Polityka prywatności - poznaj szczegóły » [ X ]
PODZIEL SIĘ


OCEŃ
3.4

Jak działa motocykl: Zawieszenie przedniego koła

Widelec teleskopowy rządzi! Żadne inne rozwiązanie mu nie dorównuje. Niezliczone próby zastąpienia go czymś innym niż do tej pory kończyły się fiaskiem.   

Widelec teleskopowy (nawet w wersji upside-down) nie jest ideałem. Przykład: w czasie hamowania widelec nurkuje, co w zasadzie nie jest korzystne (pamiętacie systemy anti dive Suzuki, Kawasaki czy Hondy?). No tak, ale gdy przód nurkuje, tył się unosi, co powoduje, że wyprzedzenie w przykładowym motocyklu sportowym spada ze 100 do ok. 75 mm oraz kąt między widelcem a podłożem maleje z 66 do 70°, czyli widelec zbliża się do pionu. Ponieważ jest on w główce ramy zamontowany pod kątem, w czasie ugięcia koło przesuwa się do góry, ale też do tyłu. Z tego powodu rozstaw osi dodatkowo skraca się z 1450 do 1405 mm. Generalnie – w fazie hamowania geometria motocykla zmienia się na bardziej sprzyjającą poręczności.

Natomiast podczas ostrego przyspieszania widelec teleskopowy rozciąga się – rośnie rozstaw osi, zmniejsza się jego pochylenie i zwiększa wyprzedzenie, co poprawia stabilność. Czyli zmiany geometrii motocykla, wywołane przez ściskanie i rozprężanie widelca, dopasowują się do sytuacji podczas jazdy.

Osobne elementy służące do prowadzenia przedniego koła oraz resorowania – ten patent teoretycznie powinien mieć przewagę nad widelcem teleskopowym (który jest rozwiązaniem typu dwa w jednym), ale w praktyce suma właściwości tego ostatniego jest nie do pobicia.

Dwa masywne łączniki stabilizowały widelce Egli w latach 70. i 80.  
Koniec pewnej ery: Suzuki GSX-R 750 z 1989 roku z widelcem teleskopowym o średnicy goleni 43 mm. Rok później ta konstrukcja została zastąpiona widelcem upside-down.   
Dwa masywne łączniki stabilizowały widelce Egli w latach 70. i 80.  Koniec pewnej ery: Suzuki GSX-R 750 z 1989 roku z widelcem teleskopowym o średnicy goleni 43 mm. Rok później ta konstrukcja została zastąpiona widelcem upside-down.  
   

Do góry nogami
W latach 70. i 80. problem mocnego odkształcania się z powodu długości widelca teleskopowego próbowano rozwiązać za pomocą dodatkowych wzmocnień albo znacznie powiększając średnice lag. Aż pod koniec lat 80. system został postawiony na głowie. Ten trik nosi nazwę upside-down (USD) i ma kilka poważnych zalet.

Ekstremalne siły gnące występujące w dolnej półce widelca działają na golenie USD o bardzo dużej średnicy. Oprócz tego w trakcie jego ściskania, podczas którego występuje moment gnący, golenie dolne wchodzą w górne, co zwiększa sztywność podzespołu. Ta duża stabilność widelca upside-down jest jednym z powodów, dzięki któremu w ciągu ostatnich 20 lat średnicę goleni zwiększyło niewielu producentów. Dlatego w większości maszyn seryjnych stosuje się widelce z goleniami o średnicy 41, 43, sporadycznie 45 mm. USD jest dobrym rozwiązaniem z punktu widzenia rozkładu masy, a przy tym zmniejsza tarcie.

Zawieszenie Duolever jest skomplikowane i ciężkie. Zaleta? Minimalne nurkowanie w czasie hamowania. Specjalna powłoka (np. azotek tytanu), którą pokryte są golenie widelca, redukuje tarcie między łożyskami ślizgowymi a uszczelniaczami, ale również zwiększa odporność na zarysowania powierzchni.   Wycięcia w górnej półce w maszynach wyścigowych zapewniają niezbędną elastyczność oraz poprawiają wyczucie przodu motocykla. A przy okazji obniżają masę.
Zawieszenie Duolever jest skomplikowane i ciężkie. Zaleta? Minimalne nurkowanie w czasie hamowania. Specjalna powłoka (np. azotek tytanu), którą pokryte są golenie widelca, redukuje tarcie między łożyskami ślizgowymi a uszczelniaczami, ale również zwiększa odporność na zarysowania powierzchni.   Wycięcia w górnej półce w maszynach wyścigowych zapewniają niezbędną elastyczność oraz poprawiają wyczucie przodu motocykla. A przy okazji obniżają masę.
     

Wadą klasycznego widelca było mocne tarcie, dlatego np. BMW stosuje przednie zawieszenie typu Telelever, które łączy cechy widelca teleskopowego i wahacza pchanego. Radykalniejszym rozwiązaniem jest system Duolever (zasadą działania nawiązuje do zawieszenia Hossacka z 1979 r.), w którym podzespoły poruszają się w łożyskach tocznych, charakteryzujących się niewielkim tarciem. W tym rozwiązaniu koło prowadzą masywne wahacze pchane, a resorowanie i tłumienie przejmuje umieszczony między nimi amortyzator. Dzięki takiemu usytuowaniu punktów mocowania wahaczy ta konstrukcja podczas hamowania prawie nie nurkuje.

Wielu sądziło, że beemka zakończy w ten sposób karierę widelca teleskopowego. W 2009 r. musieli się więc mocno zdziwić, bo w S 1000 RR beemka postawiła na widelec USD, testy udowodniły bowiem jego wyższość nad Duoleverem. W S 1000 RR postawiono na element wyprodukowany przez Sachsa.

Wiele dobrego 
Jakieś 20 lat temu kolesie z Bimoty i Yamahy, niczym Pinky i Mózg z kreskówki, za pomocą zawieszenia zwrotnicowego planowali przejąć władzę nad światem. W przypadku Yamahy chodzi o GTS-a 1000, u Bimoty o jeszcze bardziej skomplikowany technicznie model Tesi.

Turystyczno-sportowy GTS 1000 nie był w stanie w czasie codziennego użytkowania w pełni wykorzystać swoich teoretycznych zalet, zapewne m.in. dlatego nie stał się hitem sprzedaży, więc po pięciu latach znikł z rynku. Tesi natomiast można wprawdzie nadal kupić, ale jest to sprzęt dla fanów marki i alternatywnych rozwiązań. Rozwiązania konstrukcyjne obu sprzętów miały sporo wad: były technicznie skomplikowane, a więc drogie w produkcji, zapewniały za mały, jak na motocykl na co dzień, promień skrętu i dolegało im nie najlepsze przenoszenie siły skrętnej.

Niezliczone prototypy wyścigowe z alternatywnymi zawieszeniami przyniosły taki efekt, że dziś nawet w wyścigach rządzi zwarty i niezbyt drogi widelec USD. 

Deczko elastyczności
Jeśli dokładniej przyjrzysz się odporności na skręcanie nowoczesnych zawieszeń, uświadomisz sobie, że pewien zakres ich elastyczności jest mile widziany. Dzięki niej system absorbuje uderzenia wywołane przez nierówną nawierzchnię. Z kolei bardzo sztywne konstrukcje przekazują te uderzenia na podwozie, przez co mogą wywołać bicie na kierownicy lub chattering, czyli wibracje przedniego koła o wysokiej częstotliwości. Oprócz tego tzw. krzywa wzniosu koła, czyli droga, jaką pokonuje ono podczas ściskania sprężyn na nierównej nawierzchni, jest w widelcu teleskopowym bliska ideału. Wszystkie inne systemy, nie wyłączając beemkowego Duolevera, pracują w kierunku przeciwnym do kierunku działania siły uderzenia, co szkodzi komfortowi. 

Aluminiowa dolna półka może mieć wysokość nawet 100 mm. Mocowana za pomocą trzech śrub, łączy obie golenie widelca, jednocześnie go usztywniając. Często za mocno. 
Aluminiowa dolna półka może mieć wysokość nawet 100 mm. Mocowana za pomocą trzech śrub, łączy obie golenie widelca, jednocześnie go usztywniając. Często za mocno.  Piękne mocowanie cienkościennej, ale olbrzymiej osi przedniego koła w MV Aguście F4  
   

Przykładem celowej elastyczności widelca teleskopowego są półki niektórych maszyn wyścigowych. Dziwnie na pierwszy rzut oka wyfrezowane górne półki widelca trzymają górne golenie i za pomocą głębokich wcięć dopuszczają mniejsze lub większe odkształcenia. Dlatego masywne i mocowane kilkoma śrubami zaciskającymi każdą goleń dolne półki niemal całkowicie zniknęły i z maszyn sportowych, i z seryjnych.

Bardzo duże średnice przednich osi, swego czasu montowane np. w przecinakach z serii F MV Agusty, dbają o maksymalną odporność goleni na skręcanie. Konstruktorzy także tutaj nie wprowadzili zmian i pozostawili ich średnicę na poziomie 30-35 mm.

Przez lata wiele wad konstrukcyjnych widelca teleskopowego zostało wyeliminowanych. Np. dzięki pokryciu powierzchni goleni specjalnymi powłokami (np. z azotku tytanu) obniżono tarcie lub przez nawęglanie zredukowano tarcie pokrytych tefl onem łożysk ślizgowych współpracujących z uszczelniaczami.

Big Piston = wielki tłok
Dysponujące ograniczoną objętością kartridże amortyzatora – umieszczone w wąskich goleniach, w których pracują dodatkowo stosunkowo małe i trudne w zestrojeniu tłoki – Japończycy zastąpili systemem Big Piston. Są to hydrauliczne układy tłumiące z dużymi tłokami, które zapewniają bardzo wrażliwe i niezwykle precyzyjne tłumienie.

Duży tłok widelca typu Big Piston, który wchodzi bezpośrednio do goleni. Poniżej tłoki tradycyjnego widelca o małej średnicy z mechanizmem regulacji tłumienia odbicia (z prawej) i tłumienia dobicia, które są umieszczone w jednym cylindrze amortyzatora (tzw. kartridż). 
 

Większe średnice oznaczają tu lepszą kontrolę nad sterowaniem tłumienia, zwłaszcza w zakresie małych i średnich prędkości (chodzi tu o prędkość działania zawieszenia – ok. 10-150 mm/s). Dzięki temu pogodzono łagodną reakcję z doskonałą stabilnością i feedbackiem.

Kolejnym krokiem było umieszczenie systemu tłumienia dobicia w jednej ladze, a tłumienie odbicia – w drugiej. Asymetryczne rozdzielenie obciążenia nie stanowi problemu. Sztywność jest w zupełności wystarczająca, by zapobiec odkształcaniu się podczas głębokiego, szybkiego ściśnięcia widelca.

Kolejny krok w ewolucji zadomowił się już w wyścigach: we wspomaganym przez gaz widelcu (zamknięty kartridż) umieszczono mały amortyzator gazowy, który zapewnienia stałą siłę tłumienia, ponieważ olej nie miesza się w nim z powietrzem i nie tworzy emulsji.   

zobacz galerię

Komentarze

 
 

Wypełnij to pole:

  • avatar
    zgłoś
    <p>Choć w całej historii motocykli pojawiło się wiele podejść do zagadnienia zawieszenia przedniego koła to żadne nie okazało się tak dobre jak widelec teleskopowy.&nbsp;</p><br /><br /><a href="/technika/Jak-dziala-motocykl-Zawieszenie-przedniego-kola,8581,1">Zobacz artykuł</a>
    ~Motocykl Online, 2015-01-22 08:49:32