Extension d’amortisseur de VTT

Contexte :

En 2020 et en 2021 j’ai utilisé un Specialized Epic lors de mes compétitions de VTT. C’est un des meilleurs VTT du marché et ce depuis plus de 10 ans. On dit généralement de ce VTT qu’on l’aime ou qu’on le déteste car il possède une gestion automatique du blocage des suspensions nommé « Brain ». C’est un système mécanique qui débloque les suspensions lors d’un choc. En pratique, cela intervient lorsque le vélo subit une accélération brusque vers le haut (lorsqu’un obstacle tape dans une roue, lorsqu’on passe dans un trou ou lorsqu’on réceptionne d’un saut…). Le reste du temps les suspensions sont bloquées, ce qui évite qu’elles oscillent au pédalage et donc permet de maximiser la transmission d’énergie du pilote vers le sol. Sur tous les vélos de Cross-Country Olympique les suspensions sont blocables mais elles le sont généralement grâce à une commande au cintre (sur le guidon). Cette commande possède une gâchette avec deux ou trois crans correspondant aux positions ouverte, fermée et parfois intermédiaire des suspensions. L’information de la commande est transmise aux suspensions avec des câbles qui ouvrent ou ferment une valve. Auparavant j’avais toujours utilisé ce type de blocage des suspensions et la transition vers un blocage automatique me perturba car :

Le temps de déclenchement du système rend les suspensions moins sensibles aux petits chocs.
Le seuil de déclenchement du système est tel que les suspensions peuvent se déclencher lorsque l’on pédale débout (lors d’un sprint ou d’un cote raide). La transmission de la puissance est alors moins bonne.

Pour améliorer ce point j’ai donc décidé de changer les suspensions de ce vélo pour un mettre un blocage manuel au cintre. Le changement de la fourche (suspension avant) fut simple car toutes les fourches du marché sont au même standard, mais ce n’est pas le cas des amortisseurs. Il existe plusieurs standards d’amortisseurs et certaines marques ne les respectent même pas. Ici, mon amortisseur était emmanché en force dans une pièce en aluminium permettant de le relier directement au cadre. Il était donc dans un standard de fixation propre à Specialized et il m’était alors impossible de monter un amortisseur standard. J’ai donc réalisé une pièce en aluminium permettant de faire la liaison entre un amortisseur standard et le cadre, appelée « shock extension » ou extension d’amortisseur.

Objectifs :

Déterminer quel modèle d’amortisseur standard, avec blocage au cintre, remplacerait au mieux l’amortisseur Specialized.
Concevoir la pièce de liaison entre l’amortisseur standard choisi et le cadre de l’Epic en veillant au poids, à la faisabilité et à la
solidité de la pièce.
Trouver un moyen de fabriquer cette pièce.

Réalisation :

Quel modèle d’amortisseur ?

Un cadre de vtt est conçu pour fonctionner avec une course d’amortisseur définie. La course d’un amortisseur correspond à la différence de longueur de ce dernier entre sa position écrasée et sa position au repos. Puisque la roue arrière tourne autour d’un axe qui est toujours placé autour du pédalier, alors il y a un risque de toucher le tube de selle si l’on monte un amortisseur dont la course est plus longue que prévue. Cela pose moins de problèmes de monter un amortisseur dont la course est trop courte mais cela réduit le débattement de la roue arrière et donc la capacité du vélo à absorber les chocs. La course d’origine étant de 51mm j’ai cherché à me rapprocher au maximum de cette valeur. Cependant les amortisseurs standards dont la course fait 51mm font tous plus de 200mm de long, alors que la place disponible dans la cadre pour monter l’amortisseur n’est que de 190mm. J’ai donc décidé de monter un amortisseur en 190x45mm, qui est le plus grand amortisseur montable dans mon cadre et avec la plus grande course possible.

Quelle forme donner à la pièce ? Comment la concevoir ?

Prise de cotes sur l’ancien amortisseur pour déterminer la longueur de la pièce, le diamètre des roulements et des axes de fixation.
Pièce en aluminium (7075 ou 6061)
Forme réalisable avec une fraise 3 axes (avec un changement de position de la pièce) dans un brut avec des dimensions raisonnables
Modélisation sur SolidWorks puis étude de la la résistance de la pièce sous contraintes mécaniques. Déformation maximale de 0.1mm sous 300kg de charge avec de l’aluminium 7075.

Comment fabriquer la pièce ?

Fabrication par mon professeur de productique de 2^ème année de DUT GMP
Modification de la pièce pour que son épaisseur corresponde à l’épaisseur du brut en possession de professeur (20mm). Le but était aussi qu’elle doit découplable au jet d’eau (épaisseur max 25/30mm).
Découpe jet d’eau dans le brut d’aluminium 6061
Usinage et alésage des points de fixations

Axe de rotation de la roue arrière sur un VTT tout suspendu

Rendu 3D de la pièce