Как работает мотоцикл: подвеска переднего колеса
Автор статьи: Moto Moto
Телескопическая вилка рулит! Ни одно другое решение не сравнится с ней. Бесчисленные попытки заменить ее чем-то другим до сих пор заканчивались фиаско.
Телескопическая вилка (даже в перевернутой версии upside-down) не идеальна. При торможении вилка ныряет, что в принципе не выгодно (помните ли вы анти-системы погружения anti dive Suzuki, Kawasaki или Honda?). Ну да, но когда в передней части понижается, задняя часть поднимается, что приводит к тому, что продвижение вперед в примере спортивного мотоцикла падает с 100 до около 75 мм, а угол между вилкой и землей уменьшается с 66 до 70°, то есть вилка приближается к вертикали.
Потому что она установлена на головке рамы, расположенной под углом, и в момент провисания колесо движется не только вверх, но и назад. По этой причине колесная база умешьшается с 1450 до 1405 мм. Как правило, на этапе торможения геометрия мотоцикла меняется на более благоприятную для переносимости.
Напротив, при резком ускорении телескопическая вилка растягивается – растет колесная база, уменьшается ее наклон и увеличивается опережение, что улучшает стабильность. То есть, изменения геометрии мотоцикла, вызванные сжатием и расширениме вилки, приспосабливаются к ситуации во время движения.
Отдельные элементы для привода переднего колеса и подвески – этот патент теоретически должен иметь преимущество перед телескопической вилкой (решение «два в одном»), но на практике сумма свойств последнего недостижима.
Перевернутый
В 70-е годы и в 80-е проблему сильной деформации из-за длины вилки амортизатора пытались решить с помощью дополнительных подкреплений, либо значительно увеличив диаметры лага. Пока в конце 80-х годов система не была поставлена с ног на голову. Этот трюк называется upside-down (USD) и имеет несколько серьезных преимуществ.
Чрезвычайные изгибающие силы, возникающие на нижней полке вилки, работают на бритве USD с очень большим диаметром. Кроме того, во время его сжатия, когда возникает изгибающий момент, нижние бритвы входят в верхние, что увеличивает жесткость узла. Эта высокая стабильность перевернутой вилки upside-down является одной из причин, по которой диаметр хвостовика увеличили многие производители за последние 20 лет. Поэтому в большинстве серийных машин используются вилки с хвостовиками диаметром 41, 43, иногда 45 мм. USD является хорошим решением с точки зрения распределения массы, и в то же время уменьшает трение.
Недостатком классической вилки было сильное трение, поэтому, например, BMW использует переднюю подвеску Telelever, которая сочетает в себе особенности телескопической вилки и маятника. Более радикальным решением является система Duolever (принцип действия относится к подвеске Hossack 1979 года), в которой компоненты перемещаются в подшипниках качения, характеризующихся низким коэффициентом трения. В этом решении колесо опирается на массивные коромысла, а подвеска и демпфирование переносятся амортизатором, размещенным между ними. Благодаря такому расположению точек крепления коромысла эта конструкция практически не ныряет во время торможения.
Многие думали, что таким образом BMW положит конец карьере телескопической вилки. В 2009 году они должны были быть очень удивлены, потому что в BMW S 1000 RR, поставленном на вилку USD, тесты доказали свое превосходство над Duoiller. WS 1000 RR был элемент производства Sachs.
Много хорошего
Около 20 лет назад парни из Bimota и Yamaha, такие как Pinky и Brain of the cartoon, планировали захватить весь мир кроссовым мотоциклом. В случае с Yamaha речь идет о GTS 1000, в Bimota – о еще более технически сложной модели Tesi.
Турист-спорт GTS 1000 не смог применить свои теоретические достоинства в повседневном использовании, вероятно, среди других поэтому он не стал хитом продаж, поэтому через пять лет он исчез с рынка. Хотя Tesi еще можно купить, это мотоцикл для поклонников марки и альтернативных решений. Конструктивные решения обоих мотоциклов имели много недостатков: они были технически сложными и, следовательно, дорогими в производстве, обеспечивали слишком малый, для дорожного мотоцикла, радиус поворота и давали не лучшую передачу крутящей силы.
Бесчисленные гоночные прототипы с альтернативными подвесками привели к тому, что сегодня даже на гонках правит балом компактная и не очень дорогая вилка USD.
Дека гибкости
Если вы присмотритесь к сопротивлению скручиванию современных подвесок, вы поймете, что приветствуется определенный диапазон их гибкости. Благодаря этому система поглощает удары, вызванные неровными поверхностями. В свою очередь, очень жесткие конструкции передают эти удары на шасси, что может вызвать биение рулевого колеса или вибрацию, то есть высокочастотные вибрации переднего колеса. Кроме того, так называемая кривая частота вращения колеса, т. е. путь, который преодолевает оно во время сжатия пружин на неровной дороге, в телескопической вилке близка к идеалу. Все остальные системы, в том числе и BMW Duolever, работают в направлении, противоположном направлению удара, что вредит комфорту.
Примером целенаправленной гибкости вилки амортизатора полки некоторых гоночных машин. Как ни странно на первый взгляд, фрезерованные верхние полки вилки удерживают верхний хвостовик и допускают меньшие или большие деформации с помощью глубоких выемок. Именно поэтому массивные и крепящие несколькими зажимными винтами каждую ножку нижние полки практически полностью исчезли из спортивных и серийных машин.
Очень большие диаметры передних осей, в свое время монтируемые, например, в мотоциклах серии F MV Agusta, заботятся о максимальной устойчивости ножек к скручиванию. Конструкторы также здесь не внесли изменения и оставили их диаметр на уровне 30-35 мм.
На протяжении многих лет были устранены многие недостатки конструкции телескопической вилки. Например, благодаря покрытию поверхности голени специальными покрытиями (например, из нитрида титана) снижается трение или путем науглероживания уменьшается трение покрытых тефлоном подшипников скольжения, работающих с герметиками.
Big Piston = большой поршень
С ограниченным объемом амортизаторов, размещенных в узких голенях, в которых они работают сравнительно небольшими и сложными для выравнивания поршнями, японцы заменили системой Big Piston. Это гидравлические демпфирующие системы с большими поршнями, которые обеспечивают очень чувствительное и чрезвычайно точное демпфирование.
Большой поршень вилки Big Piston, идущий прямо к голени. Ниже представлены поршни традиционной вилки малого диаметра с регулировочным механизмом демпфирования отскока (справа) и демпфирования отскока, которые размещены в одном цилиндре амортизатора (так называемый патрон).
Большие диаметры здесь означают лучший контроль над управлением демпфированием, особенно в диапазоне малых и средних скоростей (речь идет о скорости подвески около 10-150 мм / с). Благодаря этому, мягкий ответ с превосходной стабильностью и обратной связью был согласована.
Следующим шагом было размещение системы демпфинга в одной лаге, а подавление отскока – в другой. Асимметричное разделение нагрузки не является проблемой. Жесткость вполне достаточная, чтобы избежать деформаций во время глубокой и быстрой фиксации вилки.
Следующий шаг в эволюции уже установился в гонках: в вилке с газовым двигателем (закрытый картридж) установлен небольшой газонаполненный амортизатор, который обеспечивает постоянную демпфирующую силу, потому что масло не смешивается в нем с воздухом и не образует эмульсию.
Загрузка...
