что такое маятник на мотоцикле эндуро
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).
WALLABY 2: проклятие питбайков.
Не буду скрывать: многие считают сверхлёгкий класс кросс-эндуро мотоциклов ( да-да, именно мотоциклов, не мопЭдов), получивших погонялу «питбайк», неким детским легкомысленным увлечением, сравнимым с установкой «Д6» на велосипед «бабочка»и первыми выездами в поля без кручения педалей…
Это всё не совсем так! Вернее, совсем не так. 🙂 Размер мотоцикла и объём двигателя конечно имеет большое значение для любого байкера, но физически, во всей этой гонке за самым длинным членом и самой дорогой одёжкой для него, главным является энерговооружённость аппарата.
По этим параметрам питбайк не уступает многим полноразмерным мотоциклам лёгкого класса, что при его сверхминиатюрных размерах делает езду на нём не просто быстрой, а экстремальной! Особенно крепкие кирпичи в штаны можно наложить при объёмах двигателя начиная со 150-170см3, а при 190см3 уже возможно даже попой перекусить лом, прям как на взрослом 2Т КТМе, если нет серьёзной профильной подготовки. 🙂
Часто скорости при езде на питбайке выходят за отметку 100км/ч и вот тогда то в полной мере раскрываются все врождённые недостатки его конструкции!
Опущу стенания о вялых тормозах, пробитых амо и перегревах чахлого двигателя. Это всё решается вливанием в аппарат определённого количества бабла.
Инженерные решения по двигателю и оборудованию в изобилии присутствуют на рынке. А вот вопросы геометрии подвески как то остались в стороне, и на сколько видно на сегодняшний день, в питбайкостроении тема остаётся не особо продвинутой.
Исходя из этого пришлось взять инициативу на себя и поэкспериментировать с длинной маятника.
При чём не просто поставить единичный эксперимент, а разработать свою, оригинальную технологию и концепцию производства любых маятников для кросс-эндуро под заданные параметры( технологические нюансы проекта пока опущу).
Ну естественно, что миниатюрный питбайк подошёл для этих целей идеально! Тем более, что он у меня есть и я его активно использую «и в селе и в городе». Это Kayo с двигателем YX150см3, оборудованный электростартером.
Для начала надо было углубиться в теоретические основы кинематики подвески и решить, как сделать развесовку питбайка более приемлемой для езды по пересечённой местности.
Мощные модели часто плохо управляемы на зыбких грунтах и плохо преодолевают крутые подъёмы. Виной тому очень короткая база, которая с одной стороны загружает заднее колесо и не даёт ему буксовать, позволяет проходить виражи с минимальным радиусом, а с другой не даёт хорошей курсовой устойчивости, постоянно провоцирует «вилли» и практически не даёт райдеру свободы действий в переносе веса между осями, что резко сужает возможности питбайка на подъёмах и скоростных прямых с прохождением гребёнки. Райдер постоянно сидит на заднем колесе и не может стоять в стойке! Короткая база и «кривая» развесовка с дифферентом на зад- это проклятие питбайков!
Исходя из этого было решено увеличить базу пита, для чего и был разработан маятник + 100мм к штатному, равному по длине стандартному кроссовому маятнику, под колесо 18″.
Что такое маятник на мотоцикле эндуро
Сергей, если перенести крепление маятника вниз, получится, что оси маятника, заднего колеса и ведущей звезды стоят на одной линии(рисунок 1). При работе подвески, расстояние между осью колеса и осью ведущей звезды будет уменьшаться(рисунок 2.
Показать полностью. Одна сторона треугольника не может быть больше суммы двух других), а это значит, что цепь «повиснет» как сопля на ветках, что вынуждает делать сложную систему натяжителей, а ещё из-за того, что при работе подвески сильно уменьшается длина верхней(ведущей) ветви цепи, будет ударная нагрузка на трансмиссию.
На серийных эндуро-мотоциклах расстояние между осями маятника и ведущей звезды делают минимальным, чтобы минимизировать изменение расстояния от оси колеса до оси ведущей звезды, которое возникает при работе подвески. Так же делается длинный маятник, чтобы уменьшить угол работы подвески. Изначально там тоже цепь чертит по маятнику, но это компенсируется слайдерами(выше предлагали изготовить их из ПВХ трубы), а при работе подвески, когда она уже прожимается до середины хода, оси колеса, маятника и ведущей звезды становятся в одну плоскость, тогда получается, что изменение длины цепи на всём ходе подвески минимизировано.
На своём мотоцикле, собранном на скору руку из того, что было, я уже столкнулся с такой проблемой. Благо, решил её жёстким натяжением верхней ветви через ролик и башмаком от шестёрки на нижней ветви. Вы обрекаете автора поста на тот же колхоз, что творил я, когда пытался нормально натянуть цепь, чтобы при работе подвески она не начинала перепрыгивать через зубья звёзд.
Задняя подвеска мотоцикла. Маятник качается, райдер улыбается
Устройство задней подвески, часть 1
Текст: Артем «S1LvER» Терехов
Как это было
Yamaha YA-1 1956 с подвеской свечного типа
Устройство
Двухрычажная автомобильная подвеска с поперечными рычагами
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.
Красота требует жертв?
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.
Заразные два колеса 3. Из классики в эндуро ценой рамы.
Здравствуй, дорогой читатель!
Пишу по случаю свершения новых модернизаций. Как поговаривают в мой адрес, проходя мимо процесса инноваций: «Дурная голова рукам покоя не даёт» или «Вот собаке делать нечего — она ж… лижет» — какбэ намекая. Но то — люди не сведущие, к росту не стремящиеся.
Всё больше и больше местного люда творческого заманивают фотографиями дам полуобнажённых на фоне своих колесниц, порой — ничем не примечательных. Но ваш верный слуга вновь попробует удивить вас ржавым, переваренным на свой лад, железом и гаражным инжинирингом.
Сперва, постараюсь объяснить что за эндуро и при чём тут «Ыж Плонита 5».
Планета 5 — классический байк. Это как обычный седан В/С — класса. Как жигули в мире мото. Классики(не только ижи, а как класс в целом) отличаются прямой посадкой, более-менее большим клиренсом, компромиссной по управляемости/жёсткости/энергоёмкости подвеской и низко- или средне — диапазонным мотором. Как вы наверняка уже догадались — это нечто среднее из всего, для комфортного перемещения по многим видам покрытия.
Эндуро мотоциклы — это родственники кроссовых. Близкие по внешке и дальние по начинке.
Эндуро — это двухколёсные внедорожники. Они делятся ещё на несколько категорий (софт-, хард, тур-), но общие черты такие: мотор с широким диапазоном момента, энергоёмкие подвески (более мягкие, с большими ходами), большой клиренс, выхлоп сверху и конечно же — резина. Более подробно и интересно рассказывают об эндуро вот эти товарищи:
Почему бы тогда сразу не взять иномарку? Почему не готовое протестированное и ровно сваренное изделие? Потому что эквивалентные по мощности ижу 250 — 300 кубовые пепелацы, даже будучи в довольно преклонном возрасте, неплохо кусаются. Ценой. Это верных 100к и выше. С одной стороны недорого, а с другой… Скажем так не для всех, особенно когда финансовый поток очень неплохо вливается в четырёх-колёсные проекты. А прохватить на двух — хочется, для разнообразия!
На помощь приходят «совкоциклы», «самотыклы нашего пошлого» и как их только ещё не называют… Ведь за скромные деньги они могут подарить немало удовольствия начинающему райдеру, а при некоторых доработках — ещё больше.
Лучшие доноры под это дело — Планеты. Особенно 5 и ПС. Так сказать топовые версии одноцилиндровых Ижей. Довольно неприхотливые, тяговитые и я бы даже сказал — надёжные. Мотор выкручивается в 5-6 тысяч у П5 и даже до 7 у ПС, при доработках зажигания.
Если у вас Урал/Днепр — не портите мотоцикл! Он длиннобазный, слишком тяжелый, склонный к перегреву с высокоинертным карданным приводом. В общем удовольствия будет в итоге меньше.
Минск, восход, сова — лёгкие, компактные и тоже годные. Но менее мощные и со своими проблемами(многие знают за коробки восхода и т.д.) Юпитер капризнее и менее надёжен.
ИМХО — Иж Планета лучший выбор.
О доработках двухтактных моторов рассказывалось в предыдущем выпуске. Теперь о геометрии.
Чтобы получить более-менее годный эндуро из классического ижа нужно изменить следующие параметры:
1. Увеличение клиренса. С этим всё понятно: выше — лучше. Обычно переносом верхних креплений сзади и наваркой наставышей спереди.
2. Уменьшение базы. Это расстояние между осями колёс. В стоке — 145см, у эндуро — около 132-137см. Так же влияет на геометрическую проходимость. Чем меньше, тем меньше шансов «сесть на брюхо», а байк вертлявее и поворотливее.
3. Увеличение длины маятника. Уменьшается горизонтальное смещение колеса(динамическое изменение базы), снижается уровень ослабления цепи при ходах подвески. Сток — 400мм, желательно около 500.
4. Уменьшение угла наклона вилки. Чоппер с большим наклоном красив и стабилен, но неповоротлив. Спорты с маленькими углами более управляемые, но имеют меньше стабильности. Поэтому из среднего значения классики угол желательно уменьшить, улучшив маневренность и снизив боковые нагрузки на перья при прыжках. Бонусом идёт уменьшение базы =)
Вот например, что получается при удлинении маятника без иных вмешательств:
Что же получилось у меня, у типичного жигулиста, которого однажды захлестнуло: