Polityka prywatności - poznaj szczegóły » [ X ]
PODZIEL SIĘ


OCEŃ

Technika - co w zawiasach trzeszczy

Zawieszenia nie mają lekkiego życia! Np. podczas wheelie wykonanego na obciążonym na maksa sprzęcie na wahacz działają trudne do wyobrażenia siły.


Żeby odpowiedzieć na pytanie, co podczas jazdy dzieje się w zawieszeniach, postanowiliśmy sprawdzić wszystko w praktyce. Na królika doświadczalnego mianowaliśmy Suzuki Bandita 1250 S. Na wejściu, wiedzieliśmy, że osie muszą przenieść ponad 250 kg. Łożyska i ośki muszą wytrzymać także siły i momenty zginające, wynikające z ekstremalnego przełożenia między osią tylnego koła a osią amortyzatora. Najpierw zważyliśmy bike’a, potem obliczyliśmy, jakie siły i momenty działają na zawiasy i podzespoły ramy.

Zacznijmy od krótkiej wycieczki w przeszłość. Jeszcze do końca lat 70. ubiegłego wieku obciążenie na tylne koło (masa bike’a plus załoga) przenosiły dwa amortyzatory umieszczone na końcu wahacza prawie przy osi koła. Takie rozwiązanie oznaczało, że wahacz nie przenosił niemal żadnych obciążeń zginających i musiał być wystarczająco odporny tylko na skręcanie. Prosta konstrukcja z rur, precyzyjne łożyskowanie i stabilne zamocowanie tylnego koła (przez odpowiednio mocne skręcenie tylnej osi) załatwiały sprawę.



Rewolucja centralnego amorka
Zastosowanie centralnego amortyzatora, mocowanego do wahacza za pomocą mechanizmu dźwigniowego lub bezpośrednio (tak jak w przypadku systemu PDS w KTM-ie), spowodowało, że dramatycznie wzrosły siły i momenty zginające działające na wahacz. Początkowo stosowano bardzo proste i delikatne konstrukcje wykonane z zamkniętych profi li stalowych bądź aluminiowych (jak w GSX-R-ze 750). Jednak po wprowadzeniu opon o szerokości ponad 160 mm okazało się, że takie wahacze są po prostu za wiotkie. Z tego powodu w kolejnych latach konstruktorzy pracowali nad coraz większą ich sztywnością oraz coraz niższą masą (np. na tej stronie środek z lewej; Yamaha FZR 1000 Exup). W wyniku tych prac wahacze przestały być prostym elementem, a stały się superskomplikowaną strukturą zespawaną z wielu aluminiowych części. Konstrukcje te często testowano w maszynach sportowych (Honda CBR 1000 RR).

Odlewanie cienkich ścianek
Obecnie górą są jedno- lub dwuczęściowe elementy, często wykonywane jako odlewy cienkościenne. Ładny wygląd przegrał z chropowatą powierzchnią. Ale to sprawa mniejszej wagi, bo wahacze odlewanesą nie do pobicia, gdy chodzi o koszty produkcji (BMW F 800 R).

Wracając do pytania, skąd biorą się liczone w tonach obciążenia w Bandicie 1250. Załóżmy, że wahacz ma długość 590 mm, a maksymalne statyczne obciążenie osi wynosi 270 kg. Między tylną osią a punktem obrotu mechanizmu dźwigniowego powstaje przełożenie 1:2,9. Z tego wynika, że obciążenie w punkcie obrotu wynosi 783 kg (270 x 2,9).

Podkreślmy, że sytuacja ma charakter teoretyczny. Gdy bike’a dociąży dwuosobowa ekipa z bagażami, jadącana dodatek po dziurawej polskiej drodze, obciążenie tylnej osi osiąga wartość nawet 426 kg. W takich chwilach obciążenie osi mechanizmu dźwigniowego sięga już 1232 kg, co wynika z pomnożenia maksymalnego obciążenia Bandita 1250 przez współczynnik 2,9.

Tak ekstremalne obciążenie potrafi przejąć także amortyzator bezpośrednio połączony z wahaczem, jednak musi on mieć odpowiednio twardą sprężynę i dysponować dużym tłumieniem. To jest możliwe, tyle że stwarza problemy przy zestrojeniu układu. Za mocno obciążony wahacz potrafi pęknąć (małe zdjęcie na górze tej strony). Zawieszenie pracuje tym płynniej i elastyczniej, im amortyzator ma większy skok. Wtedy wystarcza mu bardziej miękka sprężyna, a sprawę ułatwia mechanizm dźwigniowy, który zmniejsza skok dźwigni w stosunku około 2:1. Oznacza to, że przy skoku tylnego koła wynoszącym 120 mm amortyzator pracuje ze skokiem 60 mm.

Progresywnie znaczy lepiej
Przez zmianę geometrii układu można uzyskać bardziej progresywną charakterystykę pracy zawieszeń. W jaki sposób? Do mniej więcej połowy skoku zawieszenia, a więc gdy motocykl jedzie bez dużego obciążenia, zawieszenie jest miękkie i działa precyzyjnie. Dzięki krótkiemu przełożeniu dźwigni (5 mm skoku amortyzatora odpowiada 10 mm skoku tylnego koła) sprężyna jest mniej ściskana. Gdy tył motocykla wskutek najechania na nierówność ugina się o około 100 mm, przełożenie mechanizmu dźwigniowego zmniejsza swoją wartość (progresja). Wtedy tłok amortyzatora i sprężyna (6 mm skoku przy 10 mm ugięcia przy kole) są poddane większej sile. Ta progresja (tutaj: 20%) chroni zawieszenia przed dobiciem i stabilizuje motocykl na nierównych odcinkach i podczas szybkich zmian kierunku jazdy.

W zależności od typu motocykla i sposobu korzystania z niego (łagodniejszy lub ostrzejszy styl jazdy) krzywa progresji bywa różna – od płaskiej w przypadku lekkich maszyn klasy średniej do stromej w motocyklach motocrossowych. To, że w nowoczesnych maszynach nawet podczas ostrego odwijania gazu czy wheelie tył prawie się nie ugina, wynika ze skośnego względem podłoża ustawienia wahacza i sił powstających w napędzie łańcuchem.

tylne zawieszenie wczoraj i dziś
wahacz klasyczny
 Inne Technika - co w zawiasach trzeszczyDo połowy lat 70. XX wieku dwuramienne wahacze w większości motocykli podpierały dwa amortyzatory zamontowane prawie na wysokości tylnej osi. Dzięki temu wahacz – wykonany zazwyczaj z okrągłych rur – był narażony na działanie niewielkich sił zginających. Konstrukcja mogła być więc delikatna i lekka.  
wahacz skrzynkowy
 Inne Technika - co w zawiasach trzeszczyW pierwszych zawieszeniach z centralnym amortyzatorem (na zdjęciu Suzuki GSX-R 750 R z 1985 roku) siłom zginającym działającym między tylną osią a amortyzatorem miały stawić czoło stabilniejsze profile aluminiowe o sporych rozmiarach i ściankach o zmiennym przekroju. W stosunku do klasycznego rozwiązania masa miała pozostać niezmieniona. Z tym bywało jednak różnie.  
Deltabox – patent Yamahy
 Inne Technika - co w zawiasach trzeszczyYamaha nie ustawała w pracach nad sztywnym wahaczem aluminiowym, dostosowując jego kształt do wskazań wykresu występujących w nim naprężeń (tu w modelu FZR 1000 Exup): mały przekrój przy tylnej osi, duży w przedniej części, przy amortyzatorze.  
wahacz spawany z odlewów i elementów tłoczonych z blachy
 Inne Technika - co w zawiasach trzeszczyTanie odlewy i sztywne profile zamknięte umożliwiają wielkoseryjną produkcję wahacza np. do Hondy CBR 1000 RR. Ten ostry przecinak właśnie takiego potrzebuje. Większą sztywność przy tak niskiej masie i tak niskich kosztach produkcji trudno sobie wyobrazić.
wahacz odlewany w całości
 Inne Technika - co w zawiasach trzeszczyTo rozwiązanie ma co najmniej jedną ogromną zaletę: koszty produkcji są naprawdę niskie. Odlewany wahacz (ma go np. BMW F 800 R) musi być obrabiany tylko w gniazdach mocowania łożysk i osadzenia osi koła. Spawanie jest zbyteczne. Wyjątkiem są wytrzymałe aluminiowe konstrukcje z dużym mimośrodowym mocowaniem osi tylnego koła, np. w Ducati.


zobacz galerię

Komentarze

 
 

Wypełnij to pole:

  • avatar
    zgłoś
    Zawieszenia nie mają lekkiego życia! Np. podczas wheelie wykonanego na obciążonym na maksa sprzęcie na wahacz działają trudne do wyobrażenia siły.
    Zobacz artykuł
    ~Motocykl Online, 2013-07-02 04:11:56
ZOBACZ RÓWNIEŻ Zamknij