Плюсы и минусы прогрессии на мотоцикле
Прогрессия на мотоцикле.
Прогрессивная подвеска или попросту прогрессия появилась на мотоциклах сравнительно давно, но даже сейчас некоторые даже опытные байкеры не знают что это такое.
Прогрессия это дополнительный элемент подвески, который работает так: рычаг (или два) первого или второго рода (Рис. 6), у которого точки приложения сил не лежат на одной прямой с осью С. Рассмотрим, как этот элемент влияет на работу подвески. Он (в данном случае, в точке С) шарнирно соединен с рамой мотоцикла, одним концом через точку А, через дополнительную тягу с вилкой заднего колеса, а другим концом в точке В с проушиной амортизатора (Рис.8) (соединения шарнирные).
При наезде колеса на неровность оно через вилку (тягу) передает нагрузку Р1 в точку А (Рис.7). под действием этой нагрузки точка А сместится вверх на 15 мм (А1), в то же время точка В под действием уже нагрузки Р2 переместится на 10 мм (точка В1) вниз, то есть сожмет пружину на 10 мм. При прохождении точки А из А1 в А2 еще на 15 мм вверх, точка В пройдет из В1 в В2 уже не 10 мм, а 12 мм, то есть пружина будет сжата на 12 мм. Другими словами, при повороте рычага на определенный угол линейному перемещению точки А соответствует все возрастающие перемещения точки В и наоборот. Соответственно, пружина амортизатора на точку А будет действовать с возрастающим нелинейным усилением, и наоборот. А это и есть та самая, желаемая прогрессивная характеристика. В наше время этот тип подвесок в разных конструктивных исполнениях широко используются не только на кроссовых мотоциклах, но и на спортбайках, стритах, дорожниках. Она, при возросшей динамике, позволяет улучшить управляемость (мотоцикл лучше держит дорогу) и повысить безопасность. Но технический прогресс не останавливается.
Однако есть несколько вопросов. Если мы посмотрим призеров лучших эндуро гонок, то практически всегда там будут исключительно «Австрийцы», а как известно они не применяются прогрессию в своей линейке эндуро мотоциклов —EXC. Так возникает вопрос: Нужна ли она?
Во-первых — прогрессия значительно уменьшает клиренс мотоцикла. Помимо этого высок риск повредить рычаги прогрессии на твердых или острых препятствиях.
Во-вторых — прогрессия не самый дешевый элемент в обслуживании. Счастливые обладатели японской техники знают об этом не понаслышке. А если прогрессию запустить, она может выглядеть так:
Это зависит даже не от качества материалов или сборки, а попросту из-за условий эксплуатации: прогрессия всегда находится в самых мокрых, грязных места, где только побывает мотоцикл.
В-третьих — это конечно цена. Любой элемент увеличивает стоимость байка, это не очень влияет на БУ, однако на новые очень даже.
Итак, прогрессия значительно смягчает процесс езды, изменяя угол наклона амортизатора, а с другой стороны усложняет Ваш байк.
Все о прогрессиях задней подвески мотоцикла.
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.
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).
Нет прогрессии, нет проблем!
Хотите знать больше о том, что такое прогрессия на мотоцикле?
А есть еще дополнительная подгруппа – это те, кто перешел из второй группы в третью, они облегченно вздыхают, лица их озаряются легкой и воздушной улыбкой, это счастливчики, сменившие свои японские ведра на оранжевые. Они успели познать всю глубину того омута, что зовется прогрессией подвески мотоцикла, и еще не успели привыкнуть к её отсутствию и к отсутствию всех головняков, которые подразумевает ее наличие.
Ну и, конечно, есть мотомеханики, которые бешено вращают завидущими глазами и жадно потирают загребущие руки в предвкушении наживы, видя престарелый японский эндурик.
в сборе на мотоцикле
в живую в разборе вот так:
Как работает прогрессия на мотоцикле?
Глубоко в дебри деталей и узлов машин вдаваться не буду, особо пытливые умы могут на просторах интернета найти для себя исчерпывающие ответы на все неловкие вопросы. Если вкратце, то прогрессия изменяет плечо приложения силы к амортизатору в зависимости от хода подвески путем его наклона. Чем сильнее сжимается подвеска, тем больше наклоняется амортизатор, тем меньше плечо приложения нагрузки, и тем меньшая результирующая сила действует на амортизатор. Грубо говоря, за счет этого подвеска мягче в начале хода и жёстче к концу, что позволяет быстро и точно отрабатывать мелкие неровности и не пробиваться на крупных. И все это звучит модно, современно, чУдно, технологично и даже вроде логично. Если бы не одно, «но»!
От себя могу добавить, что я обходился без защиты прогрессии эндуро на обоих своих мотоциклах [Yamaha WR250R ’09] и [Yamaha WR250F ’06], ездил много, бился часто об бревна и все такое, ни разу повредить не удалось. Хотя [бывал и в Крыму] А там камни и все такое:
В итоге, если вы забиваете на прогрессию или покупаете Б/У эндуро мотоцикл с рук, вполне можно обнаружить там вот такое:
— мертвая прогрессия от CRF
— грязные иголки CRF, а в особо запущенных случаях даже так:
— порванная обойма подшипника от CRF
— поврежденная косточка от CRF
— поврежденная косточка от CRF
Чтобы такого не происходило, необходимо регулярно обслуживать подшипники маятника и прогрессии. Регулярность обслуживания зависит от частоты грязевых ванн и качества установленных подшипников. Например, если у вас стоят подшипники Pivot Works, и вы особенно не лезете в грязь и катаетесь раз в месяц и только летом, то они могут и 3 года проходить без проблем (но я настоятельно рекомендую как минимум раз в год проводить осмотр и перенабивку свежей смазкой). Если стоят AllBalls или Moose Racing (тот же AllBalls, только вид сбоку, хотя вообще Moose Racing в основной своей массе делает не плохие штуки), и вы любите залезть по самые помидорки в грязную лужу на каждой покатухе раза два-три в неделю, то они и пол года не проходят.
У меня на [Yamaha WR250R] подшипники прогрессии оригинальные проходили примерно 3 года активной эксплуатации без вмешательства человека и были условно живыми, хотя и под замену. А вот на [Yamaha WR250F], после сборки я наездил всего 40 часов, по сути, участвовал только в одном сильно грязном замесе на Viking Rally, а там уже люфт, стоял комплект AllBalls. У товарища на WR250F ’07 года до сих пор стоят оригинальные подшипники, раз в год их инспектируем, и там все в идеале, один раз только в этом году заменили смазку.
В чем состоит обслуживание прогрессии?
Небольшое экономическое отступление:
Люфтить прогрессия мотоцикла обычно начинает не вся сразу, а по одной оси, то есть достаточно в целых подшипниках поменять смазку, а в люфтящих заменить подшипники, пальцы и сальники. Засада в том, что афтермаркет нам предлагает только комплекты сразу на всю прогрессию, по отдельности продаются только оригинальные запчасти, и стоимость комплекта только на ОДНУ ось (сальники, втулки, пальцы, подшипники), собранного из оригинальных компонентов, обходится чуть дешевле комплекта, например, AllBalls или PivotWorks, но на ВСЮ прогрессию. Таким образом собирать из оригинальных деталей получается дороже в разы.
Что поменять, что обслужить подшипники, и по времени, и по стоимости, выходит примерно одинаково. Замена и обслуживание подшипников прогрессии и маятника обходятся примерно в 5-6 тысяч рублей. Для среднестатистического эндуро любителя математика получается такая: если вы сами с усами и руками, и раскидать-закидать подвеску мотоцикла не проблема, то идеально раз в год проводить обслуживание и ездить лет 5 на одном комплекте подшипников, а дальше или ишак сдохнет, или мотоцикл продастся.
Если же нет возможности заниматься этим самостоятельно, то дешевле выходит раз в 3 года покупать комплект подшипников в маятник и прогрессию и сдавать мотоцикл в сервис на замену.
Повторюсь, все это справедливо для среднестатистического райдера. Если вы вообще не любите говна, ездите только в хорошую погоду по сухим тропинкам, то можно и лет 5 прокататься, и обнаружить девственно чистые подшипники. А если вы настоящий гонец, не пропускаете ни одной гонки, тренируетесь раза 3 в неделю при любой погоде, то можно и за 6 месяцев ушатать комплект от Pivot Works, например.
Как вообще обслуживать прогрессию? Сначала надо все разобрать.
— хаска без маятника
— фото скинутого маятника
— фото маятника и прогрессии
желательно подписать, чтобы потом проще устанавливать было (хотя можно и не подписывать, неправильно все равно собрать невозможно)
— подписанная косточка
посмотреть в каком там все состоянии:
— грязный подшипник маятника WRR
— грязные иголки WRR
промыть все бензином/керосином/WD-40, и если все в живом состоянии, и люфта нет, то собрать все обратно и натолкать свежей смазки
-WD40
— чистые иголки WRF
— маятник со смазкой.
Если же люфт есть, и имеются следы выработки на пальцах, ну или такой лютый фарш, как на фотках в начале статьи, то тут только замена.
Меняется все довольно просто, сначала извлекаем старые подшипники, для этого сначала греем место посадки (но без фанатизма, примерно до 90 градусов).
— греем
— греем и вытягиваем
Затем берем новый комплект подшипников, сальников и всех необходимых втулок. Который, кстати говоря, вы легко можете подобрать, приобрести и установить у нас, в BlackBOLT’S Motorcycle Garage & Workshop [Гаражная Мастерская Чорного БОЛТа].
— маятник с установленными подшипниками.
После того, как все подшипники сели на свои места, набиваем их свежей смазкой от MOTUL и собираем мотоцикл обратно. Не забываем смотреть в сервис-мануале моменты затяжек осей маятника, прогрессии и всего остального. И пусть подшипник ходит долго!
Все о прогрессиях подвески мотоцикла
История
Передняя подвеска
Сложно представить, но первые мотоциклы были оснащены рессорами, которые использовались для смягчения толчков при проезде неровностей. Они были прикреплены к рулевой колонке с помощью длинной трубы, раздваивающейся у окончания подобно жёсткой велосипедной вилке. Однако такая конструкция подвески мотоцикла быстро показала свою несостоятельность, поскольку она требовала частого обслуживания, а также плохо гасила колебания и не позволяла добиться хорошей управляемости.
Поэтому уже в 20-х годах прошлого века на смену примитивной рессорной подвеске пришла параллелограммная вилка. В ней две жёстких стойки, объединённых поперечиной и треугольной распоркой, соединяются с рулём мотоцикла при помощи качающихся рычагов. Кроме того, к центральной точке рулевой колонки прикреплена пружина, которая упирается противоположным концом в поперечину параллелограммной вилки, тогда как амортизатор немного смещён в сторону. Преимуществом такой конструкции подвески стала большая жёсткость, которая помогала ездоку лучше удерживать стабильную траекторию, а недостаток её заключался в повышенной инерционности управления и малой эффективности борьбы с колебаниями.
В 30-х годах инженеры нескольких мотоциклетных компаний работали над рычажными вилками, которые представляли собой конструкцию подвески с иными характеристиками. В ней две жёсткие трубы присоединялись к рулевой колонке, однако они были направлены не к колесу, а изгибались, повторяя его контуры, в результате чего другой конец такой вилки находился недалеко от рамы на одном уровне с осью переднего колеса. Подвеска, которая соединяла вилку с колесом, состояла из длинных рычагов, которые были проложены от конца труб к оси, а также из амортизаторов. Последние крепились на рычагах неподалёку от оси колеса, а также в точке, где вилка изгибалась, отклоняясь от прямой линии, исходящей из рулевой колонки. Такая конструкция подвески позволила улучшить управляемость и комфортабельность, однако ценой этому стал ограниченный угол поворота руля, а также повышенная скорость износа её компонентов.
Рычажная передняя подвеска применялась на многих тяжёлых мотоциклах, в том числе и советских «Уралах». Её усовершенствовали в 70-х годах инженеры Harley Davidson — они взяли параллелограммную вилку, однако сделали её более близкой к вертикали, в результате чего пришлось соединить трубы с колесом коротким рычагом. Такая конструкция получила название «спрингер» — она используется на многих тюнинговых мотоциклах и в наши дни. Стоит отметить, что даже другие перечисленные выше виды подвески часто применяются в кастом-байках, что позволяет стилизовать их под определённую эпоху.
Задняя подвеска
Если необходимость применения передней подвески была очевидной, то о гашении колебаний, принимаемых задним колесом, долгое время никто не думал. Поэтому примерно до середины 30-х годов наиболее популярными оставались так называемые «хардтейлы», то есть мотоциклы без какой-либо задней подвески. Комфорт водителя обеспечивался за счёт подпружиненного сидения, а также за счёт естественной упругости пневматической шины. Однако пассажиру приходилось подкладывать толстую мягкую подушку, чтобы избежать неприятных ощущений, поскольку в те годы его сидение представляло жёсткую платформу, соединённую с рамой при помощи труб. Интересно, что такая конструкция без подвески встречается и сейчас — как правило, её используют в кастом-байках, не рассчитанных на высокоскоростную езду.
Однорычажка с дополнительными линками (Псевдо-четырёхрычажка)
Такая подвеска уже имеет несколько дополнительных шарниров, но по сути своей остаётся однорычажкой. Ось колеса тоже напрямую крепится к раме, а вот усилие на амортизатор передаётся уже через перья и линк. Это позволяет дизайнерам играться с рычажностью (leverage curve), делая подвеску прогрессивной в конце хода.
Конструкция очень похожа на четырёхрычажку и в былые времена «мудрые» велосипедисты советовали смотреть на шарнир соединения верхних перьев с нижними. Если он на нижних перьях, то это четырёхрычажка, а если на верхних, это однорычажка. Чаще всего это так, но, если сомневаетесь, смотрите как ось заднего колеса соединена с рамой. Если напрямую, то это однорычажка, а если через линк, то четырёхрычажка.
Современность
Передняя подвеска
Наибольшее распространение на сегодняшний день получила классическая телескопическая вилка, которая стала компромиссным вариантом. Она состоит из двух телескопических труб, каждая из которых разделена на две половины, скользящие друг внутри друга. В этих трубах располагаются пружинно-гидравлические амортизаторы, которые отвечают за поглощение энергии ударов и следующих за ними колебаний. В отличие от гидравлических амортизаторов прежних модификаций, в этой конструкции подвески предусмотрены отдельные клапаны сжатия и отбоя, что позволяет регулировать динамику этих процессов отдельно друг от друга. Благодаря этому удаётся приспосабливать параметры передней подвески к индивидуальным предпочтениям и даже к весу владельца мотоцикла.
Однако телескопическая вилка обладает несколькими значительными недостатками. Первый представлен малой жёсткостью такой конструкции, что приводит к нестабильному поведению мотоцикла на плохой дороге. Частично решить такую проблему удаётся, если сделать трубы более толстыми и широкими, однако это увеличивает массу мотоцикла и осложняет его конструкцию. Кроме того, в результате постоянного трения поверхностей труб друг о друга они достаточно быстро изнашиваются, что вынуждает часто ремонтировать переднюю подвеску. С этим недостатком борются при помощи специальных полимерных и композитных покрытий.
Кроме того, если другие виды подвесок предполагают гашение колебаний путём укорачивания колёсной базы мотоцикла, то здесь это происходит путём сокращения длины самой вилки. За счёт этого при торможении мотоцикл ощутимо проседает на переднее колесо, что отрицательно влияет на управляемость и комфортабельность. Свои методы борьбы с проседанием передней подвески предлагали различные инженеры. Однако наиболее удачной оказалась конструкция Honda — в ней при нажатии на тормоз суппорт слегка смещался и закрывал клапан, что делало подвеску более жёсткой. В отличие от конструкций Yamaha и других аналогов, в этом случае не возникало сложностей при езде по неровностям — если мотоцикл наезжал на кочку, подпружиненный клапан автоматически открывался, что позволяло вернуть подвеску в прежнее состояние.
Компания BMW считает телескопическую переднюю подвеску мотоцикла устаревшей и активно продвигает конструкцию, которая конструктивно подобна автомобильной ходовой части. Её сущность заключается в использовании параллелограммной вилки, которая прикреплена к рулевой колонке при помощи шарнирного рычага. В то же время амортизатор соединяет вилку через специальный рычаг не с колонкой, а с рамой, что позволяет полностью избавиться от передачи вибраций и колебаний на руль, сделав управление намного более удобным. В упрощённой конструкции используется один шарнирный рычаг, который крепится к поперечине телескопической вилки, а также соединяется с рамой при помощи амортизатора. Плюсом такой конструкции подвески является повышенная комфортабельность и удобство управления, а вот минусом многие мотоциклисты называют отсутствие «чувства дороги» — они утверждают, что не могут своевременно реагировать на изменение дорожной обстановки, не ощущая качества покрытия трассы.
Ещё в 20-х годах была изобретена консольная передняя подвеска, которая позволяла соединять рулевую колонку и раму мотоцикла к переднему колесу при помощи одного рычага. Однако она получила распространение только в конце 80-х, что связано с появлением новых высокопрочных материалов. Рычаг такой подвески крепится через амортизатор в телескопической трубе к дугообразной дополнительной раме, а также соединяется с рулевой колонкой через систему шарниров. Благодаря этому удаётся уменьшить габариты передней подвески мотоцикла, а также полностью устранить все недостатки, имеющиеся у телескопической вилки! Однако и в этом случае приходится идти на компромисс — консольное крепление колеса ограничивает угол его поворота, а применение сверхпрочных сплавов и мелкосерийной конструкции повышает стоимость мотоцикла.
Задняя подвеска
Современные производители избавились от жёстких и свечных конструкций, приняв на вооружение рычажную схему построения задней подвески мотоциклов. Главным её элементом является так называемый маятник — длинный рычаг, который крепится к раме при помощи шарниров и соединён с осью заднего колеса. Наиболее примитивным вариантом такой конструкции является задняя подвеска с H-образным маятником и двумя вертикальными амортизаторами. Она имеет достаточно большие габариты, а также не может обеспечить достаточно большой жёсткости, что вынуждает ограничивать скорость езды либо повышать массу всего мотоцикла.
Ещё в 1977 году появилась подвеска на основе моноамортизатора, который представлял собой один блок, состоящий из пружины с гидравлическим поглотителем колебаний. Вначале он устанавливался непосредственно на маятник, что позволяло увеличить жёсткость и оптимизировать геометрические параметры работы подвески. Однако впоследствии появилась конструкция, в которой моноамортизатор присоединили к отдельному механизму, состоящему из качающихся рычагов, что позволяло получить следующие преимущества:
Тем не менее спортивные мотоциклы не могли обходиться классическим маятником — им требовалась предельно жёсткая конструкция, которая к тому же обеспечивала бы лёгкий доступ к колесу и компонентам приводной системы. Поэтому в конце 80-х годов была разработана задняя подвеска мотоцикла с односторонним консольным креплением заднего колеса, в основе которой лежал сверхжёсткий маятник, созданный из сплава цветных металлов. Она долгое время применялась только в мотоспорте, но с конца 90-х годов консольный маятник стал практически новым стандартом для дорожных спортбайков.
Альтернативную конструкцию предложила компания BMW, которая вновь не удовлетворилась лишь доводкой и тонкой настройкой существующих вариантов. В её подвеске, названной «Паралевер», моноамортизатор крепился не на прямой линии с осью колеса, а на одной прямой с консольным рычагом, внутри которого был пропущен карданный вал. Это позволило улучшить работу подвески в предельных режимах, а также увеличить её ход, что очень важно для крупных внедорожных мотоциклов. Благодаря наличию дополнительного рычага, который превращал узел в полноценный параллелограмм, возможности настройки такой подвески были очень широки, причём она по-разному реагировала на различные виды покрытия.
Прогрессивная подвеска от BMW впоследствии было несколько раз усовершенствована — сегодня выпускаются мотоциклы с третьим поколением «Паралевера». Дополнительный рычаг, обеспечивающий прогрессивные характеристики и широкие возможности настройки, переместился вверх, в корпусе заднего редуктора появилась выемка для снижения массы, а моноамортизатор стал крепиться ближе к раме. Благодаря этому удалось добиться существенного уменьшения веса конструкции, а также лёгкости изменения её параметров и обслуживания. При этом прочность задней подвески тяжёлых внедорожных мотоциклов BMW не изменилась — в ней начали использоваться сплавы на основе титана, которые способны выдерживать очень большие нагрузки.
Задняя подвеска мотоцикла. Маятник качается, райдер улыбается
Устройство задней подвески, часть 1 Текст: Артем «S1LvER» Терехов
По немногочисленным, но очень горячим и настойчивым просьбам отдельных читателей, мы наконец-то возвращаемся к теме устройства мотоцикла!. Для тех, кто с нами недавно — в разделе «Железный цех: теория» мы детально и доступно разбираемся с тем, что из себя представляет современный мотоцикл. Без заумных пояснений и сложносочиненных схем — чтобы было понятно в том числе и тем, кто недавно приобрел байк и желает узнать о нем побольше. Надеемся, что и опытные райдеры смогут найти для себя что-то новое. Тема нашего сегодняшнего разговора — устройство задней подвески. Приступим!
Как это было Как обычно, сперва разберемся в «происхождении видов». Задняя подвеска появилась на мотоциклах сравнительно недавно. Необходимость наличия передней подвески обнаружилась практически сразу, задняя подвеска была не столь важной — пока не увеличились скорости. В течение многих десятилетий параллелограмные передние вилки работали в паре с жесткой подвеской заднего колеса (известной как «хардтейл»). Наиболее крупные «особенности» дорог в таком случае смягчали за счет подрессоривания одиночного сиденья. Пассажиру тех времен было еще хуже, чем на «жердочке» современного спортбайка — в лучшем случае, он получал элементарную подушку над задним крылом. В комплекте с подушкой поставлялось бесчисленное количество ударов и вибраций, честно передаваемых на «пятую точку» задним колесом.
BMW R32 начала двадцатых годов — хардтейл во всей своей красе
Вскоре после Второй мировой войны, проблема отсутствия задней подвески стала все очевидней проявляться на гоночных мотоциклах — заднее колесо все дольше находилось вне контакта с афсальтом. Отсутствие подвески стало главным фактором, тормозившим общее развитие других характеристик машин. Первой массовой конструкцией стала подвеска свечного типа. По сути — это пара двухсторонних вертикальных пружин, расположенных по обе стороны рамы между двумя кронштейнами задней вилки. Ось колеса располагалась между ними и закреплялась между верхними и нижними пружинами. Благодаря неплохому комфорту езды (еще бы — после хардтейла люди были рады чему угодно!), свечная задняя подвеска стала устанавливаться на многие дорожные модели. Что не отменяло ее недостатков: высокой скорости износа, стремления колеса к скручиванию относительно рамы (из-за отсутствия взаимосвязи между концами вилки) и недостаточного хода подвески.
Yamaha YA-1 1956 с подвеской свечного типа
Настоящий прорыв произошел с появлением качающейся задней вилки, она же — маятниковая рычажная. Подвеска такого типа вскоре стала использоваться повсеместно, что мы и наблюдаем до сих пор. Конечно, с развитием технологий и материалов появилось множество различных схем подвески, однако идея и принцип остались неизменны. Устройство
Рычажная подвеска — это разновидность автомобильной подвески с поперечным рычагом. Она состоит из шарнира, расположенного горизонтально в передней части рычага, который закрепляется между боковыми элементами рамы или на задней части картера и позволяет рычагу перемещаться вверх и вниз. Из оси качания выходят два рычага, между ними на оси закрепляется заднее колесо, фиксируемое между концами этих рычагов.
Двухрычажная автомобильная подвеска с поперечными рычагами
Продольные рычаги маятниковой подвески — разница в том, как расположены рычаги
Для обеспечения подрессоревания ходовой части и гашения возникающих при этом колебаний между маятником и рамой устанавливается один или два амортизатора. Сложность амортизатора очень сильно отличается от машины к машине, но в большинстве случаев — это пружина, установленная снаружи гидравлического амортизатора. Чтобы амортизатор мог поворачиваться при перемещении рычага подвески, его устанавливают на специальные крепления. В рычажной подвеске традиционной конструкции используются два амортизатора — по одному с каждой стороны. Они крепятся к рычагу перед осью с одной стороны и к подрамнику — с другой. Часто такую схему можно встретить на недорогих байках, а также там, где это будет уместно в стилистическом смысле: многочисленные классики, ретро-байки и каферейсеры.
Ducati GT1000 — классическая пара амортизаторов сзади
Наиболее распространенной современной схемой является рычажная подвеска с моноамортизатором. Он закрепляется по центру рычага подвески перед задним колесом при помощи системы рычагов, соединяющих рычаг подвески, моноамортизатор и раму.
Немного сопромата Много лет в качестве материала для маятника использовали стальные трубы или штамповки с усилителями в местах присоединения рычагов к трубе шарнира подвески. Сталь обладает неплохим соотношением прочности и веса, но для обеспечения жесткости маятника мощного байка, требуемые размеры сечения стального рычага сильно утяжелили бы подвеску. А это, как мы помним из рассказа о неподрессоренных массах (в статье об устройстве передней подвески), очень плохо для управляемости мотоцикла. Наилучшей альтернативой стал алюминиевый сплав. Его прочность и вес примерно в три раза меньше, чем у стали — логично, что для создания аналогичного по прочности алюминиевого рычага придется увеличить его в три раза. Но увеличение площади сопровождается увеличением жесткости, и алюминиевый рычаг подвески, обладающий одинаковыми со стальным прочностью и весом, фактически будет намного жестче. И здесь уже открывается поле для маневра — повысить жесткость, не увеличивая вес, или получить жесткость как у стали, снизив при этом вес. Для повышения жесткости множество маятников делают с изгибом. Примеров много — тот же рычаг семейства «файерблейдов» от Honda под названием Gull-Arm (крыло чайки), или Kawasaki ZX-6R на титульной фотографии вверху статьи. Еще один способ увеличить жесткость без серьезного увеличения веса — использовать треугольную конструкцию. Кроме того, алюминий штампуется или прокатывается так, чтобы создать внутри маятника перегородки. Они придают сечению треугольный или коробчатый профиль, что значительно поднимает жесткость конструкции (также это позволяет сделать внешние стенки более тонкими и легкими).
Маятник Tri-Arm из алюминиевого сплава — Honda CBR900RR
Лучше алюминиевого сплава по части баланса жесткости и веса — только магниевые сплавы и углепластик. Но пока карбоновые маятники можно встретить лишь на болидах в гонках прототипов (они же — MotoGP). Красота требует жертв? Всем нам очень нравятся маятники с консольным креплением заднего колеса, т.е. когда колесо крепится только к одному рычагу. Преимущества такой конструкции были обнаружены во время гонок на выносливость, в которых предусмотрены пит-стопы для дозаправки и смены покрышек. Однорычажная подвеска гораздо лучше именно в плане удобства и скорости обслуживания: колесо крепится к ступице, на которой установлена задняя звезда и тормозной диск. Поэтому нет необходимости снимать цепь со звездочки, а диск можно оставить в суппорте. Плюс, конечно же — прекрасный эстетический вид на «корму» байка.
Трудно представить красивый MV Agusta F4 с двухрычажным маятником
Недостаток состоит в том, что для обеспечения нужной жесткости консольные маятники нужно делать гораздо более крупными, потому что один рычаг изгибается сильнее, чем два. У «консоли» также есть тенденция к скручиванию, что может вызывать гироскопические моменты, ухудшающие управляемость. Интересно, что изгиб и кручение могут быть как вредными и досаждающими, так и полезными. Например, однорычажная подвеска легче скручивается в повороте, обеспечивая больший угол к продольной оси машины. По-простому — байк сам подруливает задним колесом в направлении заданной траектории. Теоретически конечно, такое вмешательство — это плохо, но на деле «автопилот» способствует стабилизации аппарата в повороте.
Мы немного прояснили для себя, что представляет собой задняя подвеска современного байка. Конечно, в статью вошло далеко не все — вопрос о том, сколько амортизаторов лучше (два или один) применять, какие они бывают, что такое прогрессивная характеристика и так далее. Если вам интересно узнать об этом и многом другом — пишите в комментариях, и мы обязательно подготовим еще одну статью. До встречи!
цены на ремонт квартиры просмотр
Путём прогресса
Не стоит думать, что современные конструкции подвески мотоциклов идеальны — у них есть множество недостатков, которые вызваны применением компромиссных решений. За счёт этого инженеры многих крупных компаний ведут работу в направлении разработки принципиально иной подвески мотоцикла. Так, пару лет назад была представлена комфортабельная и удобная в управлении пневматическая подвеска, однако пока не удалось решить проблемы, связанные с её надёжностью — в баллоны попадает слишком много пыли и грязи. Кроме того, многие инженеры пытаются адаптировать автомобильную двухрычажную подвеску, которая имеет почти идеальную кинематику. Однако единственным относительно удачным экземпляром, в котором получилось реализовать эту идею, является сверхтяжёлый Dodge Tomahawk со стоимостью, измеряющейся в миллионах долларов.
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).