Systèmes de freinage

Sur certain modèle, le VTT Vario Bomba est équipé du système de poignée et d'étrier Cantilever. Dans un système d'étrier Cantilever, la force initiale sur le câble est divisée par deux de façon égale sur les deux mâchoires de l'étrier.

Un étrier de frein ayant pour fonction principale de "freiner une roue de vélo", l'analyse de la valeur du produit est multicritères. Vous allez en évaluer une parmi d'autres : l'effort de pincement. Cette caractéristique est importante pour avoir un freinage efficace.

Objectif : Vérifier l’efficacité du système de freinage.

Hypothèses générales

• Le vélo est à l'arrêt sur un sol plat.

• Tous les isolements seront ramenés à des problèmes plans.

• Les pertes dans les câbles et les actions des ressorts de rappels seront négligées.

• Les pièces sont considérées comme des solides indéformables.

• Le poids propre des différentes pièces est négligé devant les efforts en présence.

Etape 1 - Isolement de la poignée (1)

Le figure 1 représente l'ensemble (1) de la poignée. Elle est en liaison pivot avec le guidon (0) au point B, l'utilisteur exerce une force verticale en M d'intensité 60 N qui est transmise au câble de freinage (2) en A suivant la direction indiquée sur le livret.

Question 1.1 - Isoler la poignée (1) et compléter le bilan des actions mécaniques extérieures à l'aide des informations données ci-dessus.

Question 1.2 - Enoncer le principe fondamental de la statique pour l'isolement de la poignée (1) .

Question 1.3 - Réaliser une résolution graphique du problème et préciser l'intensité de la force au point A.

Etape 2 - Isolement du renvoi (3)

La figure 2 représente le renvoi (3) qui se situe au dessus des mâchoires.

L'intensité de la force au point A de la poignée est transmise jusqu'au point C du renvoi par un câble. Les directions des forces au niveau du renvoi sont suivants les câbles (2).

Question 2.1 - Isoler le renvoi (3) et compléter le bilan des actions mécaniques extérieures.

Question 2.2 - Réaliser une résolution graphique du problème et préciser l'intensité des forces dans les câbles au point D et E.

Etape 3 - Isolement du câble (2)

Question 3.1 - Isoler le câble (2) entre le point E et le point F de la mâchoire (4) de droite. Compléter le bilan des actions mécaniques extérieures.

Question 3.2 - Enoncer le principe fondamental de la statique pour l'isolement du câble (2).

Question 3.3 - En déduire les caractéristiques de la force au point F en complétant l'ensemble du b.a.m.e.

Etape 4 - Isolement de la machoire et du patin (4)

La figure 3 représente la mâchoire et le patin (4). Lors du freinage, le patin vient en contact avec la jante (5) non représenté. On donnera le repère (0) au cadre du vélo.

Question 4.1 - Par quelle liaison peut être modélisé le contact au point H entre le patin (4) et la jante (5) ? En déduire la direction de la force au point H.

Question 4.2 - Isoler la mâchoire et le patin (4) et compléter le bilan des actions mécaniques extérieures.

Question 4.3 - Réaliser une résolution graphique du problème et préciser l'effort de pincement patin/jante.

L'efficacité du freinage se détermine par le rapport entre l'effort de pincement sur l'effort de l'utilisateur au niveau de la poignée. Il est jugé efficace à partir d'un rapport de 2.

Question 4.4 - Calculer l'efficacité du freinage. Est-il acceptable ?