Polityka prywatności - poznaj szczegóły » [ X ]
PODZIEL SIĘ


OCEŃ
3.0

Jak działa motocykl: Zawieszenie tylnego koła

Gaz do oporu, przód delikatnie odrywa się od asfaltu, łańcuch napięty jak państwowy budżet. Nagle dziura. Spodziewając się gleby – zamierasz w bezruchu i... nic. To zasługa tylnego zawiasu. Tylko jak to działa?  

Przyjrzyjmy się zawieszeniu tylnego koła i zobaczmy, co takiego dzieje się podczas powtarzającego się pierdyliony razy amortyzowania dziur i nierówności, sprawdźmy, jak bardzo trwające ułamki sekundy wzrosty obciążenia i momenty zginające dają w kość ramie i wahaczowi.

Niszczycielski wpływ na tylne zawieszenie ma olbrzymie obciążenie kół, sięgające aż 300 kg, ale także bardzo duży stosunek dźwigni między tylnym kołem a amortyzatorem. Na przykład w przypadku wahacza o długości 600 mm i statycznego obciążenia koła siła w układzie dźwigni umieszczonej w 1/3 długości wahacza wzrasta trzykrotnie do wartości 300 kg. To oznacza, że układ dźwigni przenosi obciążenie 900 kg. Jeśli motocykl wpadnie przy tym w dziurę, wtedy dynamiczne obciążenie tylnego koła rośnie o kolejne 600 kg. W tym krótkim momencie w obrębie dźwigni współpracujących z amortyzatorem powstaje obciążenie dochodzące do 1,5 tony!

Takie ekstremalne obciążenia można wprawdzie odeprzeć, upraszczając konstrukcję mocowania amortyzatora, ale przysparza to sporo problemów z precyzyjnym zestrojeniem tłumienia i resorowania. Mimo to takie rozwiązanie jest wciąż stosowane w niektórych współczesnych maszynach, a nawet wraca w miejsce bardzo popularnego do niedawna systemu dźwigni.

Zawieszenie działa znacznie łagodniej, gdy układ dźwigni jest w stanie zredukować ekstremalnie duże skoki zawieszeń. To jest zadanie takich systemów, jak Pro-Link, Uni-Track i podobnych. Redukują one stosunek dźwigni między tylnym kołem a amortyzatorem do około 2 : 1. Oznacza to, że jeśli skok tylnego koła wynosi 120 mm, amortyzator potrzebuje jedynie 60-milimetrowego skoku.

Za pomocą systemu dźwigni, dzięki zmianom pozycji dźwigni, ich kąta oraz kąta ustawienia, uzyskuje się progresywną pracę. Przykład: w mniej więcej połowie skoku, czyli gdy motocykl bez większego obciążenia toczy się po asfalcie, a tylne koło z powodu nierówności wędruje w górę z 40 do 50 mm ugięcia wahacza, sprężyna amortyzatora ulega ściśnięciu o 5 mm. Natomiast gdy koło z powodu wjechania np. na kamień podskoczy o kolejne10 mm, przełożenie mechanizmu dźwigniowego w tym zakresie wzrośnie (progresja). Wtedy sprężyna ulegnie ściśnięciu do 6 mm. Ta progresja (w tym przypadku większa o 20%) chroni zawieszenie przed dobiciem i stabilizuje motocykl na nierównej nawierzchni i przy sportowo lub dynamicznie pokonywanych naprzemiennych zakrętach.

W zależności od typu motocykla i jego przeznaczenia krzywa progresji jest albo płaska (lekkie maszyny klasy średniej i sportowe), albo stroma (motocykle motocrossowe). W maszynach sportowych i wyścigowych stosuje się na ogół bardzo małą progresję, ponieważ i bez niej stosunkowo twarde sprężyny dysponują wystarczającymi rezerwami. Oprócz tego podczas ruchu koła w górę powstaje dynamiczna siła tłumiąca, która mocno przeciwdziała dobiciu.

Z powodu dużych ramion dźwigni, jakie tworzą wahacze, oraz szerokości tylnej opony, dochodzącej do 200 mm, wahacze muszą wytrzymać działanie ogromnych sił zginających i skręcających. Powstają one podczas jazdy w złożeniu, kiedy płaszczyzna styku opony z nawierzchnią przesuwa się do 80 mm względem osi wzdłużnej motocykla. Do asymetrycznego obciążenia przy 50-stopniowym złożeniu dochodzi około 40% statycznego obciążenia kół. Te siły i momenty skręcają ramiona wahacza. W rezultacie podczas jazdy w złożeniu koło się prostuje, oddziałując w kierunku przeciwnym do złożenia. Nawet jeśli dotyczy to niewielkiego pochylenia (parę stopni), takie niekontrolowane ruchy własne zakłócają jazdę po zakrętach. Ponadto mocnym resorowaniem własnym zbyt krótkie wahacze mogą wywołać wibracje, zwane chatteringiem. Żeby nie było zbyt łatwo, te wibracje mogą powstawać również z powodu zbyt sztywnej konstrukcji wahacza.

Tak jak w przypadku ram, tak i tutaj trzeba znaleźć najlepszy z możliwych kompromisów między bardzo dobrym trzymaniem się toru jazdy a przewidywalną elastycznością. Jeśli chodzi o odporność na zginanie i skręcanie, nie bez znaczenia jest też ułożyskowanie wahacza w ramie.

Regulacja tylnego zawieszenia

Podstawowa funkcja napięcia wstępnego sprężyny
Napięcie wstępne sprężyny ustala się najczęściej za pomocą dwóch kontrowanych pierścieni. Żeby zmienić ten parametr, należy odpowiednim kluczem hakowym poluzować nakrętkę kontrującą. Kręcąc nakrętką regulacyjną, ściskasz sprężynę, tzn. zwiększasz jej napięcie, kręcąc zaś w kierunku przeciwnym, redukujesz napięcie. Dzięki napięciu wstępnemu sprężyny zmieniają się skok negatywny oraz poziom maszyny.

Ten poziom ma decydujące znaczenie dla zachowania podczas jazdy (poręczność, stabilność) oraz dla systemu resorowania, względnie kąta odchylenia wahacza. Musi on mieścić się w zakresie ustalonym konstrukcyjnie. Jeśli kąt jest zbyt płaski (napięcie wstępne za słabe), wtedy z powodu sił rozciągających łańcuch tył motocykla podczas ostrego przyspieszania może się obniżyć, co pogorszy poręczność i stabilność w zakrętach.

Negatywny skok ma także duży wpływ na geometrię prowadzenia, ponieważ tył motocykla znajduje się odpowiednio nisko lub wysoko. Podstawowa zasada: zmiana wysokości o około 25 mm (mierzone na osi) zmienia pochylenie motocykla o około 1°. Kąt pochylenia główki ramy zmienia się również o 1°, wyprzedzenie natomiast przesuwa się o około 6 mm.

Wpływ na zachowanie podczas jazdy i na resorowanie

Za niskie napięcie wstępne sprężyny:

  • tył motocykla jest położony zbyt nisko, kąt pochylenia główki kierownicy i wyprzedzenie zmieniają na niekorzyść poręczność
  • na większych wybojach lub przy cięższym ładunku amortyzator może dobijać
  • na zakrętach jedzie się motocyklem nieporęcznie i sztywno, a na wyjściu z zakrętu ma skłonność do podsterowności
  • w każdej sytuacji motocykl sprawia wrażenie ociężałego i nieporęcznego.

Zbyt duże napięcie wstępne sprężyny:

  • tył motocykla jest położony zbyt wysoko, kąt pochylenia główki ramy i wyprzedzenie, co poprawia poręczność kosztem stabilności
  • z powodu zbyt małego negatywnego skoku tylne koło na wyboistej nawierzchni może tracić kontakt z podłożem
  • motocykl może mieć gorszą stabilność w zakrętach i podczas jazdy na wprost
  • w każdej sytuacji sprawia wrażenie nerwowego i niestabilnego.

Kontrola na postoju: sprawdź skok negatywny
Wartości podstawowe dla wstępnego napięcia sprężyny:
- negatywny skok bez jeźdźca 5-15 mm
- negatywny skok z jeźdźcem 30-40 mm

Podstawowe ustawienie tłumienia w amortyzatorze
Tak mocno przyciśnij kanapę maszyny, żeby motocykl się ugiął. Powinien on wracać do pozycji wyjściowej z wyraźnym opóźnieniem i uzyskać ją najpóźniej po jednej sekundzie. Jeśli tył maszyny wraca do pozycji wyjściowej gwałtownie lub w sposób niekontrolowany albo ma tendencję do huśtania, wtedy należy zwiększyć tłumienie odbicia. Jeśli natomiast zawieszenie wraca niechętnie i ociężale, należy je zmniejszyć.

Tłumienie dobicia natomiast reaguje na prędkość ściskania amortyzatora. Jeśli jest on wciskany szybko i głęboko, wtedy powstaje opór. Gdy ściskanie wywołane dużą masą przebiega powoli, wtedy opór się nie pojawia. Przy ustawianiu podstawowym także tu trzymaj się wartości zalecanych przez producenta. Zmieniaj je tylko jeśli chcesz zoptymalizować jego pracę w określonym kierunku.

Funkcje tłumienia
Zbyt duże tłumienie odbicia hamuje rozciąganie amortyzatora i sprawia, że w zakrętach motocykl jest stabilniejszy. Przy zbyt mocnym tłumieniu odbicia amortyzator podczas jazdy po szybko pojawiających się jedna po drugiej dziurach pozostaje wciśnięty, na czym mocno cierpi komfort jazdy.

Zbyt małe tłumienie odbicia sprawia, że po wciśnięciu amortyzator szybko wraca do pozycji wyjściowej i lepiej absorbuje występujące jedno po drugim uderzenia. Gdy tłumienie odbicia jest za słabe, jeszcze po przejechaniu wyboistego odcinka maszyna podskakuje, czyli staje się niestabilna i trudniej ją kontrolować. Duże tłumienie dobicia sprawia, że zawieszenie jest sztywne, sportowe. Jego wartość warto zwiększyć, gdy sporo ważysz albo masz zamiar zapakować ciężki bagaż. Jeśli tłumienie jest za mocne, wtedy podczas pokonywania dziurawego odcinka zawieszenie pracuje twardo, a jazda staje się niekomfortowa.

Małe tłumienie dobicia powoduje precyzyjną reakcję o dużym komforcie i jest przeznaczone raczej dla lekkich bikerów. Konsekwencją takiego ustawienia może być gąbczaste zachowanie podczas jazdy w zakrętach.

UWAGA: w większości amortyzatorów tłumienie odbicia ma wpływ także na tłumienie dobicia podczas ściskania zawieszenia. Odbywa się to przez otwartą szczelinę pierścieniową w obu kierunkach amortyzacji.

Od wahacza do wahacza

Mniej więcej do końca lat 70. z masą motocykla i jeźdźca zmagały się dwa amortyzatory, które mocowano na końcach wahacza. Dzięki temu wahaczowi niemal nie groziły siły zginające, musiał jedynie wykazywać bardzo dobrą odporność na skręcanie. Do tego wystarczyły proste, jednowymiarowe konstrukcje z rur o przekroju czworokąta lub okrągłym, pozbawionym luzów mocowaniu oraz stabilnym mocowaniu tylnego koła w gniazdach wahacza.

Wraz z wprowadzeniem centralnego amortyzatora momenty zginające bardzo się zmieniły. Yamaha rozwiązała ten problem, stawiając na Cantilever, który miał leżący centralny amortyzator. Jego trójkątna konstrukcja zapewniała bardzo dużą odporność na zginanie.

Pierwsze konstrukcje z profili były bardzo proste. Wprowadzając do użytku kapcie o szerokości 160 mm i większej, konstruktorzy zauważyli, że wymaganą sztywność przy jednocześnie niewielkiej masie gwarantują jedynie profile, które były dopasowane do przebiegu momentu zginającego. Przykładem takiego rozwiązania jest wahacz typu Deltabox.

Doświadczenie i eksperymentowanie w budowie wahaczy dało efekt: najpierw były proste, skromne i niepozorne elementy, po czym przyszedł czas monstrualnych, często eleganckich i drogich aluminiowych konstrukcji, które pod względem formy i funkcjonalności niewiele ustępują odpowiednikom montowanym w motocyklach ścigających się w MotoGP.

Efektowny i ładny jednoramienny wahacz nie ma z technicznego punktu widzenia zbyt wielu zalet. Bardzo duże średnice łożyska i uszczelniaczy zwiększają tarcie, a to oraz duży mimośród do napinania łańcucha powodują, że nieresorowane masy są większe niż w tradycyjnym wahaczu dwuramiennym. Dlatego konstrukcje asymetryczne w wyścigach nie cieszą się większą popularnością. MV Agusta i Ducati to dwa wyjątki potwierdzające regułę.

W dobie cięcia kosztów te niemal rzemieślnicze perełki ustępują miejsca jedno lub dwuczęściowym formom wykonanym z odlewów z czasami niesamowicie cienkimi ściankami i odpowiednio niewielką masą. Bajerancki wygląd nie jest w stanie konkurować z nieco porowatymi powierzchniami odlewów. Koszty produkcji wahaczy o takiej konstrukcji, wykonanych z jednoczęściowych odlewów, są dużo niższe.

Komentarze

 
 

Wypełnij to pole:

  • avatar
    zgłoś
    <p>Tylne zawieszenie w motocyklu ma bardzo ważną robotę. Tłumi nierówności, dociska koło do podłoża, a także zapobiega niechcianej glebie. Zobacz, jak działa tylna zawiecha.</p><br /><br /><a href="/technika/Jak-dziala-motocykl-Zawieszenie-tylnego-kola,9065,1">Zobacz artykuł</a>
    ~Motocykl Online, 2015-04-20 15:07:01