Quels sont les avantages des fourches inversées?

Récemment, j'ai rencontré de nombreux vélos qui ont des fourches avant à l'envers.

En naviguant sur Internet, je n'ai pas pu obtenir de réponse concrète sur la raison pour laquelle il est préféré aux fourches télescopiques conventionnelles.

Les fourches à l'envers présentent plusieurs avantages

• Rigidité

• Montage de l'étrier

• Stabilité

• Poids non suspendu réduit

• Poids suspendu réduit

• Niveaux de friction des montants réduits

• Augmentation du montant à chevauchement du curseur

Image de la partie inférieure d'une paire de fourches inversées

Le plus grand delta entre la fourche standard héritée et une fourche inversée réside dans leur résistance. La flexion se produit juste en dessous du bas de la culasse. Lorsque les freins sont appliqués, vous ralentissez la roue avant. Ce mouvement vers l'avant réduit

Tout l'élan de la moto agit à travers les fourches, essayant de pousser la roue avant. L'inertie réduite se fait sentir sur le jaune et le curseur supérieur monté à l'intérieur. Le curseur de plus grand diamètre permet une rigidité accrue, transférant ainsi plus d'énergie directement au cadre plutôt que de plier le curseur.

Le curseur est fait d'un matériau léger et son diamètre accru par rapport aux fourches standard n'augmente pas le poids de manière significative. Le montant qui s'insère dans le curseur est nettement plus court et a des parois plus minces. Ce composant est généralement en matériau ferreux et est significativement plus lourd que le curseur. En raison de la construction du montant dans une fourche inversée, de longueur réduite, ce composant dans une configuration inversée offre de grands gains de poids et affecte le poids non suspendu de l'extrémité avant. La réduction du poids non suspendu entraîne des gains de performances concernant le contact des roues avec la chaussée, ce qui améliore la sensation du pilote.

L'augmentation du diamètre du montant a un effet sur les coussinets du coulisseau qui sont espacés verticalement et qui ont un gain significatif de contact de surface avec le montant. Cela permet une meilleure lubrification hydrodynamique et une friction réduite.

Les points de montage de l'étrier sont également effectués et permettent désormais des freins de style radial ou monobloc. Le point de montage au bas de la fourche et la longueur réduite du montant créent moins de levier, les bagues plus grandes et la surface accrue sont conjointement permettent un freinage plus dur dans les virages. La conception standard héritée avait tendance à verrouiller le coulisseau et le montant ensemble sous un freinage intense lorsque le montant franchissait la lubrification hydrodynamique et établissait un contact métal à métal avec la bague. Ce blocage de l'extrémité avant sous un freinage brusque dans un virage pourrait avoir des conséquences catastrophiques car l'énergie normalement absorbée par un contact inégal sur la route a été transférée directement à la zone de contact du pneu.

Désavantages

Les USD ont un peu plus de complexité que les fourches standard, en particulier les versions chargées en azote. Des composants et des vessies supplémentaires pour la rétention d'azote nécessitent un entretien professionnel avec des outils spéciaux.

La défaillance du joint en USD nécessite un niveau d'urgence plus élevé pour l'entretien car l'huile dans la fourche est conservée au-dessus du joint dans cette conception. Dans ces circonstances, l'huile de fourche sera déchargée sur le disque de frein, l'étrier de frein, la roue et le pneu. En raison du mécanisme de rétention du joint, il est rare qu'une défaillance catastrophique du joint se produise lorsque de l'huile est pulvérisée sur ces composants, mais cela s'est produit dans de rares circonstances, généralement en raison d'une erreur humaine lors du réassemblage du système.

De plus, en raison de la complexité accrue des composants, le coût des USD par rapport aux fourches standard est important. Cela s'applique également à la pléthore d'outils nécessaires pour reconstruire les USD.

Entretien

• Remplacement des joints humides et secs

• Recharge d'azote

• Remplacement de la bague

• Huile R&R

Les tâches de maintenance sont fondamentalement les mêmes que les fourches standard, comme l'indique la liste ci-dessus. Des outils spéciaux sont nécessaires pour entraîner les joints, mesurer la hauteur du niveau d'huile, installer le chapeau de fourche et charger l'azote (s'ils sont chargés d'azote).

Conclusion

Les fourches inversées diminuent le frottement interne des composants et «ajoutent de la légèreté». Une rigidité accrue crée de la stabilité et les points de montage des freins augmentent la sécurité lors du freinage dans les virages.

USD ou section transversale inversée de la fourche *

* image de RaceTek

Plus grande stabilité en torsion.
Pourquoi inverser l'orientation devrait-il faire une différence?
Sans entrer dans une analyse détaillée, vous pouvez imaginer que la plupart des contraintes sur la fourche peuvent être supposées être concentrées juste en dessous de la culasse inférieure.
Par exemple, pendant le freinage (avant), la roue ralentit, repoussant le vélo à travers les fourches, provoquant un moment de flexion vers la fourche.
La fourche à l'envers sera plus rigide car le curseur a un plus grand diamètre (voir rigidité en flexion , et ce ) par rapport aux montants. Alors voilà.
Pour le Rider, cela se traduit par une face avant plus prévisible en cas de freinage, de virage et de toute autre manœuvre que vous pourriez subir.
Il y a aussi cette question de la réduction de la masse non suspendue, que le tueur de ducati a expliqué dans sa réponse ici . Cependant, dans la pratique, il y a très peu de différence / avantage.

Edit -
En ce qui concerne les vélos de montagne, la grande majorité des fourches sont «côté droit vers le haut».

Donc, bien que l'argument général présenté ci-dessus dans ma réponse soit toujours vrai à propos des sections cylindriques de plus grand diamètre offrant plus de résistance à la flexion, pour le même matériau utilisé, il y a une autre chose à considérer. Autrement dit, le nombre de points où l'on peut introduire des accolades latérales. L'ajout de croisillons latéraux ne sert qu'à fournir une rigidité latérale supplémentaire et à empêcher la tendance à «se tordre». En VTT, je suppose que cette conception permet d'optimiser au mieux les exigences structurelles. Encore une fois, c'est une généralisation et pour le VTT XC (cross country), les fourches à l'envers deviennent populaires.
Pour les vélos de sport, la contrainte maximale sur la fourche doit sans doute être lorsqu'elle freine (ou freine et tourne). Cette force de sortie mesure toutes les autres forces à tel point qu'une fourche conçue pour optimiser cette exigence structurelle répondrait très facilement aux exigences de rigidité latérale et de torsion (les choses ne sont pas si simples, mais vous obtenez l'image).

L'avantage principal est le poids non suspendu inférieur mentionné ci-dessus qui augmente la réactivité de la suspension en réduisant l'inertie de la partie mobile de la suspension.

Le deuxième avantage important est le fait que les montants de fourche ne sont pas sur le chemin de la saleté de la roue avant comme c'est le cas dans une fourche classique - c'est à mon avis l'avantage le plus important d'une fourche inversée car cela augmente la fourche la durée de vie, réduit ses besoins d'entretien et rend très facile de protéger complètement les montants de fourche. C'est pourquoi c'est une norme pour les motos cross et commence à se lancer dans les vélos d'enduro.

Quant aux autres avantages mentionnés dans d'autres réponses - je ne compterais pas sur ceux-ci. Je vais t'expliquer:

1. Rigidité - la fourche inversée peut être plus rigide, mais en utilisant uniquement des tubes beaucoup plus solides, cela est évident lorsque vous regardez l'image d'une fourche classique et inversée côte à côte.

Sur une fourche inversée, vous n'avez pas de connexion entre les curseurs (abaissés), tandis que sur une configuration classique, vous avez un arc reliant ceux-ci et rendant cette partie de la fourche très rigide. Cela rend la fourche très résistante aux contraintes de torsion. De plus, la distance entre l'axe de roue et l'arche des curseurs est la plus petite distance possible entre ces composants, ce qui ajoute également de la rigidité.

Dans une fourche inversée, vous avez une distance énorme entre le sommet de la fourche et l'axe de roue, et comme mentionné précédemment, les curseurs n'ont aucune autre connexion entre eux, sauf l'axe de roue. Ainsi, toutes les forces traversant une telle fourche ont un grand effet de levier sur les montants et ceux-ci doivent être très costauds pour être comparables à un design classique. De plus, un axe traversant costaud est un must absolu pour une fourche inversée car sans elle, la roue se tordrait par rapport aux montants (car les curseurs ne sont solidement connectés que via l'axe de roue).

2. Poids - si vous créez des fourches à rigidité équivalente des deux conceptions avec des coûts et des matériaux similaires en raison du point 1, il est très douteux que la fourche inversée soit plus rigide. Cette hypothèse vient du fait que les fourches à l'envers sont toujours positionnées comme des fourches haut de gamme et qu'elles utilisent de meilleurs matériaux et usinages, et ce sont généralement les facteurs qui rendent ces fourches plus légères, pas le fait qu'elles soient à l'envers. conception en duvet.

3. Montage des freins - la force exercée sur les coulisseaux et les montants ne dépend que de la taille du frein à disque et de la force de friction que l'étrier peut exercer sur le frein à disque - l'effet de levier de cette force par rapport à l'axe de roue est toujours le même pour le même configuration de frein et peu importe à quoi ressemble le support d'étrier. Il est également important de noter qu'il n'existe pas un seul type de freins qui ne peut être utilisé que sur une fourche inversée et non sur un design classique.