractérisés par leur raideur, qui est le rapport entre la charge appliquée sur le ressort par la déformation induite. La déformation d’un ressort est linéaire, c’est-à-dire qu’elle est proportionnelle à la charge qui lui est appliquée, la raideur est donc une constante, propre au ressort. On peut aussi parler de souplesse d’un ressort, qui est simplement l’inverse de la raideur. Une autre caractéristique importante d’un ressort est le nombre de spires qui le composent. D’une manière générale, au plus un ressort à de spires, au plus il est souple (à diamètre de fils égal).

Sur nos crawlers, on va généralement rechercher des ressorts très souples pour favoriser le croisement des ponts, de plus les masses suspendues sont généralement assez faibles. C’est pour cela que les ressorts les plus utilisés sont souvent les Losi mini-T. Il y a deux références, les ressorts arrières LOSB1119 et les ressorts avant LOSB1117. Les LOSB119 sont légèrement plus longs que les LOSB1117.

Un tableau des raideurs des ressorts Losi mini-T

Ressort hélicoïdal Losi sur un amortisseur Traxxas Big Bore

Ressort hélicoïdal Losi sur un amortisseur Axial

Une petite astuce, pour comparer rapidement la souplesse entre deux ressorts, est de les glisser sur un crayon et de les comprimer l’un sur l’autre. Il suffit de regarder leur déformation réciproque pour en déduire leur souplesse.

Il est possible sans changer de ressort, de modifier le comportement de l’amortisseur en ajoutant une précontrainte au ressort.

Les barres de torsion

Les barres de torsion ou barres anti-roulis sont un système de ressort particulier, qui n’affectent l’amortissement qu’en roulis. Elles ne sont généralement pas utilisées sur nos crawler, mais on peut retrouver ce système à l’arrière sur des shafty pour aider à lutter contre le torque, twist. Cela reste malgré tout un système extrêmement marginal sur nos crawlers.

L’amortissement

L’amortissement va freiner le mouvement oscillatoire des ressorts, et va aussi modifier le comportement de la suspension pour améliorer l’adhérence. Le principe d’amortissement sur nos crawler est assez simple, il s’agit d’un piston percé d’un ou plusieurs trous qui se déplace dans de l’huile. Selon le nombre et le diamètre des trous du piston, et la viscosité de l’huile, l’amortissement va être plus ou moins marqué.

L’huile ou hydraulique

L’huile est principalement caractérisée par sa viscosité. Au plus, elle est visqueuse, au moins elle est fluide (cela peut paraitre évident, mais c’est deux notions qui s’opposent réellement en terme mathématique), au plus elle va ralentir l’amortisseur. Le problème étant que la viscosité varie selon la température de l’huile, c’est pour cela qu’on préfère utiliser en modélise, de l’huile silicone pour les amortisseurs, car sa viscosité est moins sensible aux écarts de température par rapport à d’autres types d’huiles.
L’unité CGS de viscosité (pour être plus précis, il faudrait parler de viscosité cinématique) est le Stokes (du nom du physicien irlandais Georges STOKES), symbole St. En modélisme, on utilise le centiStokes (centième de Stokes), ou cSt. C’est l’unité de mesure la plus fiable, mais beaucoup de marques d’huile Anglo-saxonne préfèrent graduer leur huile en wt, pour Weight. Le problème, c’est qu’entre les différentes marques, la viscosité peut légèrement varier à wt égal. Conclusion, pour éviter toutes mauvaises surprises, utilisez toujours la même marque d’huile !

Pour régler l’hydraulique de son crawler, on peut commencer avec une valeur entre 30 et 40 wt, c’est une bonne base. Après, il faut beaucoup rouler, et bien connaitre le comportement de sa machine pour arriver à bien appréhender les légères variations dû à l’hydraulique. Une règle, générale au modélisme, est de choisir l’hydraulique après avoir choisi les ressorts.

Un petit tableau de comparaison entre les huiles disponibles en wt et cSt.

Les pistons

 Tout comme l’hydraulique, les pistons influent grandement que la qualité de l’amortissement. Au niveau du piston, on peut faire varier le nombre de trous ou le diamètre des trous pour amortir plus ou moins. Au plus, il y a de trous et/ou au plus le diamètre des trous est grand, au plus on diminue la résistance que l’hydraulique. Il existe une subtile différence de comportement entre un piston avec un seul gros trou et un piston avec trois petits trous, c’est ce qu’on peut lire sur divers tutoriels de réglages d’amortissement. Honnêtement, je serais personnellement bien incapable d’arriver à nuancer les deux sur mon crawler…

Il existe une option très intéressante au niveau des pistons, les pistons à clapet. C’est un système qui permet d’avoir un amortissement différent en compression et en détente. Un clapet laisse passer l’huile dans un sens et dans l’autre, il vient se plaquer sur le piston en bouchant certains trous, augmentant ainsi l’amortissement. Cela permet de régler très finement l’amortissement voulu.

Les bases du réglage de l’amortissement

Du fait du faible poids des masses suspendues sur nos crawlers, je vais spécifiquement distinguer que deux types d’amortissement : le pompage, et le croisement.

• Le pompage, c’est quand tous les amortisseurs du véhicule ou d’un pont se compriment ensemble. Le véhicule ou le pont s’écrase. Le ou les ponts se déplacent de bas en haut.
• Le croisement d’un pont, c’est quand un amortisseur d’un coté du pont se comprime. Le pont tourne autour de l’axe en roulis.

Comme on l’a vu plus haut, pour régler l’amortissement, on peut jouer sur :

• La raideur des ressorts
• La viscosité de l’huile
• Le nombres et la taille des trous du piston

Mais la position et l’inclinaison de l’amortisseur sur le crawler aura aussi une grande importance.

L’inclinaison des amortisseurs

La première notion importante à comprendre, c’est qu’incliner un amortisseur, modifie ses caractéristiques. En résumant, au plus un amortisseur est incliné par rapport à son axe de travail, au plus sa course utile augmente et au plus il sera souple. Incliner les amortisseurs influe sur le comportement en pompage et en croisement.

La position des amortisseurs

Au plus un amortisseur est décalé vers l’extérieur du châssis (vers les roues), au plus, on durcit l’amortissement en croisement, sans modifier le comportement en pompage. À l’inverse, au plus, on le déplace vers l’intérieur du châssis, au plus, on assouplit l’amortissement en croisement, toujours sans modifier le comportement en pompage.

Incidence sur la course utile

Lorsque l’on incline un amortisseur, on modifie ses propriétés. Cela modifie dans un premier temps sa course utile, c’est-à-dire la distance entre sa position au repos et sa position en compression complète.

Un amortisseur est prévu pour être utilisé en compression dans son sens longitudinal, dans ses conditions, on voit que sa course utile est de 22 mm. Si on incline ce même amortisseur à 48° par rapport au sol ( je prends le sol en référence, car c’est une habitude répandue, mais on verra plus loin que ce n’est pas forcément pertinent), sa course utile verticale passe à 34 mm. Il est intéressant de noter que, l’angle de cet amortisseur a changé, il est passé de 48° au repos à 32° en compression complète, l’angle varie donc selon le travail de l’amortisseur.

Il est important de remarquer la ligne bleue en pointillée, c’est la ligne que suit la rotule du piston de l’amortisseur. Dans l’exemple ci-dessus, la ligne bleue est droite et est perpendiculaire au sol, mais on verra plus loin que la rotule du piston de l’amortisseur ne suit pas une ligne perpendiculaire au sol, mais un arc de cercle donc le centre est le lien inférieur.

Incidence sur le ressort

Ensuite, cela modifie le comportement de son ressort, sa raideur.

Au cas #1, la flèche orange clair représente la résistance minimum du ressort de l’amortisseur, la flèche bleu clair, en opposition, représente donc la force minimum à partir de laquelle l’amortisseur va commencer à travailler. Au cas #2, la flèche orange représente la résistance maximale du ressort, et la flèche bleu foncé est donc la force minimale à appliquer pour complètement comprimer l’amortisseur. Au-delà de cette force, il ne se pas plus rien, l’amortisseur est en buté. Le comportement de l’amortisseur dans cette position est linéaire, c’est-à-dire qu’il va se comprimer proportionnellement à la force qui lui est appliquée, c’est le principe d’une raideur constante.

Au cas #3 et #4, les choses sont différentes, car l’amortisseur est incliné, tandis que la force qui lui est appliquée reste verticale. L’amortisseur continue à se déplacer verticalement, car il est guidé par les liens du crawler. Au cas #3, la résistance minimum du ressort reste la même qu’au cas #1 (le ressort est le même), mais la force verticale bleu clair, qui correspond à la force minimum pour commencer à le faire travailler est moins importante. Pour comprendre cela, il faut décomposer la force de résistance du ressort en deux forces indistinctes :

• La composante horizontale de la résistance du ressort, la flèche verte. Cette composante est contrée par les liens du crawler.
• La composante verticale de la résistance du ressort, la flèche violette. Elle est contrée par la force appliquée sur l’amortisseur, la flèche bleu clair. Il faut donc moins de force pour commencer à faire travailler l’amortisseur.

Sur le même principe, dans le cas #4, il faut encore moins de force pour complètement comprimer l’amortisseur, car il est plus incliné. Au plus un amortisseur est incliné, au moins son ressort oppose de résistance. À 48° au repos, il faut donc 1/4 de force en moins pour commencer à faire travailler l’amortisseur et presque deux fois moins de force pour complètement le comprimer. Son comportement n’est plus linéaire.

Il faut rester vigilant à ne pas trop incliner un amortisseur, car à partir d’un certain angle, le ressort n’aura plus assez de force quand il est complètement comprimé, pour ramener le châssis à la position de repos.

Les deux propriétés, la course utile et la raideur du ressort, sont intimement liés et quand on incline un amortisseur, on modifie toujours ces deux propriétés en proportion égale, selon le fameux adage : rien ne se perd, rien ne se créé, tout se transforme.

Comment mesurer l’inclinaison d’un amortisseur ?

Je faisais remarquer plus haut que se référer au sol pour mesurer l’angle d’inclinaison d’un amortisseur n’était pas forcément pertinent, c’est juste une vague approximation. Pour être plus précis, il va falloir trouver une autre référence. Prenons un cas simple et courant, quand les amortisseurs sont fixés sur le pont au même endroit que les liens inférieurs (voir schéma ci-dessous, le point C). Dans ce cas, c’est l’angle que fait l’amortisseur avec le lien inférieur qui est plus pertinent. On pourrait même s’amuser à calculer la diminution de la raideur du ressort à partir de cet angle, ce coefficient est égal au sinus de cet angle. Je sais, j’ai des jeux bizarres…

Pour s’en rendre compte, imaginez une personne pas très inspirée, qui fixe ses liens inférieurs sur le châssis (le point B) au même endroit que les amortisseurs (le point A). Résultat, les amortisseurs se baladent avec les liens sans opposer la moindre résistance, ils peuvent tourner à 360° autour du point A. L’amortisseur ne travaille plus, je vous l’avez dit, la personne n’était pas très inspirée… Cela se vérifie par les calculs, dans ce cas l’angle entre l’amortisseur et le lien inférieur est de 0°, et le sinus(0°) = 0, l’amortisseur n’oppose plus de résistance !

Il arrive souvent que les amortisseurs ne soit pas ancré au même endroit que les liens inférieurs sur le pont. Dans ce cas, la mesure de l’angle se prend entre l’amortisseur et la ligne qui passe par l’IC et le point d’ancrage de celui-ci sur le pont, la ligne jaune.

Il faut aussi prendre en compte que l’amortisseur n’est pas uniquement incliné en vue de profil, mais il est aussi souvent incliné en vue de face. Cela complique encore les calculs, mais je n’irais pas plus loin, le but est juste de comprendre les mécanismes.

LES MATERIAUX UTILISES SUR UN CRAWLER 

Masse volumique des différents matériaux d’un crawler

Contraintes d’utilisations des rotules ou chapes

Il est important d’utiliser correctement les rotules, car elles sont prévues pour fonctionner dans certaines conditions et pas d’autres. Bien comprendre ces contraintes permet de concevoir et fabriquer des liens cohérents, qui ne risqueront pas de se casser à l’usage.

Les rotules sont conçues pour fonctionner principalement avec des contraintes soit en compressions, soit en tractions. Elles sont tout de même plus résistante en compression qu’en traction.

Effort en compression ou traction sur une rotule

À l’inverse, elles ne sont pas conçues pour fonctionner en cisaillement. Généralement elles se plient rapidement sous l’effort.

Effort en cisaillement perpendiculaire à une rotule.

Si l’effort est dans le même sens que la rotules, celle-ci risquent de se déboiter.

Effort en cisaillement parallèle à une rotule.

On vient de voir les trois principales contraintes appliquées dans les trois dimensions, maintenant les efforts sont le plus souvent dans des directions plus diverses, au vue la forme souvent biscornue de nos liens .

Sur cette illustration, la flèche bleue représente une contrainte dans une direction quelconque, on appelle cette flèche un vecteur force. Dans notre analyse simplifié, on a pas besoin de connaitre la longue de la flèche bleu (sa norme, qui indique l’intensité de la contrainte), sa direction et son sens son uniquement nécessaire.

Effort quelconque appliqué sur une rotules.

Pour savoir comment la rotule va réagir à cette contrainte, il suffit de la décomposer en contraintes connues (traction/compression et cisaillement).
Sur cette illustration, la flèche verte représente la contrainte en compression et celle en orange représente la contrainte en cisaillement. On en conclu ici que les contraintes de la flèche bleu seront principalement en compression et un peu en cisaillement. La proportion entre la flèche verte et la flèche orange indique la répartition des charges entre ces deux contraintes, c’est une donné importante, car cela nous permettra que savoir si une contrainte sera acceptable ou pas.

Décomposition d’un effort quelconque appliqué sur une rotules.

Dans le cas où la contrainte n’est pas dans le même plan que la rotule, il faudra faire la même analyse, mais en trois dimensions en suivant le même principe.

Dans l’exemple ci-dessous, l’analyse de la contrainte principale (le flèche bleue) sur la rotule montre que les contraintes en cisaillement prédominent, ce qui indique que la rotule peut se plier si l’effort est trop important. Il faudra donc évite ce types de contraintes sur la rotule.

Effort risquant de faire plier la rotule.

Dans cet exemple au contraire, c’est les contraintes en compression qui prédominent, on sait donc que la rotule va assez bien réagir sur de type de contraintes.

Effort bien supporté par la rotule.

 SERVO DE DIRECTION

COMMENT ET QUE CHOISIR?

Avant d’aller plus loin, pour alimenter votre servo de direction, je vous recommande grandement, si ce n’est déjà fait, d’investir dans un BEC externe. Certains servos peuvent fonctionner à une tension de 6 volts, voire 7.4 volts et être très gourant en ampérage, tandis que la plupart des BEC interne des ESC délivrent généralement autour de 5 volts et sont très limités en ampérage. Utiliser un BEC externe soulagera votre ESC, cela évitera les coupures pour cause de surchauffe, particulièrement si vous roulez en Lipo 3S.

Comment choisir un servo de direction ?

Les servos en modélisme sont principalement caractérisés par :

• Leur couple ou couple de blocage, il désigne la « puissance » maximale de votre servo. Il est exprimé soit en oz.in (mesure anglo-saxonne), soit en kg.cm, à une tension donnée, le plus souvent à 6 volts. Prenons par exemple un servo délivrant 20 kg.cm à 6 volts, cela signifie qu’il peut soulever un poids de 20 kg, avec un bras de levier de 1 cm, quand il est alimenté avec une tension de 6 volts. C’est une caractéristique importante lors du choix du servo de direction, car nos crawler nécessitent des servos très puissants. Il faut compter +20 kg.cm en utilisation loisir et +30 kg.cm en compétition ou conditions extrêmes. C’est énorme aux vues de la taille de nos machines, mais les contraintes sur la direction sont très importantes.
• Leur vitesse de rotation, elle désigne le temps que met le palonnier pour parcourir une course de 60°. Il est exprimé en seconde.60° à une tension donnée, le plus souvent à 6 volts. Ce n’est pas une caractéristique très importante en crawler, car d’une manière générale, les servos ont une vitesse suffisante pour notre utilisation.
• Le type d’engrenage, il désigne la matière dont ils sont réalisés (plastique, métal, titane…). Pour une utilisation loisir préféré au minimum des engrenages métalliques et en compétition des engrenages en titanes. Sur nos crawler, nous n’utilisons pas de sauve-servo, le servo est relié directement aux roues, cela procure une très grande précision, mais cela le met à rude épreuve. Oubliez les pignons plastiques, ils ne tiendront pas longtemps.
• La tension de fonctionnement du servo, elle est généralement comprise entre 4.8 volts et 6 volts, mais certains servos peuvent fonctionner jusqu’à 7.4 volts. Pour un servo donné, au plus on augmente sa tension d’alimentation, au plus on augmente son couple.
• Digital ou analogique. Les servos digitaux sont de technologie plus récente, ils embraquent un microprocesseur, ce qui les rend plus précis et légèrement plus rapides, mais en contrepartie, ils consomment un peu plus. Globalement cela na pas grande importante pour notre discipline, les deux technologies vont très bien. Maintenant, pour une utilisation compétition, un pilote expérimenté préférera probablement un servo digital plus précis.

Quel servo de direction choisir ?

En utilisation loisir, un servo de +20 kg.cm avec pignon métallique est suffisant. Pour commencer, j’ai longtemps utilisé des servos TowerPro, le modèle MG958 délivre 20 kg.cm à 6 volts, le tout pour une dizaine d’euros. Ce sont des servos plutôt bas de gamme mais pas chers, ils sont idéals pour se faire la main. Ne pas hésiter à en avoir toujours un sous la main en rechange.

En compétition ou utilisation extrême, personnellement après avoir essayé différents servos et perdu beaucoup d’argent, je me suis arrêté sur les HS-7950TH de chez Hitec. Ils fournissent 35 kg.cm de couple à 7.4 volts et surtout ils tiennent bien dans le temps avec leurs pignons en titane. On est dans du servo haut de gamme, entendez par là qu’il coûte cher. Mais j’arrive en roulant souvent à les garder +1 an, passé ce délai, ils commencent à prendre beaucoup de jeu de fonctionnement. Ils restent le meilleur compromis efficacité/prix/durabilité que j’ai trouvé. Cela dit, d’autres grandes marques comme Futaba proposent de très bon servo, mais je ne les ai pas essayés.

 Une petite remarque à propos des servos de direction, souvent ils grésillent beaucoup au neutre ! Cela vient du fait que les pneus ont beaucoup d’adhérence, de ce fait, il est difficile d’actionner la direction. Ce grésillement doit disparaître lorsque les roues avant sont soulevées. Si les grésillements persistent, c’est qu’il y a sûrement un point dur dans le fonctionnement de la direction.

De plus n’oubliez pas de régler, via l’EPA de votre radio, les fins de courses de vos servos, cela évitera qu’ils ne surchauffent ou  s’usent prématurément.

 PALONNIER POUR SERVO DE DIRECTION

Le rôle du palonnier

Le palonnier ou bras de servo a pour rôle de transformer le mouvement de rotation de l’axe de sortie du servo en mouvement linéaire vers la biellette de direction. Cela peut paraître idiot de préciser cela, mais selon la longueur du palonnier, il transformera différemment le mouvement linéaire vers la biellette de direction.

Comment choisir son palonnier?

Le premier paramètre est le nombre de dents ou cannelures de l’axe de sortie du servo. On distingue 3 types, les 23T, 24T et 25T (T pour teeth en anglais qui se traduit par dents). Le chiffre du nombre de dents est souvent gravé sur le palonnier. Voir compatibilité servo et palonnier.

Ensuite, la matière dont est fait le palonnier. En crawler, au vu de la puissance des servo utilisés et des efforts sur la direction, opter pour un solide palonnier alu. Les palonnier en plastique ne feront pas long feu sur votre crawler, les dents ou cannelures vont rapidement de bouffer et le palonnier va tourner librement sur l’axe du servo. Si vous utilisez un servo puissants, +30 kg.cm, prévoyez un palonnier avec blocage des cannelures. Ce sont une ou deux petites vis qui viennent resserrer le palonnier sur l’axe de sortie du servo, assurant ainsi un excellent blocage de celui-ci.

Et pour finir la longueur du palonnier. C’est là aussi un paramètre très important, car la longueur du palonnier influe sur la manière dont il transmet le couple et le mouvement à la bielle de direction. Voirtransformation du mouvement par le palonnier.

Compatibilité servo/palonnier

Servos utilisant un palonnier à 23 dents

• Airtronics
• Graupner
• JR
• Ko Propo
• Sawna
• Spektrum
• T2m

Servos utilisant un palonnier à 24 dents

• Hitec

Servos utilisant un palonnier à 25 dents

• Ace
• Align rc
• Bluebird
• Futaba
• Hitec
• Hyperion
• HPI
• Losi
• Orion
• Power HD
• Savox
• Tower Pro
• Traxxas

Transformation du mouvement par le palonnier

Aussi simple que puisse paraître un palonnier, il me semble important d’expliquer quel principe se cache derrière sont fonctionnement. Le palonnier transmet à la biellette de direction un mouvement globalement linéaire (en vérité il parcourt un arc de cercle), on le caractérise par : la force qui lui est transmise et l’amplitude du mouvement. Ces caractéristiques sont intimement liées à la longueur du palonnier, plus précisément la distance entre l’axe de rotation du palonnier et le point de fixation de la biellette de direction. Lorsque l’on augmente cette longueur, on augmente dans la même proportion l’amplitude du mouvement transmit, mais on diminue aussi dans la même proportion la force transmise.

Prenons par exemple, un servo ayant un couple de 20 kg.cm :

• Dans le cas A, la distance est de 1 cm entre l’axe du servo et l’ancrage de la biellette. La force transmise sera de 20 kg et l’amplitude du mouvement sera de 1.7 cm (pour une rotation du palonnier entre 60° et -60° autour du point neutre).
• Dans le cas B, la distance est de 2 cm entre l’axe du servo et l’ancrage de la biellette, soit 2X la distance du cas A. La force transmise sera de 10 kg (on divise par 2 la force) et l’amplitude du mouvement sera de 3.4 cm (on multiplie par 2 l’amplitude).

Câblage d’un Servo

On retrouve :

• un fil rouge, toujours au milieu, en positif.
• un fil noir ( ou marron selon les modèles) en négatif.
• un fil jaune ( orange ou blanc selon les modèles) correspond au signal.

Le connecteur qui permet de brancher le servo sur le Rx est soit une prise JR, soit une prise Futaba.

Remarque importante : pour inverser le sens de fonctionnement d’un servo, il ne faut pas inverser les fils noir et jaune. Il faut acheter un inverseur qui se branche entre le servo et le RX.

Les principaux schémas de câblage d’un servo

Ci-dessous un schéma classique de montage d’un servo, avec un BEC alimentant un Rx. Très important dans ce type de montage, il faut TOUJOURS déconnecter et isoler le fils rouge de la prise JR venant de l’ESC (flèche verte), car dans ce cas, c’est le BEC qui alimente le Rx et non l’ESC. Généralement, les Rx fonctionnent à une tension comprise entre 4.8  et 6 volt, ce schéma convient donc aux servo fonctionnant dans cette plage de tension.

Autre type de montage, où le BEC alimente directement le servo. Cette configuration est idéale avec les servos puissants qui peuvent fonctionner sous 7.4V. Dans ce cas, si elle existe, il est inutile de brancher la prise JR (le signal) du BEC sur le Rx.

ECS

GENERALITES SUR LES MOTEURS ELECTRIQUES

REGLER LES JEUX SUR UN PONT D'UN SHAFTY.

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Problème de jeux…

Le pont Axial d’AX-10, l’AR60, est une très bonne base pour votre shafty, mais il a d’origine beaucoup de jeux de fonctionnement. Tant que vous utilisez les pièces d’origine, cela ne pose pas trop de problèmes, mais dés que vous allez faire évoluer votre pont avec des pièces plus performantes, des problèmes risques d’apparaitre. De plus, en compétition, ces jeux génèrent des imprécisions de pilotage qui peuvent rapidement devenir gênantes. Il convient donc d’éliminer ces jeux de fonctionnement. D’une manière générale, ce problème n’est pas spécifique aux ponts Axial, il s’applique de la même manière à tout type de ponts.

Une remarque importante, quant au calage des différents éléments. Le but est de diminuer au minimum le jeu de fonctionnement de ces pièces, il ne faut toute foi pas tomber dans l’excès inverse, en mettant trop de cales et en les bloquant . Il faut converser un jeu minimum d’un dixième de millimètre pour garantir leur bon fonctionnement, surtout au niveau des roulements.

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Réglage des jeux entre les cardans et l’ensemble C-hub/porte-fusée.

Une option importante sur les ponts avant AR60, c’est de remplacer les cardans de type dogbone d’origine par des cardans de type XR-10. Ce type de cardans est relativement bon marché,  très solide et offre de très grand angle de fonctionnement d’origine (on peut les pousser jusqu’à plus de 60° d’angle de brisure en les modifiants).

Cardan pour pont AR60 OCP – ref. AX30780

Une autre option très intéressante est de remplacer le spool d’origine par des spools bloquants. On en trouve chez des fabricants US, sur le forum US : RCCrawler. Ce type de spool comporte généralement 4 vis, qui viennent bloquer les cardans et élimine ainsi tout jeu de fonctionnement entre ces pièces.

Le problème de ces deux options, c’est que mal montées ensemble, elles créent plus de problème qu’elles n’en résolvent… Pour comprendre pourquoi, il faut comprendre comme ces pièces fonctionnent.

Un cardan simple s’articule autour d’un point, ce point se situe au milieu de la croix du cardan. Tous les mouvements de la tête du cardan se font autour de ce point.

L’articulation entre le C-hub et le porte-fusée se fait le long d’une ligne qui passe au milieu des 2 vis qui fixent ces deux pièces ensemble.

Pour que tout fonctionne correctement, il est impératif que le point d’articulation du cardan reste TOUJOURS sur la ligne d’articulation de l’ensemble c-hub/porte-fusée. A partir du moment où ce point s’éloigne, même de quelques dixième de millimètres de cette ligne, cela crée des points durs.

 

 

Le problème est que le cardan à beaucoup de jeux d’origine, il peut se balader librement de près 1mm de droite à gauche. Si le cardan n’est pas bloqué dans le spool, il prendra le plus souvent la position la plus favorable et ne posera pas vraiment de problème.

 

Mais si le cardan est bloqué dans le spool, et que l’alignement entre son point d’articulation et celui du porte-fusée n’est pas respecté, cela posera des problèmes. Généralement, cela crée un point dur dans l’articulation du porte-fusée, on aura du mal à braquer les roues. La résistance de ce point dur augmente avec l’angle de braquage des roues. Cela crée aussi des contraintes sur le cardans lui-même. Il faut donc, avant de bloquer les cardans dans le spool, veiller à supprimer ce jeu avec des cales.

L’opération est assez simple, il suffit de placer des cales de chaque coté du cardan, au niveau des roulements. Tester ensuite manuellement l’articulation du porte-fusée. Si le réglage est bon, il ne devrait y avoir aucun point dur, même jusqu’à 90° de braquage. Par habitude, j’arrive à peu près toujours aux même valeurs de réglage. Il faut une cale de 0.2mm entre le roulement coté pont et le cardan (1) et 0.6mm entre le roulement du porte-fusée et le cardan (2). Ces valeurs sont à ajuster selon votre montage, mais cela devrait être une bonne base de travail.

La cale coté pont (1) fait 5mm de diamètre interne, tandis que celle coté porte-fusée fait 10mm de diamètre. On trouve facilement ce type de cales dans les magasins de modélisme, elles sont vendues par lot, en plusieurs épaisseurs : 0.1, 0.2 et 0.3 mm. En anglais, on les retrouve sous appellation « shim ».

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Réglage des jeux entre le C-hub et le porte-fusée

Là aussi, il y a des jeux entre ces pièces, bien qu’ils soient moindres. Éliminer ces jeux permet de garantir que l’axe du cardan et l’axe de la tête de cardan soient toujours concourant au point d’articulation.

Je place généralement une cale de 0.1mm sur le palier supérieur (3) et une cale de 0.2mm sur le palier inférieur (4).

 

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Verrouillage des cardans dans le spool

Un point particulièrement délicat est le verrouillage des cardans dans le spool. Cela peut rapidement se transformer en vrai casse-tête, et il est assez difficile de ne pas avoir de point dur lors de la rotation des cardans. Cela vient principalement du fait que la couronne et le spool sont alésés à 5mm, mais les manchons des cardans font 4.5mm de diamètre, d’où un jeu de 0.5mm. Ce faible jeu suffit à mettre les axes de cardan de travers et à  créer des points dur.

Pour palier à ce problème, il suffit de mettre de la gaine thermorétractable sur l’extrémité des manchons de cardan pour combler le jeu. Du coup le manchon du cardan sera parfaitement centré dans le spool.

Il suffit ensuite d’approcher les vis de serrage du spool, vérifier qu’il n’y ai pas de point dur dans la rotation des cardans, puis de les serrer fermement.

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Réglage des jeux entre le pignon et le cardan de transmission

Pour en terminer avec les jeux du pont, il faut penser à aussi correctement caler le pignon du pont. Sans cale, le pignon peut légèrement de déplacer, ce qui modifie légèrement l’entre-dent avec la couronne et altère son engrènement.

Il faut mettre des cales de 5mm de diamètre interne entre la sortie du pignon et le cardan de l’arbre de transmission (5). Selon le type de cardan, le jeu peut être plus ou moins important.

Il ne devrait maintenant plus y avoir aucun jeu dans le fonctionnement de votre pont, il devrait fonctionner sans aucun point dur.

LES DIFFERENTS TYPES D'ENGRENAGES

Les trains d’engrenages

Un train d’engrenages est une suite de roues dentées qui réduisent ou augmentent le mouvement de rotation. La petite roue est nommée pignon, la plus grande la roue.

Train d’engrenages.

Raison d’un train d’engrenages

La raison d’un train d’engrenage défini le nombre de tours que faire la roue menée quand la roue menante fait une rotation complète. La roue menante est la roue qui imprime la rotation, la roue menée est la roue qui reçoit la rotation. La raison est le rapport entre le nombre de dents de la roue menée et le nombre de dents de la roue menante . Elle se définit comme suit :

(1)  

Train d’engrenages

Dans l’exemple ci-dessus, le pignon de 12 dents imprime la rotation , la roue de 24 dents reçoit la rotation . La raison de ce train d’engrenages est donc : 12/24, soit 0.5. C’est-à-dire que la roue menate fait un tour complet quand la roue menée ne fait qu’un demi-tour.

• Si la raison est inférieure à 1, on parle de démultiplication  ou réduction,
• Si la raison est supérieure à 1, on parle de surmultiplication.

Sur nos crawlers, on a besoin d’un fort rapport de réduction. Il est possible d’obtenir ce rapport avec simplement un très petit pignon et une très grande roue. Mais cette roue serait si grande, qu’il serait difficile de l’installer dans le crawler. Pour éviter ce genre de problème, on crée un train de plusieurs engrenages qui modifie graduellement la réduction.

Quand un train d’engrenages est constitué de plus de 2 engrenages (comme dans nos transmissions) le calcul reste le même, mais la raison est le rapport entre le produit du nombre de dents de chaque roue menée, par le produit du nombre de dents de chaque roue.

(2)  

 À quoi sert la raison d’un train d’engrenages ?

C’est bien joli tous ces calculs, mais concrètement à quoi sert exactement la raison ? Elle va nous permettre de rapidement calculer la fréquence de rotation du pignon de sortie d’un train d’engrenages. Il suffit de multiplier la fréquence de rotation de la roue d’entrée (exprimé en rotation par minute) par la raison  pour obtenir la fréquence de rotations de la roue de sortie .

(3)  

Dans le cas de notre exemple précédent, si le pignon fait 10 tours/minutes, sachant que la raison est de 0.5, la roue de sortie fera 10×0.5, soit 5 tours/minutes.

La raison est donc l’outil idéal pour calculer la vitesse de déplacement d’un véhicule à partir de la vitesse de rotation du moteur !

Rapport de transmission d’un train d’engrenages

Le rapport de transmission est le rapport entre la fréquence de rotation (exprimé en tour/minute) de la roue de sortie et la fréquence de la roue d’entrée. Par abus de langage, moi le premier, on oublie souvent la notion de temps dans ce rapport, pour ne garder que le nombre de tours.

Dans l’exemple précédent, on a calculé que le rapport de transmission est de 1:0.5, c’est-à-dire que quant le pignon fait un tour la roue ne fait d’un demi-tour. Par convention, on préfère utiliser des nombres entiers, donc on exprimera le rapport de transmission ainsi, 2:1 (lire 2 pour 1).

Sur nos crawlers le rapport de transmission se situe selon les modèles, autour de 40:1 à 60:1.

La rapport de transmission permet rapidement d’évaluer la démultiplication de transmission.

Les roues folles

Si un train d’engrenages est constitué comme dans l’illustration, d’une cascade d’engrenages simple intermédiaires, ils n’auront aucune influence sur le rapport de transmission final. On voit bien que la roue d’entrée tourne à la même fréquente de rotation que la roue de sortie .

La raison est simple, les roues folles    sont à la fois roues menées et roues menantes, ce qui annule leur influence dans le rapport final du train d’engrenages (2). On appelle se type d’assemblage une cascade engrenages, il sert à soit inverser le sens de rotation de la roue de sortie, soit éloigner la roue de sortie de la roue d’entrée.

Pour modifier le rapport final, il faut utiliser des engrenages doubles liés mécaniquement (engrenage à étage) montés sur le même axe.

Le sens de rotation des roues d’un train d’engrenages

C’est assez simple de prévoir le sens de rotation d’un train d’engrenages :

• Si le nombre d’engrenages est impair, le sens de rotation reste inchangé.
• Si le nombre d’engrenage est pair, le sens de rotation est inversé.

Rapport de couple

À notre niveau, on considère que le rapport de couple est l’inverse du rapport de transmission. Au plus, on démultiplie la rotation d’une roue, au plus on baisse le couple transmis et inversement au plus on réduit la rotation d’une roue, au plus on augmente le couple transmis.

Calculateur

 

Calculateur de rapport de transmission

Raison de la transmission

La raison correspond au nombre de tours que font les roues quant le pignon moteur fait 1 tour.

Rapport de la transmission

Le rapport de transmission est le nombre de tours que fait le pignon moteur quand les roues font un tour.

Pignon moteur

Renseignez le champ ci-dessous pour le pignon moteur.

Nbr dents du pignon moteur*

Saisissez une valeur entre 6 et 25..

Preset

Sélectionnez une des configurations pré-enregistrées ou renseigner les champs manuellement.

Si vous renseignez manuellement les champs, les champs vides doivent être renseigner avec la valeur 1.

Engrenage #1

Renseignez les deux champs ci-dessous pour le premier engrenage.

Nbr dents de la roue #1*

Nbr de dents du pignon #1*

Engrenage #2

Renseignez les deux champs ci-dessous pour le deuxième engrenage.

Nbr dents de la roue #2*

Nbr de dents du pignon #2*

Engrenage #3

Renseignez les deux champs ci-dessous pour le troisième engrenage.

Nbr dents de la roue #3*

Nbr dents du pignon #3*

Pignon/Couronne du pont (pour les shafty)

Renseignez ici les deux champs ci-dessous pour le pigon et la couronne du pont.

Nbr dents de la couronne du pont*

Nbr dents du pignon du pont*

Les valeurs d'origine de couronne/pignon pour l'AX-10 ou Wraith sont : 38/13, si option OD : 36/14 ou UD : 43/13.

 MODULE ET CARACTERISTIQUE D'UN ENGRENAGE DROIT.

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Les caractéristiques d’un engrenage

À parti du module et du nombre de dents d’un engrenage, on peut déterminer l’ensemble de ses caractéristiques, dont une qui nous intéresse particulièrement, c’est l’entraxe de deux engrenages, si l’on souhaite construire sa propre transmission par exemple.

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Module

Le module est une grandeur normalisée qui caractérise un engrenage. Il permet de calculer les principales caractéristiques de ses dents (hauteur, largueur…), ainsi que son diamètre primitif .

Au plus le module est grand, au plus la taille des dents de l’engrenage est grande et au plus l’engrenage peut transmettre de gros efforts. Les modules métriques les plus couramment utilisés  sur nos machines sont le module 1 et les module 0.8.

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Le nombre de dents

Le nombre de dents, ben, comme son nom l’indique c’est le nombre de dents de l’engrenage !

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Calcul du diamètre primitif

À partir de ces deux caractéristiques précédentes, on peut calculer entre autres le diamètre primitif .

 

diamètre primitif = module x nombre de dents

 

   

 

 

Calcul du diamètre primitif

Module (mm)*

0.5 0.6 0.8 1.0 1.25 1.5 2.0 Saisissez le module des engrenages

Nombre de dents*

Saisissez le nombre de dents de l'engrenages (de 6 à 150)

Diamètre primitif (mm)

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Calcul de l’entraxe de deux engrenages

Le diamètre primitif va nous permettre de calculer l’entraxe entre deux engrenages. Indispensable si vous souhaitez fabriquer votre propre transmission !

entraxe = module x (nbr dent engrenage 1 + nbr dent engrenage 2) /2

 

   

 

 

Calcul de l'entraxe de deux engrenages

Module (mm)*

0.5 0.6 0.8 1.0 1.25 1.5 2.0 Saisissez le module des engrenages

Nombre de dents de la roue*

Saisissez le nombres de dents de la roue (de 6 à 150)

Nombre de dents du pignon*

Saisissez le nombres de dents du pignon (de 6 à 100)

Entraxe des deux engrenages (mm)

Et hop, le résultat !

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Tableau des caractéristiques de la denture

Ce tableau regroupe les principales formules applicables à un engrenage.

Désignation	Symbole	Proportion
Module
Nombre de dents
Diamètre primitf
Diamètre de tête
Diamètre de pied
Pas primitif
Hauteur de denture

 PITCH ET CARACTERISTIQUE D'UN ENGRENAGE DROIT.

Les caractéristiques d’un engrenage

Comme nos amis anglo-saxons ne font rien comme les autres et que le système métrique est trop simple pour eux, forcément les choses se compliquent un peu avec les engrenages outre-atlantique ! Bien qu’ils utilisent aussi un module ou modulus (en inch), ils ne s’en servent pas directement, et préfèrent utiliser le pitch (traduire par pas). Il y a surement une raison cachée derrière cela, mais elle m’échappe… Allez faire un tour sur la page de Wikipédia sur les engrenages sauces US et regardez combien il y a de références du pitch !

Donc les engrenages anglo-saxons sont aussi caractérisés par 2 principales caractéristiques, le pitch et le nombre de dents .

 

Le pitch

Après moult recherches, j’ai fini par comprendre que leur pitch correspond au diametral pitch , traduisé par pas diamétral.

Le module ou modulus (en inch) est lié au diametral pitch par la relation suivante :

   

Ce qui nous permet de convertir le pitch en module métrique (en utilisant 1 pouce = 25.4 mm) :

   

Ce qui fait que le picht est inversement proportionnel à la taille des dents. Comprenez qu’au plus la valeur du pich augmente, au plus la taille des dents diminue…

On va principalement trouver sur nos crawlers des engrenages en 32 pitch et 48 pitch. Les engrenages 32 pitch sont compatible avec les engrenages module 0.8. Cela se vérifie si on applique le formule du haut :

   

 

Le nombre de dents

Le nombre de dents correspond au nombre de dents de l’engrenage… C’est simple, c’est louche !

 

Calcul du diamètre primitif

 

Calcul du diamètre primitif

Pitch de l'engrenage*

32 pitch 48 pitch Sélectionner le pitch de votre engrenage

Nombre de dents*

Saisissez le nombre de dents de l'engrenages (de 6 à 150)

Diamètre primitif (mm)

[Sommaire]

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Calcul de l’entraxe de deux engrenages

 

Calcul de l'entraxe de deux engrenages

Pitch*

32 pitch 48 pitch Saisissez le pitch des engrenages

Nombre de dents de la roue*

Saisissez le nombres de dents de la roue (de 6 à 150)

Nombre de dents du pignon*

Saisissez le nombres de dents du pignon (de 6 à 100)

Entraxe des deux engrenages (mm)

Et hop, le résultat !

[Sommaire]

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Tableau des caractéristiques de l’engrenage

Désignation	Traduction	Symbole	Proportion
Diametral Pitch	Pas diametral
Module ou modulus (inch)	Module (pouce)
Module (mm)	Module (mm)
Number of teeth	Nombre de dents
Circular pitch	Pas primitif

B.C.A

38550 AUBERIVES SUR VAREZE