VTT Vario Bomba

Efficacité du freinage

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.

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.

1 - Isolement de la poignée

= 30 min

La figure 1 du DR représente l'ensemble de la poignée (1). Elle est en liaison pivot avec le guidon (0) au point B, l'utilisateur 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 la figure 1.

Question 1.1 - Isoler l'ensemble (1) et compléter le bilan des actions mécaniques extérieures.

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

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

2 - Isolement du renvoi

= 30 min

La figure 2 du DR représente le renvoi (3) qui se situe au dessus des mâchoires. Il est relié aux autres éléments par 3 câbles (que l'on nommera 2, 2' et 2'' pour les distinguer).

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 suivant les câbles (2) indiquées sur le DR.

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 aux points D et E.

3 - Isolement du câble

= 15 min

Question 3.1 - Isoler le câble (2) entre le point E et le point F de la mâchoire (4) de droite. Compléter les 2 premières colonnes du b.a.m.e.

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.

4 - Isolement de la mâchoire

= 35 min

La figure 3 représente l'ensemble {mâchoire + 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 entre le patin (4) et la jante (5) ? Décrivez cette liaison de la façon la plus complète possible.

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 déterminer la force exercée par la jante (5) sur le patin (4).

Question 4.4 - Quelle relation lie la force exercée par la jante (5) sur le patin (4) et la force exercée par le patin (4) sur la jante (5)? On appelle effort de pincement l'intensité de cette dernière.

L'efficacité du freinage se détermine par le rapport entre l'effort de pincement (au niveau de la jante) et l'effort de l'utilisateur (au niveau de la poignée). Il est jugé efficace s'il est supérieur à 2.

Question 4.5 - Déterminer l'efficacité du freinage. Est-il acceptable ?