Торсионная подвеска мотоцикла – Торсионная подвеска автомобиля. Особенности использования и ремонта.

Содержание

Резиновая торсионная подвеска на мотоцикле

М-61М-61

Один из наиболее актуальных пробелов, стоящих перед создателями новых мотоциклов, — совершенствование подвесок. Конструкция их о значительной мере предопределяет и комфортабельность мотоцикла, и его надежность. За последнее время все более широкое применение о качестве упругого элемента подвески на автомобилях и мотоциклах находит резина. Известны различные конструктивные варианты резиновых подвесок. Одни из них работают на растяжение, другие — на сжатие, третьи — на концентрическое кручение, четвертые — на сложные комбинированные нагрузки. Но наибольшее распространение нашла торсионная подвеска, работающая на круговой сдвиг.

Ural с резиновой торционной подвескойUral с резиновой торционной подвеской

Экспериментальный ирбитский мотоцикл с резиновой торсионной подвеской М-61

Примером такой конструкции может служить независимая подвеска колеса одного из английских микролитражных автомобилей. Резиновый элемент ее, как это видно на рис. 1, состоит из внутреннего стального вала (сечение А —А), резинового кольцевого слоя и наружной разрезной стальной обоймы. Такой резиновый торсион крепится к раме болтами; при этом обе наружные половины обоймы стягиваются, несколько сжимая резиновый слой. Проведенные исследования показали, что это обеспечивает более выгодные условия работы резины и повышение долговечности подвески. Подрессоривание колеса осуществляется в этом случае за счет поворота внутреннего вала относительно обоймы.

Рычажная подвеска заднего колеса ирбитского мотоцикла с резиновым торсионом

Рычажная подвеска заднего колеса ирбитского мотоцикла с резиновым торсионом

Рис. 1. Подвеска колеса, работающая на круговой сдвиг

Какие же достоинства имеет резиновая торсионная подвеска? Она упрощает конструкцию и уменьшает неподрессоренные массы, ибо резиновый элемент совмещает сразу две функции: направляющего устройства и упругого элемента, чего нет в других типах подвесок. Резина обладает значительным внутренним трением, что способствует гашению колебаний и позволяет ставить более слабые, простые по конструкции амортизаторы, а в ряде случаев вообще отказаться от них. Новая подвеска обладает высокой удельной энергоемкостью. обеспечивающей малый вес упругого элемента (это объясняется способностью резины значительно деформироваться), она весьма долговечна, не чувствительна к воздействию воды, грязи, пыли и совершенно не требует ухода в процессе эксплуатации. Первые опыты по применению таких подвесок в конструкции мотоцикла проведены на Ирбитском мотоцинлетном заводе.

33

Рис. 2. Рычажная подвеска заднего колеса ирбитского мотоцикла с резиновым торсионом

На базе узлов и агрегатов М-61 был спроектирован и изготовлен опытный мотоцикл с рычажной подвеской заднего колеса, в которой в качестве упругого элемента применен резиновый торсион (рис. 2). Последний состоит из внутренней трубы 3 и двух штампованных накладок 2. Резиновый слой вулканизируется с одной стороны к внутренней поверхности накладок, а с другой — к наружной поверхности трубы 3. После запрессовки готового торсиона в раму наружные накладки торсиона упираются своими краями в два выступа, выполненные по всей длине внутренней поверхности трубы 1, что препятствует проворачиванию. Штампованные рычаги подвески 4 и 5 — съемные и расположены снаружи рамы, что- упростило конструкцию деталей подвески и рамы. Для гашения колебаний установлены гидравлические гасители 6. Испытания полностью подтвердили все преимущества резиновой подвески, о которых говорилось выше. Общий пробег машины составил 45000 км, причем, как правило, испытания проводились во время осенней и весенней распутицы. Несмотря на это, задняя подвеска не требовала ухода и практически не имела износа. Проверялась также возможность работы подвески без гидравлических гасителей (амортизаторы снимались с мотоцикла). Резиновый торсион достаточно эффективно гасил колебания на обычных проселочных и булыжных дорогах. Опытный мотоцикл с отключенными амортизаторами оказался значительно комфортабельнее серийного М-61, который одновременно проверялся на тех же дорожных участках. Конечно, у резиновых подвесок есть свои недостатки. Под действием продолжительной переменной нагрузки резиновый торсион имеет склонность к небольшой осадке (остаточной деформации). Поэтому в ряде зарубежных конструкций предусматривается специальное устройство, позволяющее регулировать положение рычагов подвески в процессе эксплуатации. Однако у резинового торсиона опытного ирбитского мотоцикла осадки во время испытаний не наблюдалось. Что же касается повышенной чувствительности резиновых подвесок к воздействию масла и бензина, то и она может быть существенно уменьшена путем конструктивных мероприятий, усовершенствования технологии производства и изменения рецептуры резины.

Автор А. ХАЛТУРИН, инженер-конструктор, нештатный корреспондент журнала «За рулем» на Ирбитском мотоциклетном заводе. — 1962 — N09 — P23

 

 

Каталог мотоциклов характеристики цена фото

Новая подвеска мотоцикла

 

Одна из наиболее актуальных пробелом, стоящих перед создателями новых мотоциклов, — совершенствование подвесок. Конструкция их о значительной мере предопределяет и комфортабельность мотоцикла, и его надежность. За последнее время все более широкое применение о качестве упругого элемента подвески на автомобилях и мотоциклах находит резина. Известны различные конструктивные варианты резиновых подвесок. Одни из них работают на растяжение, другие — на сжатие, третьи — на концентрическое кручение, четвертые — на сложные комбинированные нагрузки. Но наибольшее распространение нашла торсионная подвеска, работающая на круговой сдвиг.

 

Экспериментальный ирбитский мотоцикл с резиновой торсионной подвеской

 

Примером такой конструкции может служить независимая подвеска колеса одного из английских микролитражных автомобилей. Резиновый элемент ее, как это видно на рис. 1, состоит из внутреннего стального вала (сечение А —А), резинового кольцевого слоя и наружной разрезной стальной обоймы. Такой резиновый торсион крепится к раме болтами; при этом обе наружные половины обоймы стягиваются, несколько сжимая резиновый слой. Проведенные исследования показали, что это обеспечивает более выгодные условия работы резины и повышение долговечности подвески. Подрессоривание колеса осуществляется в этом случае за счет поворота внутреннего вала относительно обоймы.

 

Рис. 1. Подвеска колеса, работающая на круговой сдвиг

 

Какие же достоинства имеет резиновая торсионная подвеска? Она упрощает конструкцию и уменьшает неподрессоренные массы, ибо резиновый элемент совмещает сразу две функции: направляющего устройства и упругого элемента, чего нет в других типах подвесок. Резина обладает значительным внутренним трением, что способствует гашению колебаний и позволяет ставить более слабые, простые по конструкции амортизаторы, а в ряде случаев вообще отказаться от них. Новая подвеска обладает высокой удельной энергоемкостью. обеспечивающей малый вес упругого элемента (это объясняется способностью резины значительно деформироваться), она весьма долговечна, не чувствительна к воздействию воды, грязи, пыли и совершенно не требует ухода в процессе эксплуатации.

Первые опыты по применению таких подвесок в конструкции мотоцикла проведены на Ирбитском мотоцинлетном заводе.

 

Рис. 2.Рычажная подвеска заднего колеса ирбитского мотоцикла с резиновым торсионом

 

На базе узлов и агрегатов М-61 был спроектирован и изготовлен опытный мотоцикл с рычажной подвеской заднего колеса, в которой в качестве упругого элемента применен резиновый торсион (рис. 2). Последний состоит из внутренней трубы 3 и двух штампованных накладок 2. Резиновый слой вулканизируется с одной стороны к внутренней поверхности накладок, а с другой — к наружной поверхности трубы 3. После запрессовки готового торсиона в раму наружные накладки торсиона упираются своими краями в два выступа, выполненные по всей длине внутренней поверхности трубы 1, что препятствует проворачиванию.

Штампованные рычаги подвески 4 и 5 — съемные и расположены снаружи рамы, что- упростило конструкцию деталей подвески и рамы. Для гашения колебаний установлены гидравлические гасители 6.

Испытания полностью подтвердили все преимущества резиновой подвески, о которых говорилось выше.

Общий пробег машины составил 45000 км, причем, как правило, испытания проводились во время осенней и весенней распутицы. Несмотря на это, задняя подвеска не требовала ухода и практически не имела износа.

Проверялась также возможность работы подвески без гидравлических гасителей (амортизаторы снимались с мотоцикла). Резиновый торсион достаточно эффективно гасил колебания на обычных проселочных и булыжных дорогах. Опытный мотоцикл с отключенными амортизаторами оказался значительно комфортабельнее серийного М-61, который одновременно проверялся на тех же дорожных участках.

Конечно, у резиновых подвесок есть свои недостатки. Под действием продолжительной переменной нагрузки резиновый торсион имеет склонность к небольшой осадке (остаточной деформации). Поэтому в ряде зарубежных конструкций предусматривается специальное устройство, позволяющее регулировать положение рычагов подвески в процессе эксплуатации. Однако у резинового торсиона опытного ирбитского мотоцикла осадки во время испытаний не наблюдалось. Что же касается повышенной чувствительности резиновых подвесок к воздействию масла и бензина, то и она может быть существенно уменьшена путем конструктивных мероприятий, усовершенствования технологии производства и изменения рецептуры резины.

А. ХАЛТУРИН, инженер-конструктор,
нештатный корреспондент журнала «За рулем» на Ирбитском мотоциклетном заводе.

1962N09P23

Немного истории: эволюция задней подвески на мотоцикле

Задняя подвескаЗадняя подвеска

Больше ста лет понадобилось для рождения и развития задней подвески на мотоциклах. Ведь изначально мотоциклы были вообще без задней подвески, но об этом дальше в статье.

Все это происходило от полного отрицания идеи подрессоривания заднего колеса — к сложнейшим системам подвески, настраиваемым прямо на ходу. Получается целая история развития данного, практически незаменимого, элемента байка, которую и поведаем:

Если необходимость подрессоривать переднее колесо создатели первых мотоциклов осознали уже в начале XX века, то системы задней подвески стали общепринятыми спустя… еще полвека! Их главным врагом оказалось стойкое предубеждение: мягкая задняя подвеска ухудшает управляемость мотоцикла. Опасения возникли не на голом месте. В те времена конструкторы стремились использовать трубы потоньше, шарниры похлипче (даже для 500-кубового мотоцикла нормальной считалась масса около 100 кг) — и заднее колесо порой гуляло само по себе. Другая неприятность в том, что при ходе заднего колеса изменяется натяжение цепи (поскольку оси качания маятника и ведущей звездочки очень трудно совместить(см. ниже.)), да и качество сталей 100 лет назад было очень низким, так что при резком натяжении цепи попросту рвались. Привод валом и вовсе вызывал головную боль: мягкая задняя подвеска требовала карданных шарниров, а иногда и устройства для изменения длины вала. Поэтому в начале XX века предпочитали подрессоривать… седло. Неприглядные пружинки, пришедшие из велосипедного обихода, уступили место громоздковатым конструкциям с рычагами и цилиндрическими пружинами. Способ казался простым и эффективным и его пользовали долго-долго. Скажем, консервативный Харлей на своих тяжелых мотоциклах от пружин в седле перешел на маятниковую подвеску лишь когда, когда это сделали все в мировом мотопроме — в конце 50-х.

немецкий мотоцикл NSU 1918 ujlнемецкий мотоцикл NSU 1918 ujl

Эксперименты, впрочем, велись еще до начала первой мировой войны. А в 1913 году одновременно начали производство мотоциклов с «подрессоренным хвостом» две крупные компании — немецкая NSU и американский Indian. Немцы применили схему, которую позднее назовут cantilever (в дословном переводе «косой рычаг»: треугольный (если смотреть сбоку) маятник, своей верхней вершиной опирающийся на расположенные под седлом пружины. У американцев же — простой маятник, а от оси колеса идут вертикальные стойки, соединенные вверху с листовыми рессорами.

BylbfyBylbfy

Рессорная маятниковая подвеска, Indian Powerplus1914 года

Любопытно, что вскоре, в начале 20-х, обе компании отвергли свои новшества и вернулись к «жесткому» варианту.

Безымянный111Безымянный111

 Вrough Superior Вlаск Аlрinе 1935 года с подвеской типа  cantilever (пружина — под седлом).

Но их идеи подхватили англичане: варианты системы cantilever появились на «британцах» 20-30 годов Вrough Superior, Маtchless и HRD-Vinsent. А рессорную подвеску использовал Гранвилл Брадшо на своем знаменитом оппозите AВC.
Англичане не только развивали заимствованные у других решения, но и генерировали собственные. Компания ОЕС на заказ устанавливала на свои мотоциклы заднюю подвеску, в которой маятник соединен с пружиной, спрятанной в вер-тикальный кожух. Инженеры Соventry предложили заднюю подвеску на манер автомобильных той поры — по- луэллиптические рессоры с креплением оси колеса в средней части.

Схема подвески Moto Guzzi GTСхема подвески Moto Guzzi GTСхема подвески Moto Guzzi GT
Не отставали по части изобретательности итальянцы. В январе 1928 года дебютировал Моto Guzzi  GТ с оригинальной задней подвеской: треугольный маятник, соединенный верхней вершиной с рамой, нижним углом через длинные тяги воздействовал на расположенный под двигателем пакет цилиндрических пружин. В том же году Джузеппе Гуцци (брат основателя и главного конструктора компании) на такой машине проехал из Италии до самой северной точки Европы — мыса Нордкап в Норвегии, чем доказал, что индекс GТ (от Gran Turismo) присвоен мотоциклу не зря.

44

Другой «итальянец» — компания Gilerа избрала в 30-е годы свою систему подрессоривания: маятник соединен с промежуточным рычагом, воздействующим на горизонтальные пружины растяжения.

33

Задняя подвеска мотоцикла  Аlteа  образца 1939 года 

Инженер Альберико Селлинг на мотоцикле Аlteа использовал систему с одной пружинной стойкой, соединенной с маятником вблизи оси качания.

22150-кубовый ОEC 1935 года с подвеской объединяющей маятник и свечу.
Как видим, разнобой жуткий! Это свидетельствует о том, что ни одна система не удовлетворяла ни конструкторов мотоциклов, ни самих ездоков. И лишь в самом конце 30-х годов все, словно сговорившись, сошлись на общем варианте: свечная задняя подвеска, объединенная с гидравлическими амортизаторами. В такой схеме нет привычного маятника: ось колеса крепится к пружинным стойкам, зафиксированным на раме.

Coventry Eagle Pullman 1937 года с задней подвеской на полуэллилтических рессорахCoventry Eagle Pullman 1937 года с задней подвеской на полуэллилтических рессорахCoventry Eagle Pullman 1937 года с задней подвеской на полуэллилтических рессорах

Видать, такая унификация подтолкнула промышленников Великобритании и континентальной Европы предлагать свечную подвеску поначалу лишь как вариант оснащения — за доплату (только ВМW с 1938 года использовал ее в «стандарте»). Но звездный час «свечи» наступил уже после второй мировой войны: в конце 40-х и начале 50-х едва ли не все компании мира перешли на этот вариант. Оказалось, ненадолго: обнаружился целый букет недостатков. Во-первых, быстрый износ элементов «свечи» при малейшей неточности сборки. Во-вторых, в силу компоновочных особенностей — небольшой ход колеса. И самое прискорбное; поскольку колесо совершает колебания по вертикали, а не по радиусу, как в маятниковой подвеске, то значительно изменяется натяжение приводной цепи.

Гоночный Velocette KTT с «.классической- маятниковой подвеской с двумя амортизаторами.Гоночный Velocette KTT с «.классической- маятниковой подвеской с двумя амортизаторами.Гоночный Velocette KTT с «классической» маятниковой подвеской с двумя амортизаторами.

«Классикой» стал совсем другой вариант — маятниковая подвеска с двумя пружинно-гидравлическими амортизаторами. Дебютировало это устройство в 1936 году на английских гоночных Velocetie (любопытно: роль пружин поначалу выполнял сжатый воздух). Но широкое распространение он получил уже в начале 50-х годов — после того, как производители мотоциклов нехотя отказались от свечных подвесок.

Vespa Vespa SVespa Vespa SЭто уже современный вариант в которой в качестве маятника задняя подвеска, который применил Коррадино Д’Асканио первый раз в 1946 году.
Инженер из Piaggio Коррадино Д’Асканио предложил интереснейший вариант: использовать в качестве маятника задней подвески… силовой агрегат. В спроектированном им в 1946 году мотороллере Vespa заднее колесо надевали прямо на выходной вал коробки передач. Каково! Наблюдатели были не в восторге от подобного радикализма, но сама по себе идея -объединение двигателя и кожуха главной передачи в единый качающийся блок — всем понравилась. Настолько, что мы до сих пор обнаружим подобную схему практически во всех скутерах и многих мопедах.

подвескаподвескаНельзя сказать, что «классическая» маятниковая подвеска заняла свои позиции без боя. Например, торсионные подвески (в которых роль пружинящего элемента исполнял скручивающийся стальной стержень-торсион) применяли на итальянских Gilera и MV Agusra, а на легкой мототехнике вместо пружин часто использовали резиновые блоки. Но уже к началу 60-х все варианты вытеснил единый «стандарт» — маятниковая подвеска с двумя пружинно-гидравлическими стойками (а на дешевых машинах — просто пружины, без гидравлики).
Понятно, что этим война за развитие задней подвески не закончилась, но до нашего времени стандарт дошел. Хоть сейчас изменений в нем хватает. Но это уже другая история.

Некоторые кастомайзеры, в своих проектах возвращаются к «старинке» бывает!

P.S : Когда заднее колесо ходит вверх-вниз вместе с рычагами подвески, неизбежно меняется натяжение приводной цепи. Происходит это из-за несовпадения осей качания маятника и ведущей звездочки главной передачи; механику процесса наглядно иллюстрирует рисунок.

БезыБезы

Изменение натяжения цепи при ходе колеса: 1 — заднее колесо; 2 — ось качания маятника: 3 — ось ведущей звездочки: а — расстояние между осями качания маятника и ведущей звездочки; б — длина маятника: в — расстояние между осями звездочек главной передачи при максимальном отклонении колеса: а+б>в.

Поэтому приходится вводить намеренное провисание цепи в среднем положении рычага — иначе она просто порвется при ходе подвески. А как исключить проблему? Здесь два пути: либо использовать блок силовой агрегат-трансмиссия в качестве рычага подвески (вот почему это решение до сих пор так популярно на скутерах), либо совмещать оси. Что довольно сложно по компоновочным соображениям. Например, английский изобретатель Гранвилл Брадшо на мотоцикле ЛВС «разрезал» раму, отказавшись от цельной оси маятника, и расположил в разъеме ведущую звездочку. Излишне говорить, что на жесткости ходовой части такое решение отразилось не лучшим образом.
Любопытный вариант предложил в начале 80-х годов Хорст Лайтнер (как и Арнольд Шварценеггер, он родился в Австрии, а обосновался в Калифорнии). Запатентованная им система называлась Anti-Tension Kettenantneb (в переводе с жуткого немецко-английского это означает «цепной привод без натяжения»). Ее изюминка в том, что к маятнику в точке его крепления к раме присоединяется крестовина с промежуточными блоками натяжения цепи. Лайтнер даже основал компанию по производству спортивных мотоциклов АТК (аббревиатура названия изобретения). Но последователей у Хорста так и не нашлось — сложно!

Виды подвесок мотоциклов. | Путешествия на мотоцикле и не только

Здравствуйте.

Наткнулся в англоязычном Интернете на прекрасную статью по подвескам мотоциклов, выкладываю ее перевод, поскольку информация изложена просто, понятно и достаточно полно. Статья почти научно-популярная, крутым теоретикам читать не советую, но тем, кто хочет разобраться в видах подвесок мотоциклов, не вникая глубоко в детали, она будет очень кстати. Фактически, собрана самая полезная для простого пользователя информация.

геометрия мотоцикла

Да, и для владельцев мотоциклов BMW эта статья будет иметь отдельный интерес, поскольку в ней целый параграф посвящен видам подвесок мотоциклов этой марки.

Предыстория.

Варианты подвесок мотоциклов настолько же разнообразны, как и у автомобилей. Конечно, на мотоцикле всего два колеса, но это и заставляет инженеров уделять подвескам более пристальное внимание. Самым распространенным вариантом задней подвески мотоцикла является маятник с двумя амортизаторами или маятник с одним амортизатором (моноамортизатором). Самым распространенным вариантом передней подвески является телескопическая вилка. Хотя, как ни странно, до сих пор распространены мотоциклы в стиле круизер, вообще не имеющие задней подвески — так называемый «хардтейл» («сухая рама» или»сухарь»). В этом случае ось заднего колеса проходит через раму. Это своеобразная дань истории, ведь вплоть до 20-х годов прошлого века единственное, что находилось между дорогой и задницей ездока были пружины под седлом и давление в шинах.

В двух словах о геометрии мотоцикла.

Прежде чем вы окунетесь в мрачный мир технических терминов, изложенных в данной статье, нелишним было бы уяснить базовую логику работы подвески любого мотоцикла. Следующая иллюстрация отображает основные термины, с которыми вам придется столкнуться.

геометрия мотоцикла

Steering Axis — ось управления;
Rake Angle — «рейк», угол наклона вилки;
Trail — «трейл», расстояние на земле между осью колеса и линией, продленной от оси рулевой колонки;
Wheelbase — колесная база, расстояние между осями переднего и заднего колес мотоцикла.

На спортбайках небольшой рейк, из за которого трейл также не велик. Маленький трейл дает меньше устойчивости и стабильности, но зато позволяет сделать мотоцикл более легкоуправляемым и маневренным. Напротив, чопперы, круизеры и кастомы имеют большой рейк. Больше рейк — больше трейл, что делает такие мотоциклы стабильными и устойчивыми на прямой, но зато они тяжело рулятся.
Обычно на мотоциклах рейк колеблется в промежутке 5 градусов. К примеру, спортбайк Yamaha R1 имеет угол наклона вилки в 24 градуса, тогда как у круизера BMW K1200LT он составляет 26,8 градусов.

Клевки при торможении.

Одним из недостатков телескопических вилок является их тенденция сжиманию при торможении, что приводит к тому, что мотоцикл «клюет носом». Такие клевки больше всего зависят от геометрии конкретного мотоцикла. При торможении вы замедляете движение мотоцикла вперед. Сила инерции куда-то девается, и этим «где-то» и является передняя вилка.
геометрия мотоциклаПоскольку телескопическая вилка находится под углом к вертикальной оси мотоцикла и под углом к вектору силы, толкающей мотоцикл вперед, часть этой силы сжимает подвеску.
Вспомним школьный курс физики. Усилие, передаваемое под углом, равно основному усилию, умноженному на косинус угла. Помните, что угол рейка рассчитывается от вертикальной оси? Поэтому-то угол, о котором мы говорим, фактически равен разнице между 90° и углом рейка, то есть, является дополнительным углом к рейку. А поскольку синус и косинус являются являются взаимно обратными функциями, косинус рейка будет равняться синусу дополнительного угла. Так что для рейка в 25° градусов мы можем использовать как синус дополнительного угла (65°), так и синус рейка.

геометрия мотоциклаПосмотрите на рисунок справа и представьте, что рейк нашего мотоцикла равен 25°. Тогда сила, которая воздействует на переднюю вилку мотоцикла, будет равна силе торможения (breaking force) умножить на синус угла рейка. Для наглядности возьмем до смешного малую силу торможения в 1 ньютон. Тогда наш расчет быдет выглядеть следующим образом: 1*sin(25)=0,4226 или 42,26%. То есть, 42 % от силы торможения распределяется на вилку и давит на пружины и масло.
А теперь подставим реальные цифры. Представим, что ваш вес равен 100 кг., а мотоцикл весит 165 кг. Сила торможения = масса*ускорение. Нажав на тормоз, вы легко можете достигнуть замедления в 1G, то есть, в 9 м/с?. В этом случае сила торможения: 265 кг *9  м/с?= 2385 ньютонов. Если 42% от этой силы давят на пружины и масло мотоцикла, вилке приходится справляться с усилием около 1000 ньютонов, что равняется 100 кг. веса. Как будто вы перенесли на вилку мотоцикла весь вес своего тела — вот почему мы чувствуем клевок.

Первый выстрел в войне с клевками произвел концерн Honda, когда в 1969 году инженерами этой компании была разработана система TRAC («Torque Reactive Anti-Dive Control»), но использовалась она в конструкции единичных мотоциклов вплоть до 80-х годов прошлого века. В те времена гидравлика передней вилки мотоцикла находилась во взаимодействии с гидравликой тормозов и больше всего запомнилась по Kawasaki GPZ900R, антиклевковая система которого была названа AVDS («Automatic Variable Damping System» — «Автоматически Изменяемая Система Демпфирования»). 

геометрия мотоцикла

AVDS состояла из дополнительного гидравлического цилиндра, расположенного внизу каждого из перьев вилки и соединенного с суппортами. Идея заключалась в том, чтобы использовать давление тормозной жидкости, возникающее в суппортах, для того, чтобы через плунжер закрыть клапан, перекрывающий проход вилочному маслу, и тем самым увеличить жесткость вилки. Более жесткая подвеска уменьшала клевки.

Звучало неплохо, но многие невзлюбили эту систему за одну особенность поведения мотоцикла на плохих дорогах. При торможении на разбитой дороге поездка на мотоцикле больше напоминала падение с лестницы, поскольку все неровности дороги через жесткую вилку передавались на раму мотоцикла и, конечно же, на ездока. Также это создавало повышенную нагрузку на сальники вилки мотоцикла, что приводило к необходимости их частой замены. С тех пор эти детские болезни были устранены, а наработки тех лет зачастую используются в конструкции вилок современных мотоциклов.

TRAC.

Хондовская система TRAC несколько отличалась от AVDS Кавасаки. По мнению Honda, гидравлические системы имеют два основных недостатка. Во-первых, дополнительная гидравлическая магистраль давала эффект «ватности» тормозов. Во-вторых, такие системы взаимозависимы друг от друга. Поэтому инженеры Honda решили, что их система должна приводиться в действие через поворот самого тормозного суппорта. Это делало систему абсолютно независимой от тормозного контура. Тормозные суппорта не был жестко закреплены на перьях, а находились на подвижных скобах. При нажатии на тормоз сила трения, возникающая между тормозными колодками и тормозными дисками, сдвигала суппорта, суппорт давил на клапан антиклевковой системы, установленный непосредственно в перья мотоцикла. Примерно таким же образом работали системы Yamaha и Suzuki, но Хондовская система выгодно отличалась от конкурентов тем, что сносно работала на разбитых дорогах. Все дело в том, что клапан системы TRAC был плавающим и удерживался на своем месте при помощи пружины. Таким образом, при наезде на кочку, масло успевало заполнить пространство за клапаном, что фактически отключало систему. Умно, да?

Рулевые демпферы.

Как уже было сказано, при небольших значениях рейка вилки, мотоцикл легко и быстро рулится, но страдает отсутствием стабильности на малых скоростях. Это не является большой проблемой на спортбайках, которые требуют точного управления, и при этом передвигаются довольно быстро. Проблемы начинаются, когда вы наезжаете на достаточно большую кочку. Вилка мотоцикла сжимается, колесная база уменьшается, мотоцикл теряет стабильность, переднее колесо пляшет из стороны в сторону. И так до того момента, как вилка не разожмется, и колесная база не вернется к своей первоначальной длине.

Рулевой демпфер мотоцикла с креплением к раме

Как только это происходит, гироскопический эффект, возникающий на переднем колесе, заставляет мотоцикл «мотать головой». Гироскопический эффект заставляет переднее колесо мотоцикла болтаться из стороны в сторону. В ряде случаев руль болтается так сильно, что задевает грипсами бензобак мотоцикла. Обычно все это заканчивается хайсайдом, когда мотоцикл выбрасывает ездока вперед, через себя.

Продольный рулевой демпфер мотоцикла

В свое время такое поведение мотоцикла послужила причиной для отзыва партии Suzuki TL 1000S по окончании пары недель после того, как они попали на витрины мотосалонов. И эта же причина заставила инженеров заняться разработкой рулевых демпферов для мотоциклов.
Рулевой демпфер — отличная вещь для использования на треке и если вы не до конца доверяете своему мотоциклу. Всего существует два основных вида рулевых демпферов: линейный и роторные. Линейные демпферы представляют из себя гидравлический цилиндр и шток с поршнем, онда из сторон крепится к рулю мотоцикла, другая — к раме. Такие демпферы по своему внешнему виду походи на амортизаторы и не включаются в работу при нормальной езде, но, как только начинается расколбас, демпфер принимает на себя большую часть нагрузки.

Роторный рулевой демпфер мотоцикла.

Также встречаются роторные рулевые демпферы. Они крепятся на рулевую колонку мотоцикла над подшипником и работают за счет увеличения силы сопротивления рулевой колонки резким движениям влево-вправо. Сопротивление достигается гидравликой демпфера. Просто попробуйте ударить кулаком по одной из ручек руля при установленном рулевом демпфере — и поймете принцип его работы.

Подвеска мотоцикла — передняя вилка.

Конструктивно телескопические вилки современных мотоциклов являются эволюцией рычажной вилки — так называемой вилки «Гирдер». Гирдер был одной из первых попыток улучшить контроль над вилкой мотоцикла, но он имел один серьезный минус: при наезде на кочку колесная база мотоцикла уменьшалась, что приводило к потере стабильности. Этот недостаток преследует различные конструкции передних подвесок мотоциклов и сейчас, поэтому у вас есть шанс поймать расколбас даже на современном мотоцикле. Вскоре появится статья по передним подвескам, а пока переходим к задним.

Задняя подвеска мотоцикла.

Два амортизатора, обычный маятник.

Роторный рулевой демпфер мотоцикла.

Вариант подвески мотоцикла, который стал классическим. Н-образный маятник, прикрепленный одним концом к раме мотоцикла, амортизаторы с пружинами крепятся напрямую к маятнику. Это все, на что вы могли рассчитывать при покупке практически любого мотоцикла в течение долгих лет его эволюции. Этот вид подвески стал оттесняться другими видами только в 80-х годах, когда стали доступны высокопрочные материалы, позволившие перейти к другой геометрии задней подвески. Но этот немного устаревший дизайн до сих пор встречается на многих современных мотоциклах. Минусом такой подвески является ее гибкость при экстремальной езде. Этот недостаток может быть устранен только увеличением жесткости всей конструкции, следовательно, увеличением неподрессоренной массы, мешающей полноценной работе подвески.

Моноамортизатор, старая конструкция, обычный маятник.

Первая система подвески с моноамортизатором появилась на гоночных мотоциклах в 1977 году. Вообще-то в качестве экспериментов такой вид подвески то возникал, то пропадал аж с 1930-х годов, но в массовое производство пошел только в начале 1980-х.

Роторный рулевой демпфер мотоцикла.

Авторство самого термина «моноамортизатор» принадлежит Ямахе (Хонда, к примеру, использовала термин «Про Линк»). Основное преимущество заключалось в возможности уменьшить вес мотоцикла путем перестройки геометрии задней подвески мотоцикла и устранения одного из амортизаторов. Сам амортизатор по-прежнему крепился напрямую к маятнику, но располагался по центру, почти горизонтально.

Моноамортизатор, новая конструкция, обычный маятник.

Роторный рулевой демпфер мотоцикла.

Новая конструкция задней подвески предусматривала крепление моноамортизатора не напрямую к маятнику, а через систему соединений.

В конструкцию добавилась прогрессия, а сам амортизатор стал располагаться более вертикально, что положительно сказалось на его функциях, а «клетка» сложной конструкции была заменена на обычный Н-образный маятник. Для разработки такой конструкции инженерам понадобилось лишь немного больше сварки и более крепкий материал.

Моноамортизатор, маятник с консольным креплением заднего колеса.

Вершина эволюции задних подвесок мотоциклов на сегодняшний день — это моноамортизатор с консольным маятником. Это суперлегкая и супержесткая конструкция, которая используется, к примеру, на Honda VFR800.

Роторный рулевой демпфер мотоцикла.

Основным преимуществом такой конструкции является возможность быстрой замены заднего колеса мотоцикла. Это преимущество не так заметно, если вы выезжаете на своем мотоцикле покататься только по выходным, но механики гоночных команд Moto-GP оценили экономию времени на эту процедуру. Консольный маятник должен быть изготовлен из высокопрочных материалов и иметь выверенную конструкцию, поскольку вся нагрузка ложится на одно единственное плечо. Если классические маятники должны, в основном выдерживать нагрузки на изгиб, то консольный маятник также должен держать нагрузки на скручивание. Именно поэтому маятники такой конструкции по своей форме достаточно массивные и имеют несколько ребер жесткости.

Один амортизатор или два? Вспенивание масла в амортизаторах.

В старые-добрые времена на всех мотоциклах стояло по два задних амортизатора. В ходе эволюции конструкцию из двух амортизаторов сменил моноамортизатор. Вопрос: почему?

А ответ достаточно прост. В системе из двух амортизаторов они расположены достаточно близко к заднему колесу. Это означает, что поршень внутри амортизатора сдвигается практически на то же расстояние, которое проходит маятник. Крупные кочки заставляют поршень пройти расстояние в 10 сантиметров вверх, а потом вниз, что дает эффект вспенивания масла внутри амортизаторов. Когда масло по своей консистенции начинает напоминать фраппучино, амортизаторы начинают отрабатывать неровности гораздо хуже.

Роторный рулевой демпфер мотоцикла.

Система с моноамортизатором подразумевает крепление прямо у основания маятника. Маятник ходит вверх-вниз на то же расстояние, но поршень амортизатора проходит гораздо меньшее расстояние, чем в случае с парой амортизаторов. А современные системы прогрессий дополнительно смягчают нагрузку на амортизатор. Таким образом, моноамортизатор легче стправляется с крупными кочками и быстрее отрабатывает мелкие. Забегая вперед, хочется отметить, что, читая параграф о подвесках BMW вы поймете, почему крепеж амортизатора на первом Паралевере в последствии сместили к самому основанию маятника — именно потому, что первоначальная конструкция с креплением у заднего колеса не давала никаких преимуществ перед такой же конструкцией подвески с двумя амортизаторами.

Вклад в BMW  в разработку конструкций подвесок мотоциклов.

BMW — сумрачные тевтонские гении. Непрекращающиеся военные конфликты и гражданские нужды всю историю требовали от этой компании инженерного совершенства и новаторских конструкций. Вклад BMW  в историю развития мотоциклов огромен: это и первый серийный мотоцикл с гидравлической вилкой (1937), и внедрение продольных рычагов маятника (50-е и 60-е), а также комфортабельных длинноходных вилок (1970). Именно поэтому мы посвящаем разработкам BMW целый раздел данной статьи, чтобы освятить разработки, за которые мы должны быть им благодарны.
Может быть не все, но многие владельцы мотоциклов BMW знают, что подвески их мотоциклов имеют достаточно странную и редкую конструкцию. BMW, похоже, никогда не были удовлетворены своим статус-кво. Зачем останавливаться на достигнутом, если можно сделать еще лучше? Если какой-то тип подвески широко используется японцами и расходится в тысячах экземплярах по всему миру, это не всегда означает, что она идеальна. И уж точно ни одна конструкция не бывает идеальной, если глядишь на мир глазами немцев.
BMW широко известна тем, что достигает тех же результатов, что и остальные производители мотоциклов, но совсем другими методами. Хотя, я, немного покатавшись в свое время на мотоцикле BMW  с подвеской-телелевер, долго задавался вопросом, почему такие подвески не ставят на все мотоциклы. Наверное, в глазах спорт-байкеров подвеска марки BMW не означает ничего, кроме лишнего веса. Но важно понимать, что эти подвески кардинально отличаются от подвесок мотоциклов других марок. Они совсем другие. Поэтому начнем по порядку.

Задний монолевер (monolever).

В 1987 году BMW представила тяжелый внедорожник BMW R80GS с подвеской монолевер. Никто даже не заподозрил, насколько революционной стала эта разработка.

Роторный рулевой демпфер мотоцикла.Большинство мотоциклов BMW имеют привод на заднее колесо карданным валом, поэтому конструкция маятника с одной стороны получалась достаточно массивной и тяжелой. BMW превратили недостаток в преимущество, создав подвеску с одним амортизатором, похожую на ямаховский моноамортизатор, но расположенный не по центру, а по оси единственного рычага заднего маятника. Карданный вал располагался внутри рычага маятника, что позволило добиться двух преимуществ: заднее колесо крепилось консольно, что обеспечивало относительную легкость в его обслуживании, а расположение амортизатора позволило справиться с нагрузками на скручивание.

Задний паралевер (paralever), первое поколение.

В 1987 году конструкция монолевера была усовершенствована, выпущены первые мотоциклы модели BMW R100GS, а также спортивные K1 с подвеской паралевер.

Роторный рулевой демпфер мотоцикла.

В целом конструкция паралевера копировала монолевер с добавлением контрольного рычага снизу, прикрепленному на подвижной оси. Геометрия подвески теперь представляла из себя подвижный параллелограмм. Это добавило подвеске поперечной жесткости, ведь теперь она имела почти автомобильную конструкцию — два поперечных рычага. Амортизатор все еще крепился близко к заднему колесу, что не только не решало проблем с вспениванием масла, но и давало дополнительную нагрузку на подрамник.

Задний паралевер, второе поколение.

в 1993 году на мотоциклах BMW R1100GS появился паралевер второго поколения.

Роторный рулевой демпфер мотоцикла.

Основная идея не изменилась, но амортизатор переехал с оси рычага маятника на ось заднего колеса. Теперь он крепился к основанию маятника, больше напоминая ставшие уже классическими системы с моноамортизатором мотоциклов других марок. Также добавились регулировки амортизатора на жесткость и преднатяга пружины. Изменились и материалы: вместо стали начали использовать алюминий, что намного облегчило конструкцию при сохранении жесткости.

Задний паралевер, третье поколение.

Прошло целых 10 лет, а в конструкцию старого паралевера не было внесено ни одного изменения. Но в 2004 году на мотоциклах BMW R1200GS появился паралевер третьего поколения.

Роторный рулевой демпфер мотоцикла.

При общей схожести конструкции, внесено несколько изменений, по сравнению с предшественником. Контрольный рычаг переместился снизу вверх, а редуктор имеет отверстие для снижение веса. Неподрессоренная масса также значительно снизилась — маятник стал значительно легче. Это не означает, что теперь с ним наперевес получится лезть в любую драку, но с точки зрения инженерии маятник заметно похудел.

Передний телелевер (telelever).

В 1993 году, наряду с вторым поколением паралевера, на мотоциклах BMW R1100GS появилась и другая инновационная система. Это система передней подвески телелевер.

Роторный рулевой демпфер мотоцикла.

Одной из проблем классических телескопических вилок всегда являлась передача вибраций и ударов от неровностей дороги в ручки руля мотоцикла, а через них — в руки ездока. Некоторые считают это плюсом, поскольку это позволяет им «чувствовать дорогу». Другие считают это неизбежным злом и говорят о неизбежном устаревании конструкции телескопической вилки. Поскольку BMW всегда находилась во втором лагере, ими была изобретена подвеска телелевер, разделяющая усилия подвески, связанные с амортизацией неровностей, и усилия, прилагаемые ездоком, чтобы повернуть руль мотоцикла. Телелевер является комбинацией классической телескопической вилки и маятника с моноамортизатором. Телескоп выполняет функции по удерживанию массы мотоцикла и ездока в заданной рамой геометрией, а также обеспечивает управляемость. Рычаг с моноамортизатором же переносит все удары и неровности дороги с ручек руля на раму мотоцикла. Телелевер позволяет инженерам не задумываться об изобретении антиклевковых систем, поскольку не только распределяет удары в раму, но и сглаживает клевки при торможении. Еще одним плюсом является разгрузка подшипника рулевой колонки мотоцикла. Это действительно уникальная разработка.

Передний дуолевер (duolever).

Не имея особенности почивать на лаврах, инженеры BMW уже к 2004 году посчитали телелевер вчерашним днем и представили совершенно новую систему, использованную на турере BMW K1200S. я не уверен, но похоже, что инженеры BMW впали в некое подобие подвесочной нирваны, когда создали мотоцикл, передняя и задняя подвеска которого представляют из себя маятник с моноамортизатором. Роторный рулевой демпфер мотоцикла.

Сам  же дуолевер является продолжением идеи Нормана Хоссака, который изобрел параллелограммную подвеску к мотоциклу Honda XL500 в 1979 году. Затем он модифицировал подобным же образом свой BMW K100RS, после чего попал в поле зрения кого-то из BMW. И на заводе закипела работа. С одной стороны, дуолевер, так же, как и задний паралевер, имеет параллелограммный профиль. С другой стороны, так же, как и в конструкции переднего телелевера, амортизатор не участвует в рулении.

С паралевером сзади и дуолевером спереди езда на K1200S становится совсем не похожа на езду на любом другом мотоцикле. BMW сделала еще один прорыв, в очередной раз разделив публику на обожателей и ненавистников мотоциклов этой марки.

Все.

Поделиться «Виды подвесок мотоциклов.»

Виды подвесок мотоцикла

мотоцикл Yamaha-мотоцикл Yamaha-

Варианты подвесок мотоциклов настолько же разнообразны, как и у автомобилей. Конечно, на мотоцикле всего два колеса, но это и заставляет инженеров уделять подвескам более пристальное внимание. Самым распространенным вариантом задней подвески мотоцикла является маятник с двумя амортизаторами или маятник с одним амортизатором (моноамортизатором). Самым распространенным вариантом передней подвески является телескопическая вилка. Хотя, как ни странно, до сих пор распространены мотоциклы в стиле круизер, вообще не имеющие задней подвески – так называемый “хардтейл” (“сухая рама” или”сухарь”). В этом случае ось заднего колеса проходит через раму. Это своеобразная дань истории, ведь вплоть до 20-х годов прошлого века единственное, что находилось между дорогой и задницей ездока были пружины под седлом и давление в шинах.

В двух словах о геометрии мотоцикла.

Прежде чем вы окунетесь в мрачный мир технических терминов, изложенных в данной статье, нелишним было бы уяснить базовую логику работы подвески любого мотоцикла. Следующая иллюстрация отображает основные термины, с которыми вам придется столкнуться.

bike-geometrybike-geometry

Steering Axis – ось управления;

Rake Angle – “рейк”, угол наклона вилки;

Trail – “трейл”, расстояние на земле между осью колеса и линией, продленной от оси рулевой колонки;

Wheelbase – колесная база, расстояние между осями переднего и заднего колес мотоцикла.

На спортбайках небольшой рейк, из за которого трейл также не велик. Маленький трейл дает меньше устойчивости и стабильности, но зато позволяет сделать мотоцикл более легкоуправляемым и маневренным. Напротив, чопперы, круизеры и кастомы имеют большой рейк. Больше рейк – больше трейл, что делает такие мотоциклы стабильными и устойчивыми на прямой, но зато они тяжело рулятся.
Обычно на мотоциклах рейк колеблется в промежутке 5 градусов. К примеру, спортбайк Yamaha R1 имеет угол наклона вилки в 24 градуса, тогда как у круизера BMW K1200LT он составляет 26,8 градусов.

Клевки при торможении мотоцикла.

Одним из недостатков телескопических вилок является их тенденция сжиманию при торможении, что приводит к тому, что мотоцикл “клюет носом”. Такие клевки больше всего зависят от геометрии конкретного мотоцикла. При торможении вы замедляете движение мотоцикла вперед. Сила инерции куда-то девается, и этим “где-то” и является передняя вилка.

Поскольку телескопическая вилка находится под углом к вертикальной оси мотоцикла и под углом к вектору силы, толкающей мотоцикл вперед, часть этой силы сжимает подвеску.

force1force1

Вспомним школьный курс физики. Усилие, передаваемое под углом, равно основному усилию, умноженному на косинус угла. Помните, что угол рейка рассчитывается от вертикальной оси? Поэтому-то угол, о котором мы говорим, фактически равен разнице между 90° и углом рейка, то есть, является дополнительным углом к рейку. А поскольку синус и косинус являются являются взаимно обратными функциями, косинус рейка будет равняться синусу дополнительного угла. Так что для рейка в 25° градусов мы можем использовать как синус дополнительного угла (65°), так и синус рейка.

Посмотрите на рисунок справа и представьте, что рейк нашего мотоцикла равен 25°. Тогда сила, которая воздействует на переднюю вилку мотоцикла, будет равна силе торможения (breaking force) умножить на синус угла рейка. Для наглядности возьмем до смешного малую силу торможения в 1 ньютон. Тогда наш расчет быдет выглядеть следующим образом: 1*sin(25)=0,4226 или 42,26%. То есть, 42 % от силы торможения распределяется на вилку и давит на пружины и масло.
А теперь подставим реальные цифры. Представим, что ваш вес равен 100 кг., а мотоцикл весит 165 кг. Сила торможения = масса*ускорение. Нажав на тормоз, вы легко можете достигнуть замедления в 1G, то есть, в 9 м/с?. В этом случае сила торможения: 265 кг *9 м/с?= 2385 ньютонов. Если 42% от этой силы давят на пружины и масло мотоцикла, вилке приходится справляться с усилием около 1000 ньютонов, что равняется 100 кг. веса. Как будто вы перенесли на вилку мотоцикла весь вес своего тела – вот почему мы чувствуем клевок.

Первый выстрел в войне с клевками произвел концерн Honda, когда в 1969 году инженерами этой компании была разработана система TRAC (“Torque Reactive Anti-Dive Control”), но использовалась она в конструкции единичных мотоциклов вплоть до 80-х годов прошлого века. В те времена гидравлика передней вилки мотоцикла находилась во взаимодействии с гидравликой тормозов и больше всего запомнилась по Kawasaki GPZ900R, антиклевковая система которого была названа AVDS (“Automatic Variable Damping System” – “Автоматически Изменяемая Система Демпфирования”).

Kawasaki GPZ900RKawasaki GPZ900R

AVDS состояла из дополнительного гидравлического цилиндра, расположенного внизу каждого из перьев вилки и соединенного с суппортами. Идея заключалась в том, чтобы использовать давление тормозной жидкости, возникающее в суппортах, для того, чтобы через плунжер закрыть клапан, перекрывающий проход вилочному маслу, и тем самым увеличить жесткость вилки. Более жесткая подвеска уменьшала клевки.

Звучало неплохо, но многие невзлюбили эту систему за одну особенность поведения мотоцикла на плохих дорогах. При торможении на разбитой дороге поездка на мотоцикле больше напоминала падение с лестницы, поскольку все неровности дороги через жесткую вилку передавались на раму мотоцикла и, конечно же, на ездока. Также это создавало повышенную нагрузку на сальники вилки мотоцикла, что приводило к необходимости их частой замены. С тех пор эти детские болезни были устранены, а наработки тех лет зачастую используются в конструкции вилок современных мотоциклов.

TRAC.

Хондовская система TRAC несколько отличалась от AVDS Кавасаки. По мнению Honda, гидравлические системы имеют два основных недостатка. Во-первых, дополнительная гидравлическая магистраль давала эффект “ватности” тормозов. Во-вторых, такие системы взаимозависимы друг от друга. Поэтому инженеры Honda решили, что их система должна приводиться в действие через поворот самого тормозного суппорта. Это делало систему абсолютно независимой от тормозного контура. Тормозные суппорта не был жестко закреплены на перьях, а находились на подвижных скобах. При нажатии на тормоз сила трения, возникающая между тормозными колодками и тормозными дисками, сдвигала суппорта, суппорт давил на клапан антиклевковой системы, установленный непосредственно в перья мотоцикла. Примерно таким же образом работали системы Yamaha и Suzuki, но Хондовская система выгодно отличалась от конкурентов тем, что сносно работала на разбитых дорогах. Все дело в том, что клапан системы TRAC был плавающим и удерживался на своем месте при помощи пружины. Таким образом, при наезде на кочку, масло успевало заполнить пространство за клапаном, что фактически отключало систему. Умно, да?

Рулевые демпферы мотоцикла.

Как уже было сказано, при небольших значениях рейка вилки, мотоцикл легко и быстро рулится, но страдает отсутствием стабильности на малых скоростях. Это не является большой проблемой на спортбайках, которые требуют точного управления, и при этом передвигаются довольно быстро. Проблемы начинаются, когда вы наезжаете на достаточно большую кочку. Вилка мотоцикла сжимается, колесная база уменьшается, мотоцикл теряет стабильность, переднее колесо пляшет из стороны в сторону. И так до того момента, как вилка не разожмется, и колесная база не вернется к своей первоначальной длине.

steeringdamper_framesteeringdamper_frame

1. 2. рис. — Телескопический(штоковый, линейный) демпфер; 3. Роторный рулевой демпфер.

Как только это происходит, гироскопический эффект, возникающий на переднем колесе, заставляет мотоцикл “мотать головой”. Гироскопический эффект заставляет переднее колесо мотоцикла болтаться из стороны в сторону. В ряде случаев руль болтается так сильно, что задевает грипсами бензобак мотоцикла. Обычно все это заканчивается хайсайдом, когда мотоцикл выбрасывает ездока вперед, через себя.

В свое время такое поведение мотоцикла послужила причиной для отзыва партии Suzuki TL 1000S по окончании пары недель после того, как они попали на витрины мотосалонов. И эта же причина заставила инженеров заняться разработкой рулевых демпферов для мотоциклов.

Рулевой демпфер – отличная вещь для использования на треке и если вы не до конца доверяете своему мотоциклу. Всего существует два основных вида рулевых демпферов: линейный и роторные. Линейные демпферы представляют из себя гидравлический цилиндр и шток с поршнем, онда из сторон крепится к рулю мотоцикла, другая – к раме. Такие демпферы по своему внешнему виду походи на амортизаторы и не включаются в работу при нормальной езде, но, как только начинается расколбас, демпфер принимает на себя большую часть нагрузки.

Подвеска мотоцикла – передняя вилка.

Передняя-вилка-мотоцикла-картриджного-типаПередняя-вилка-мотоцикла-картриджного-типа

Конструктивно телескопические вилки современных мотоциклов являются эволюцией рычажной вилки – так называемой вилки “Гирдер”. Гирдер был одной из первых попыток улучшить контроль над вилкой мотоцикла, но он имел один серьезный минус: при наезде на кочку колесная база мотоцикла уменьшалась, что приводило к потере стабильности. Этот недостаток преследует различные конструкции передних подвесок мотоциклов и сейчас, поэтому у вас есть шанс поймать расколбас даже на современном мотоцикле. Вскоре появится статья по передним подвескам, а пока переходим к задним.

Задняя подвеска мотоцикла.

Два амортизатора, обычный маятник.

bike_rear_doublebike_rear_double

Вариант подвески мотоцикла, который стал классическим. Н-образный маятник, прикрепленный одним концом к раме мотоцикла, амортизаторы с пружинами крепятся напрямую к маятнику. Это все, на что вы могли рассчитывать при покупке практически любого мотоцикла в течение долгих лет его эволюции. Этот вид подвески стал оттесняться другими видами только в 80-х годах, когда стали доступны высокопрочные материалы, позволившие перейти к другой геометрии задней подвески. Но этот немного устаревший дизайн до сих пор встречается на многих современных мотоциклах. Минусом такой подвески является ее гибкость при экстремальной езде. Этот недостаток может быть устранен только увеличением жесткости всей конструкции, следовательно, увеличением неподрессоренной массы, мешающей полноценной работе подвески.

Моноамортизатор, старая конструкция, обычный маятник.

bike_rear_monoshock1bike_rear_monoshock1

Первая система подвески с моноамортизатором появилась на гоночных мотоциклах в 1977 году. Вообще-то в качестве экспериментов такой вид подвески то возникал, то пропадал аж с 1930-х годов, но в массовое производство пошел только в начале 1980-х.

Авторство самого термина “моноамортизатор” принадлежит Ямахе (Хонда, к примеру, использовала термин “Про Линк”). Основное преимущество заключалось в возможности уменьшить вес мотоцикла путем перестройки геометрии задней подвески мотоцикла и устранения одного из амортизаторов. Сам амортизатор по-прежнему крепился напрямую к маятнику, но располагался по центру, почти горизонтально.

Моноамортизатор, новая конструкция, обычный маятник.

bike_rear_monoshock2bike_rear_monoshock2

Новая конструкция задней подвески предусматривала крепление моноамортизатора не напрямую к маятнику, а через систему соединений.

В конструкцию добавилась прогрессия, а сам амортизатор стал располагаться более вертикально, что положительно сказалось на его функциях, а “клетка” сложной конструкции была заменена на обычный Н-образный маятник. Для разработки такой конструкции инженерам понадобилось лишь немного больше сварки и более крепкий материал.

Моноамортизатор, маятник с консольным креплением заднего колеса.

bike_rear_singlesidedbike_rear_singlesided

Вершина эволюции задних подвесок мотоциклов на сегодняшний день – это моноамортизатор с консольным маятником. Это суперлегкая и супержесткая конструкция, которая используется, к примеру, на Honda VFR800.

Основным преимуществом такой конструкции является возможность быстрой замены заднего колеса мотоцикла. Это преимущество не так заметно, если вы выезжаете на своем мотоцикле покататься только по выходным, но механики гоночных команд Moto-GP оценили экономию времени на эту процедуру. Консольный маятник должен быть изготовлен из высокопрочных материалов и иметь выверенную конструкцию, поскольку вся нагрузка ложится на одно единственное плечо. Если классические маятники должны, в основном выдерживать нагрузки на изгиб, то консольный маятник также должен держать нагрузки на скручивание. Именно поэтому маятники такой конструкции по своей форме достаточно массивные и имеют несколько ребер жесткости

Один амортизатор или два на мотоциклах? Вспенивание масла в амортизаторах.

bike_singlevsduobike_singlevsduo

В старые-добрые времена на всех мотоциклах стояло по два задних амортизатора. В ходе эволюции конструкцию из двух амортизаторов сменил моноамортизатор. Вопрос: почему?

А ответ достаточно прост. В системе из двух амортизаторов они расположены достаточно близко к заднему колесу. Это означает, что поршень внутри амортизатора сдвигается практически на то же расстояние, которое проходит маятник. Крупные кочки заставляют поршень пройти расстояние в 10 сантиметров вверх, а потом вниз, что дает эффект вспенивания масла внутри амортизаторов. Когда масло по своей консистенции начинает напоминать фраппучино, амортизаторы начинают отрабатывать неровности гораздо хуже.

Система с моноамортизатором подразумевает крепление прямо у основания маятника. Маятник ходит вверх-вниз на то же расстояние, но поршень амортизатора проходит гораздо меньшее расстояние, чем в случае с парой амортизаторов. А современные системы прогрессий дополнительно смягчают нагрузку на амортизатор. Таким образом, моноамортизатор легче стправляется с крупными кочками и быстрее отрабатывает мелкие. Забегая вперед, хочется отметить, что, читая параграф о подвесках BMW вы поймете, почему крепеж амортизатора на первом Паралевере в последствии сместили к самому основанию маятника – именно потому, что первоначальная конструкция с креплением у заднего колеса не давала никаких преимуществ перед такой же конструкцией подвески с двумя амортизаторами.

Вклад в BMW в разработку конструкций подвесок мотоциклов.

BMW – сумрачные тевтонские гении. Непрекращающиеся военные конфликты и гражданские нужды всю историю требовали от этой компании инженерного совершенства и новаторских конструкций. Вклад BMW в историю развития мотоциклов огромен: это и первый серийный мотоцикл с гидравлической вилкой (1937), и внедрение продольных рычагов маятника (50-е и 60-е), а также комфортабельных длинноходных вилок (1970). Именно поэтому мы посвящаем разработкам BMW целый раздел данной статьи, чтобы освятить разработки, за которые мы должны быть им благодарны.
Может быть не все, но многие владельцы мотоциклов BMW знают, что подвески их мотоциклов имеют достаточно странную и редкую конструкцию. BMW, похоже, никогда не были удовлетворены своим статус-кво. Зачем останавливаться на достигнутом, если можно сделать еще лучше? Если какой-то тип подвески широко используется японцами и расходится в тысячах экземплярах по всему миру, это не всегда означает, что она идеальна. И уж точно ни одна конструкция не бывает идеальной, если глядишь на мир глазами немцев.
BMW широко известна тем, что достигает тех же результатов, что и остальные производители мотоциклов, но совсем другими методами. Хотя, я, немного покатавшись в свое время на мотоцикле BMW с подвеской-телелевер, долго задавался вопросом, почему такие подвески не ставят на все мотоциклы. Наверное, в глазах спорт-байкеров подвеска марки BMW не означает ничего, кроме лишнего веса. Но важно понимать, что эти подвески кардинально отличаются от подвесок мотоциклов других марок. Они совсем другие. Поэтому начнем по порядку.

Задний монолевер (monolever).

bike_bmw_monoleverbike_bmw_monolever

В 1987 году BMW представила тяжелый внедорожник BMW R80GS с подвеской монолевер. Никто даже не заподозрил, насколько революционной стала эта разработка.

Большинство мотоциклов BMW имеют привод на заднее колесо карданным валом, поэтому конструкция маятника с одной стороны получалась достаточно массивной и тяжелой. BMW превратили недостаток в преимущество, создав подвеску с одним амортизатором, похожую на ямаховский моноамортизатор, но расположенный не по центру, а по оси единственного рычага заднего маятника. Карданный вал располагался внутри рычага маятника, что позволило добиться двух преимуществ: заднее колесо крепилось консольно, что обеспечивало относительную легкость в его обслуживании, а расположение амортизатора позволило справиться с нагрузками на скручивание.

Задний паралевер (paralever), первое поколение.

bike_bmw_paralever1bike_bmw_paralever1

В 1987 году конструкция монолевера была усовершенствована, выпущены первые мотоциклы модели BMW R100GS, а также спортивные K1 с подвеской паралевер.

В целом конструкция паралевера копировала монолевер с добавлением контрольного рычага снизу, прикрепленному на подвижной оси. Геометрия подвески теперь представляла из себя подвижный параллелограмм. Это добавило подвеске поперечной жесткости, ведь теперь она имела почти автомобильную конструкцию – два поперечных рычага. Амортизатор все еще крепился близко к заднему колесу, что не только не решало проблем с вспениванием масла, но и давало дополнительную нагрузку на подрамник.

Задний паралевер, второе поколение.

bike_bmw_paralever2bike_bmw_paralever2

в 1993 году на мотоциклах BMW R1100GS появился паралевер второго поколения.

Основная идея не изменилась, но амортизатор переехал с оси рычага маятника на ось заднего колеса. Теперь он крепился к основанию маятника, больше напоминая ставшие уже классическими системы с моноамортизатором мотоциклов других марок. Также добавились регулировки амортизатора на жесткость и преднатяга пружины. Изменились и материалы: вместо стали начали использовать алюминий, что намного облегчило конструкцию при сохранении жесткости.

Задний паралевер, третье поколение.

Прошло целых 10 лет, а в конструкцию старого паралевера не было внесено ни одного изменения. Но в 2004 году на мотоциклах BMW R1200GS появился паралевер третьего поколения.

bike_bmw_paralever3bike_bmw_paralever3

При общей схожести конструкции, внесено несколько изменений, по сравнению с предшественником. Контрольный рычаг переместился снизу вверх, а редуктор имеет отверстие для снижение веса. Неподрессоренная масса также значительно снизилась – маятник стал значительно легче. Это не означает, что теперь с ним наперевес получится лезть в любую драку, но с точки зрения инженерии маятник заметно похудел.

Передний телелевер (telelever).

bike_bmw_teleleverbike_bmw_telelever

В 1993 году, наряду с вторым поколением паралевера, на мотоциклах BMW R1100GS появилась и другая инновационная система. Это система передней подвески телелевер.

Одной из проблем классических телескопических вилок всегда являлась передача вибраций и ударов от неровностей дороги в ручки руля мотоцикла, а через них – в руки ездока. Некоторые считают это плюсом, поскольку это позволяет им “чувствовать дорогу”. Другие считают это неизбежным злом и говорят о неизбежном устаревании конструкции телескопической вилки. Поскольку BMW всегда находилась во втором лагере, ими была изобретена подвеска телелевер, разделяющая усилия подвески, связанные с амортизацией неровностей, и усилия, прилагаемые ездоком, чтобы повернуть руль мотоцикла. Телелевер является комбинацией классической телескопической вилки и маятника с моноамортизатором. Телескоп выполняет функции по удерживанию массы мотоцикла и ездока в заданной рамой геометрией, а также обеспечивает управляемость. Рычаг с моноамортизатором же переносит все удары и неровности дороги с ручек руля на раму мотоцикла. Телелевер позволяет инженерам не задумываться об изобретении антиклевковых систем, поскольку не только распределяет удары в раму, но и сглаживает клевки при торможении. Еще одним плюсом является разгрузка подшипника рулевой колонки мотоцикла. Это действительно уникальная разработка.

Передний дуолевер (duolever).

bike_bmw_duoleverbike_bmw_duolever

Не имея особенности почивать на лаврах, инженеры BMW уже к 2004 году посчитали телелевер вчерашним днем и представили совершенно новую систему, использованную на турере BMW K1200S. я не уверен, но похоже, что инженеры BMW впали в некое подобие подвесочной нирваны, когда создали мотоцикл, передняя и задняя подвеска которого представляют из себя маятник с моноамортизатором.

Сам же дуолевер является продолжением идеи Нормана Хоссака, который изобрел параллелограммную подвеску к мотоциклу Honda XL500 в 1979 году. Затем он модифицировал подобным же образом свой BMW K100RS, после чего попал в поле зрения кого-то из BMW. И на заводе закипела работа. С одной стороны, дуолевер, так же, как и задний паралевер, имеет параллелограммный профиль. С другой стороны, так же, как и в конструкции переднего телелевера, амортизатор не участвует в рулении.

С паралевером сзади и дуолевером спереди езда на K1200S становится совсем не похожа на езду на любом другом мотоцикле. BMW сделала еще один прорыв, в очередной раз разделив публику на обожателей и ненавистников мотоциклов этой марки.

источник mototraveller.ru

Работа подвески Porsche с продольными торсионами

Изначально это была здоровенная тяжеленная статья о подвеске фирмы Porsche с продольными и о ходовых частях бронетехники, на которой она использовалась. По разным причинам оригинал статьи удалён, поэтому я решил вновь опубликовать текст, мало ли кому он пригодится. Я уполовинил статью и оставил только кусок про подвеску.

Текст очень старый, почти музейный. Теперь я бы так тяжело писать постеснялся.

В этой статье подробно рассматривается блокированная подвеска фирмы Porsche K.G. — одна из самых необычных и оригинальных подвесок в истории танкостроения. Из воплощённых в металле проектов она применялась на танках Leopard P (Typ 100), Tiger P (Typ 101) и Tiger P2 (Typ 180), а также на САУ Ferdinand и ранних Jagdtiger. На бумаге остались Typ 181 и ранние варианты сверхтяжёлого танка Maus с блокированной торсионной подвеской. Все они, за исключением Jagdtiger, были спроектированы самой фирмой Porsche K.G.

При испытаниях трофейного Фердинанда в СССР основное внимание уделялось трансмиссии и необычной подвеске. В отчёте отмечалось, что во время испытаний «все элементы ходовой части работали надёжно» и что «для отечественной промышленности представляет интерес тип подвески ходовой части, обеспечивающий надёжную амортизацию такой тяжёлой машины». Во многих книгах по истории бронетехники блокированная подвеска Porsche K.G. характеризуется как удачная, высокоэффективная, ремонтропригодная конструкция. Но возникает справедливый вопрос: почему при всех своих достоинствах эта блокированная подвеска использовалась лишь на нескольких опытных или мелкосерийных танках и САУ самой фирмы Porsche K.G.? Почему она не была скопирована советскими специалистами, знавшими её достоинства и изучившими её устройство? И почему после войны она больше никогда не применялась в танкостроении, став музейным экспонатом? Попробуем разобраться.


Устройство и принцип работы тележки
Каждый узел подвески состоит из балансира, картера, торсиона, резиновой подушки (демпфера) и кулачкового привода закрутки торсиона.


На данной схеме кулак оси первого катка обозначен как Axle radius arm

Балансир шарнирно закреплён на корпусе танка. Один конец балансира жёстко соединён с осью первого катка (обозначения катков, разумеется, условны), на другом конце балансира закреплена резиновая подушка. На оси первого катка установлен качающийся картер, на противоположном конце которого находится ось второго катка. Внутри картера размещены торсион и кулачковый привод закрутки торсиона. Со стороны второго катка торсионный вал шлицевым соединением закреплён в картере, со стороны первого катка — в трубе, поворачивающейся на подшипниках относительно картера. На трубе закреплён кулак, который упирается в кулак, неподвижно закреплённый на оси первого катка.

Подвеска работает следующим образом. Предположим, танка наезжает на неровность и второй каток тележки начинает подниматься. Картер поворачивается на оси первого катка, при этом верх картера упирается в сжимающуюся резиновую подушку. Кулак трубы упирается в неподвижный кулак оси первого катка, поэтому при работе подвески труба начинает поворачиваться относительно качающегося картера, закручивая торсион. При повороте картера на оси первого катка по часовой стрелке ограничителем хода служит выступ на картере, в крайнем положении упирающийся в балансир, при повороте против часовой стрелки — резиновая подушка.

Отметим две важные особенности данной подвески. Во-первых, для амортизации используется не только торсион, но и резиновая подушка, которая также служит ограничителем хода и предохраняет торсионный вал от чрезмерной нагрузки. Во-вторых, оси катков жёстко связаны с картером, поэтому при любом положении картера и балансира относительно корпуса танка расстояние между осями катков в тележке одинаково. Для сравнения, в блокированной по два катка подвеске лёгкого танка Pz.38(t) каждый каток связан с корпусом через свой балансир, поэтому при ходе одного катка второй каток узла подвески может сохранять одно и то же положение относительно корпуса танка, а расстояние между осями катков узла подвески может как увеличиваться, так и уменьшаться. Поэтому применительно к подвеске с продольным расположением торсионов имеет смысл говорить не о динамическом или статическом ходе отдельного катка, а о ходе картера с жёстко закреплёнными на нём катками относительно корпуса.

Оценка конструкции
В отличие от других танковых торсионных подвесок (Pz.III, КВ-1, M26 Pershing), подвеска с продольным расположением торсионов не занимает место внутри корпуса танка. Благодаря этому можно уменьшить высоту корпуса, снизив массу танка и увеличив дорожный просвет. Относительно небольшая масса узлов подвески и их наружное расположение обеспечивают высокую ремонтопригодность. Повреждённые или изношенные тележки можно демонтировать в полевых мастерских без необходимости отправки танка на завод. Хотя узлы подвески находятся снаружи, они прикрыты опорными катками и расположены ниже зоны, подверженной наиболее интенсивному обстрелу.

Подвеска фирмы Porsche K.G. помимо выдающихся достоинств отличается выдающимися недостатками. Опорный каток может совершать значительные ходы вверх-вниз относительно корпуса лишь тогда, когда второй каток тележки будет совершать практически такой же по длине, но обратный по направлению ход. Сопровождающийся амортизирующим эффектом угол поворота картера очень незначительный. Он лимитируется сжимаемостью резиновой подушки и коротким торсионом, который сам по себе не может обеспечить достаточную энергоёмкость и мягкость подвески. После того, как резиновая подушка сожмётся до упора, картер не сможет поворачиваться далее и закручивать торсион, поэтому узел подвески станет работать как жёсткая система, передающая колебания корпусу, а экипаж танка будет испытывать тряску. Вывод из вышесказанного очевиден: подвеска была очень жёсткой.

Слабым местом подвески является недостаточно надёжное крепление резиновой подушки. В случае её срыва торсион разрушается из-за чрезмерной нагрузки, на которую он не рассчитан. Другой несомненный недостаток — сложная конструкция тележки, состоящей из множества деталей. Однако, сложность узлов подвески ещё не означает увеличение цены и трудоёмкости танков с данной подвеской в серийном производстве. Напротив, ходовые части Тигров и Пантер по цене, затратам на металл и трудоёмкости превосходили ходовую часть Фердинандов. Объясняется это просто. Хотя тележки подвески фирмы Porsche K.G. были сложными по конструкции, на весь танк требовалось лишь 6-8 узлов подвески. Конструкция узлов подвесок Тигров и Пантер была проще, но она один танк уходило 16 таких узлов. Для монтирования блокированной подвески на корпусе нужно было закрепить 6-8 балансиров. При монтаже подвесок Тигров и Пантер требовалось высверливать в броне 16 отверстий для балансиров, а затем устанавливать внутри корпуса «частокол» из торсионных валов. Иными словами, если оценивать трудоёмкость процесса сборки от начала и до конца, то становится ясно, что сложность тележек компенсируется простотой монтажа и тем, что на один танк нужно было всего 6-8 узлов подвески.

Подведём итог и составим список достоинств и недостатков подвески фирмы Porsche K.G.:

+ компактность
+ ремонтопригодность
+ относительно малый вес
+ удобство монтажа на танк

— жёсткость
— малые ходы катков
— сложность конструкции тележек
— недостаточно надёжное крепление резиновой подушки

Теперь мы можем ответить на вопросы, поставленные в предисловии. На танках Typ 100, Typ 101, Typ 180 и САУ Ferdinand использовалась схема с двумя двигателями внутреннего сгорания, соединёнными с генераторами, которые питали электродвигатели. По сравнению с механической электротрансмиссия утяжеляла танк, а занимающая значительный заброневой объём двухдвигательная силовая установка лишь усугубляла проблему. Для сглаживания недостатков двухдвигательной схемы с электротрансмиссией при сохранении её достоинств инженеры применили компактную и лёгкую подвеску, которая также позволила облегчить корпус без ослабления бронирования. При создании блокированной подвески пожертвовали простотой конструкции, мягкостью и ходами катков, но добились компактности, снижения веса и повышения ремонтропригодности. В результате подвеска выделялась необычной конструкцией и, что намного существеннее, несбалансированными характеристиками.

Отсутствие гармоничного сочетания относительно небольшого веса, компактности, ремонтопригодности, мягкости и достаточного полного хода катков предопределило ограниченное применение данной подвески, которая подходила лишь для тяжёлых тихоходных танков. Ещё во время Второй мировой войны советским, американским и немецким инженерам стало ясно, что при возрастающих требованиях к подвижности и защищённости танков наиболее оптимальным вариантом являются индивидуальные торсионные подвески. Англичане тем временем продолжали применять индивидуальные пружинные подвески по типу Кристи, которые были довольно мягкими, обеспечивали достаточный динамический ход катков и также подходили для быстроходных машин. А вот жёсткой блокированной подвеске с продольным расположением торсионов на новых перспективных танках места не нашлось. Ей суждено было остаться отличительной чертой линейки тяжёлых танков фирмы Porsche K.G. времён Второй мировой войны, но не более того.

Все о прогрессиях задней подвески мотоцикла.

Здравствуйте.

Представляю перевод неплохой статьи по прогрессиям задней подвески мотоциклов. Достаточно научно-популярной, но интересной. Пусть она будет небольшим дополнением к прошлой статье о подвесках мотоциклов.

Прогрессия мотоцикла

Рычаги и звенья.

Когда-то, в не столь отдаленном прошлом (в районе 1973 года), задние подвески мотоциклов практически повторяли конструкцию передних: пара амортизаторов с пружинами — почти то же самое, что и передняя вилка мотоцикла. Сами амортизаторы были достаточно тонкими и крепились недалеко от оси заднего колеса мотоцикла. Не удивительно, что шток амортизатора при работе проходил практически то же расстояние, что и колесо.

Все изменилось, когда мир мотокросса осознал, что большой ход задней подвески дает значительное преимущество на бездорожье. При этом, технической возможности установить на мотоцикл задние амортизаторы с ходом в 150 мм. не было, так как для этого просто не хватало места (сейчас ходы задних амортизаторов 300 мм и более считаются обычным делом). Начались эксперименты с рычагом — чем дальше от колеса располагались амортизаторы, тем больший ход получала задняя подвеска.

К тому моменту выяснилось, что амортизаторы могут выходить из строя от интенсивной работы, и даже взрываться (в те времена давление в амортизаторах было низким, масло внутри них постепенно вспенивалось, также от трения возрастала температура, а сальники не были рассчитаны на такой нагрев и давление). Но через некоторое время прогресс догнал возросшие нужды мотоциклистов.

В те же примерно годы инженерам Yamaha пришла на ум идея использовать в конструкции задних подвесок мотоциклов один длинный амортизатор, закрепленный одним концом под седлом, а другим — под бензобаком мотоцикла. Это давало несколько преимуществ: вектор усилия в этом случае был направлен к рулевой колонке, позволяя значительно облегчить хвост мотоцикла, а также позволяя избавить от вибраций сиденье мотоцикла; геометрия маятника и особенности крепления амортизатора сделали маятник менее восприимчивым к скручиванию. В тот же период времени Yamaha приобрела права на выпуск амортизаторов с газовым резервуаром, масло в которых отделялось перегородкой от закаченного в него под давлением газа. Такая система сейчас используется во всех современных амортизаторах.

Позже выяснилось, что и для дорожных мотоциклов система задней подвески с одним амортизатором является благом, возможно из-за увеличения жесткости и меньшей восприимчивости к скручиванию. Сначала Suzuki и Kawasaki, а затем и Honda пришли к необходимости разработки конкурентоспособных подвесок для своих мотоциклов. Помимо прекрасной возможности для маркетологов придумать кучу крутых названий, вроде «Монокросс», «Фуллфлоутер» или «ЮниТрак», для инженеров открылось огромное поле для экспериментов с различными конструкциями прогрессий.

В итоге, что представляет из себя прогрессия мотоцикла?

Я думаю, принцип работы рычага понятен всем, кто когда-либо использовал открывалку для бутылок, щипцы для колки орехов или монтажки для бортирования резины. Длинный конец рычага требует приложения меньших усилий, однако и передвигается на большее расстояние, чем короткий. И, казалось бы, вот оно: остается прикрепить колесо к одному концу рычага, а амортизатор — к другому. Но хитрость заключается в том, чтобы соблюсти соотношение сил на обоих концах рычага, ведь вся конструкция находится одновременно в движении. Ребята из MX-TECH SUSPENSIONS, к примеру, смогли настроить все таким образом, что амортизатор отрабатывал одинаково хорошо и мелкие выбоины на дорожном полотне, и приземление после прыжка в мотокроссе.

Для понимания работы прогрессии мотоцикла необходимо оглянуться на старый вариант расположения задних амортизаторов, который до сих пор широко используется на классических мотоциклах, а также на ретро-репликах. Обратите внимание, что задние амортизаторы находятся немного под наклоном. Это один из самых простых способов изменения плеча силы рычага. Этот способ знаком каждому, кто хотя бы раз в жизни пользовался гаечным ключом: максимальный крутящий момент передается на болт, когда ключ находится строго перпендикулярно к его продольной оси.

Некоторые производители (к примеру, Montesa) решили, что самым дешевым вариантом постройки «длинноходной подвески» является просто передвижение пары амортизаторов как можно ближе к оси маятника мотоцикла, поскольку это избавляло от необходимости дополнительно модифицировать сам маятник. Но результаты себя не оправдали, по двум причинам: во-первых, значительно уменьшилась жесткость на скручивание, во-вторых, появился эффект «дигрессивной» подвески, когда она становится очень жесткой на небольших неровностях и слишком мягкой — на больших кочках.

Системы с одним амортизатором, в плане конструкции прогрессии, изначально разделились на два отдельных лагеря (плюс вариант с прямым крепежом амортизатора к маятнику, как это делали на KTM и ряде бюджетных мотоциклов, вроде VTR250). Оба варианта используют трехточечное звено («коромысло» или «кривошип»), к одной из точек которого прикреплен амортизатор (обычно, нижним концом, хотя на некоторых Ducati, некоторых старых Kawasaki, Suzuki и Honda встречались также и экзотические варианты крепления амортизатора к коромыслу верхним концом). Ко второй точке прикреплено звено (или пара звеньев), называемое «dogbone» («собачья кость», сори, не могу найти адекватного аналога слова на русском. Прим. пер.), который по своей сути представляет из себя шатун. Третья точка коромысла крепится либо напрямую к раме (Suzuki GSXR, Kawasaki ZXR, мотоциклы Yamaha GP, Ducati), либо к маятнику (Yamaha R1 and R6). В зависимости от точки крепления этой третьей точки, меняется крепление второго конца нашей «собачьей косточки»: если третья точка коромысла прикреплена к раме, шатун должен быть прикреплен другим концом к маятнику. И наоборот.

Два разных подхода к прогрессиям мотоциклов.

Сам амортизатор может также крепиться к шатуну (Yamaha R1 & R6 — рис. 1а, Ducati — рис. 2б.) или к коромыслу (остальные).

рис. 1а

рис. 1а

рис. 1б

рис. 1б

рис. 2а

рис. 2а

рис. 2б

рис. 2б

Кстати, невзирая на весь маркетинговый треп, хондовская система Pro-link  (рис. 1б) работает абсолютно так же, как и система прогрессии Suzuki (рис. 1а), за исключением того, что в этих двух системах рама и маятник мотоцикла поменяны местами. Но, поскольку, в данном случае, для работы подвески значение имеет только относительный угол, по своей сути системы одинаковые. Тоже самое с Ducati — перевернутая с ног на голову система от мотоцикла Yamaha R1.

В действительности, для простого пользователя не имеет никакого значения, какая из систем стоит на его мотоцикле. Но инженерам каждая из них дает свои возможности для игры с пропорциями каждого из компонентов прогрессии.

Зачем вообще нужна прогрессия?

На минуту представьте, что старые добрые два амортизатора расположены не у заднего колеса, а посередине маятника. Если мы приложим какое-то усилие F к оси заднего колеса (к примеру, сев на мотоцикл), то на амортизатор будет приложено усилие, равное 2F.

Может быть вы скажете, что тогда нужно просто поставить в два раза более жесткие пружины — и будете не правы. Приложение двойного усилия на пружину заставляет ее сжиматься в два раза больше (2F/k), но и расстояние, которое ось заднего колеса, умножается на коэффициент плеча. Таким образом, если амортизатор расположен посередине маятника, коэффициент плеча равен 2  —  2 x 2F/k = 4F/k. То есть, в данном случае ось заднего колеса проходит в ЧЕТЫРЕ раза большее расстояние, чем шток амортизатора.

А в общем, если принять расстояние между осью заднего колеса и точкой крепления амортизатора за R, жесткость пружины должна составлять квадрат R. В качестве зарядки для ума представьте, что на мотоцикле Ymaha R1 2004 года, который имеет в перьях вилки пару пружин на 9 Н/мм, коэффициент плеча составляет 2:1. Для того, чтобы достичь на заднем колесе такого же коэффициента сопротивления пружины, как и на переднем, задняя пружина должна быть в два раза более упругой, поскольку сзади она одна, а спереди их — две. И потом, должен быть учтен коэффициент плеча, то есть, пружина заднего амортизатора должна быть в 8 раз более упругой, чем передняя, то есть, 72 Н/мм. А по факту, пружина в стоке имеет упругость в 90 Н/мм, поскольку должен учтен также средний вес ездока и коэффициент плеча передних амортизаторов…

Чтоаа?

Да! Коэффициент плеча передней вилки мотоцикла! Из-за угла наклона вилки пружины передних амортизаторов сжимаются в пропорции 1,1 мм к 1 мм хода оси переднего колеса. А это означает, что эффективная жесткость пружин передних амортизаторов должна быть выше расчетной на 20 %. Также приходится принимать во внимание клевки при торможении, влияющие на длину рейка, но это уже совсем другая история.

(В итоге, прогрессия немного изменяет коэффициент плеча, в зависимости от силы, приложенной к оси заднего колеса. Автор немного ушел от темы. Прим пер.)

Самые распространенные коэффициенты.

Ниже на графиках можно увидеть сравнение коэффициентов плеча для трех мотоциклов: Suzuki SV650 2003 года (дорожник с уклоном в спорт), GSXR1000 2005 года (до ужаса мощный спортбайк) и Yamaha TZ250 2003 года (двухтактный гоночный мотоцикл серии GP). Обратите внимание, что кривая SV650 заметно отличается от остальных, она гораздо более эластичная. Это характерно для большинства городских мотоциклов.

рис. 2б

Кривая GSXR1000 почти такая же, как и у TZ250, который является бескомпромиссным гоночным снарядом. Подвески ранних Джиксеров были более прогрессивными. Та же история и с Yamaha R1, более ранние модели имели более эластичные характеристики подвески. Kawasaki, напротив, пошли по пути смягчения подвески при ее сжатии, там кривая, наоборот, резко взмывает вверх.

Второй график показывает зависимость эффективного значения жесткости пружины для каждого из трех мотоциклов.
рис. 2б

Вопросы и ответы.

— Нужно ли менять амотризатор при изменении параметров прогрессии?
— Да, определенно. Большинство дорожных мотоциклов имеют ход заднего колеса около 130 мм. При изменении коэффициента плеча понадобится амортизатор с другим ходом штока. У Джиксера 2002 года ход штока составляет 74 мм., Фаирблэйд того же года — на 20 мм. меньше… А ход заднего колеса одинаковый. Поэтому на Фаирблейде стоит гораздо более жесткая пружина.

—  На что, в итоге, влияет прогрессия?
— Всегда надо помнить, что менее прогрессивная подвеска будет казаться более жесткой в самом начале своего хода… Обязательно обращайте внимание при покупке, не стоит ли на вашем мотоцикле т.н. «негативная» пружина, которая делает подвеску очень мягкой на 1/3 хода пружины. Прогрессия влияет на жесткость амортизатора в зависимости от хода заднего колеса.

— Какая прогрессия лучше?
— Трудно сказать. Команды уровня WSB и GP имеют в своем арсенале по несколько комплектов коромысел и звеньев разной длины для использования под определенные погодные условия. Если трек имеет перепады по высоте, используется одно их сочетание, если трек ровный — другое. Во внимание принимается все, включая скорость прохождения поворотов, в зависимости от их радиуса.

— Могу я изменить линию прогрессии своего мотоцикла?
— Самое распространенное изменение — установка шатунов («догбоунов») меньшей или большей длины. Это дает слабое влияние на саму прогрессию, но зато может значительно увеличивать или уменьшать высоту мотоцикла по седлу. Такое изменение является самым распространенным по причине дешевизны и доступности, поскольку выпуск этой детали прогрессии не требует никаких лицензий даже в Австралии.
Если же хотите кардинальных изменений, придется заменить само коромысло. На R1 или R6 это легко, поскольку само коромысло представляет из себя по сути две полоски металла, владельцам остальных мотоциклов приходится уповать на местных фрезеровщиков, или раскошеливаться на фирменные наборы HRC или Yoshimura и т.д. и т.п. Также многие ставят эксперименты по установке прогрессий от одного мотоцикла на другой.

— Что по поводу выработки на деталях прогрессии?
— Выработка может немного изменить кривую прогрессии. Кроме того, наличие люфта в узлах прогрессии означает появление небольшого неподрессоренного хода подвески, который дает неконтролируемые колебания. Разнообразными люфтами в прогрессии особенно известны дорожные мотоциклы марки Yamaha.

— Влияет ли на кривую передаточное отношение звезд?
— Эффект может быть значительным. Изменение общего количества зубьев на 1 изменяет положение оси заднего колеса в среднем на 4 мм. вперед или назад. То есть, если задняя звезда увеличивается на 3 зуба, плечо рычага маятника уменьшается на 12 мм. На мотоциклах с короткими маятниками (GSXR или, особенно, Ducati), это вызывает изменение кривой на 2,3 % Помните, что, поскольку жесткость пружины пропорционально квадрату плеча, вы должны отрегулировать преднатяг пружины на 5 %.

Все.

Поделиться «Все о прогрессиях задней подвески мотоцикла.»

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о