В задней подвеске легко рассмотреть оба компонента: пружину и амортизатор Любое дорожное покрытие (да, даже свежий асфальт) имеет некоторые неровности. Колесо, при проезде по таким неровностям, может подпрыгивать, теряя контакт с покрытием. Когда колесо не контактирует с дорогой – оно не способно влиять на траекторию мотоцикла. Иными словами – мотоцикл в эти моменты становится неуправляемым.
Частично это явление сглаживается амортизирующими свойствами самой покрышки. Однако этого недостаточно. Для более эффективной борьбы с неровностями используется подвеска.
Основное назначение подвески – обеспечить постоянный качественный контакт колеса с дорожным покрытием.
Работа подвески оказывает значительное влияние на пятно контакта колеса и, как следствие – на силу сцепления колеса с дорогой.
Подвеска, как правило, имеет две основные части: упругий элемент (пружина) и демпфер (амортизатор).
Амортизатор
Любая пружина, если ее сжать, а затем отпустить – начинает колебаться. Главная задача амортизатора в подвеске – демпфировать (поглотить) колебания пружины. Амортизатор преобразует энергию колебаний пружины в тепловую энергию (жидкость внутри амортизатора нагревается, после чего тепло рассеивается).
Правильно подобранные и отрегулированные компоненты подвески способны значительно улучшить управляемость. В то же время неисправная подвеска может стать причиной резкого ухудшения поведения мотоцикла. Подвеска всегда должна быть в исправном состоянии.
Рабочий ход подвески
В передней подвеске – вилке, пружины как и демпфирующий элемент находятся внутри корпуса вилки
При работе подвеска постоянно сжимается и разжимается, отрабатывая неровности покрытия. Ход подвески между полностью сжатым и полностью разжатым состоянием называется рабочим ходом. Оптимальный режим работы подвески достигается в середине ее рабочего хода. Ближе к концам рабочего хода качество работы подвески ухудшается.
Также подвеска может сжиматься и разжиматься под действием сил инерции, действующих на мотоцикл при его ускорении. При разгоне передняя и задняя подвески разжимаются. При торможении двигателем или задним тормозом обе подвески сжимаются. При торможении передним тормозом передняя подвеска сжимается, а задняя – разжимается.
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:
- Увеличенный диапазон регулировок;
- Снижение нагрузок на узел и замедление его износа;
- Появление прогрессивных характеристик — кинематика работы подвески изменялась в зависимости от силы приходившихся на неё нагрузок.
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.
Подвеска и угол наклона мотоцикла
С увеличением угла наклона мотоцикла работа подвески ухудшается. Это вызвано тем, что элементы подвески начинают работать не перпендикулярно дорожному покрытию, а под углом. В связи с этим сцепление шин с дорогой при увеличении угла наклона мотоцикла также ухудшается.
Именно с этим явлением связан такой прием вождения как «свешивание». Свешиваясь с мотоцикла внутрь поворота мотоциклист позволяет мотоциклу находиться в более вертикальном состоянии. В результате подвеска работает лучше и резина находится в лучшем контакте с дорогой.
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.
Алюминиевая нижняя полка может иметь высоту до 100 мм. Прикрепленная тремя винтами, он соединяет обе ножки вилки, одновременно усиливая ее. Часто слишком сильно
Красивая фиксация тонкостенной, но огромной оси переднего колеса у MV Agusta F4
Большой поршень вилки типа Big Piston, который входит непосредственно в голени. Ниже поршни традиционной вилки небольшого диаметра с механизмом регулировки демпфирования отскока (справа) и отскок демпфирования, которые размещены в одном цилиндре амортизатора (т. н. картридж).
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.
