Види мотоциклетних підвісок і їх призначення

Види мотоциклетних підвісок і їх призначення

Будь-який транспортний засіб не може обійтися без підвіски, яка відповідає за комфортабельність і керованість. На жаль, дороги не завжди бувають ідеальними, тому водіям і пасажирам доводиться миритися з трясінням, ударами і різкими поштовхами, які збивають транспорт з вибраної траєкторії. Це стосується і мотоциклів, причому для них питання боротьби з ударами, що виникають при проїзді нерівностей, дуже важливе, оскільки вони набагато менш стійкі і складні в управлінні. Підвіска мотоцикла зазнала безліч змін на шляху до того виду, який вона прийняла нині. При цьому між інженерами досі немає згоди в питанні, який саме тип ходової частини кращий — тому ми розглянемо коротку історію підвіски мотоцикла, а також основні види сучасних конструкцій.

Історія

Передня підвіска

Складно представити, але перші мотоцикли були оснащені ресорами, які використовувалися для пом'якшення поштовхів при проїзді нерівностей. Вони були прикріплені до рульової колонки за допомогою довгої труби, що роздвоюється у закінчення подібно до жорсткої велосипедної вилки. Проте така конструкція підвіски мотоцикла швидко показала свою неспроможність, оскільки вона вимагала частого обслуговування, а також погано гасила коливання і не дозволяла добитися хорошої керованості.

Тому вже в 20-х роках минулого століття на зміну примітивній ресорній підвісці прийшла вилка паралелограма. У ній дві жорстких стійки, об'єднаних поперечкою і трикутною розпіркою, з'єднуються з кермом мотоцикла за допомогою важелів, що коливаються. Крім того, до центральної точки рульової колонки прикріплена пружина, яка упирається протилежним кінцем в поперечку вилки паралелограма, тоді як амортизатор трохи зміщений убік. Перевагою такої конструкції підвіски стала велика жорсткість, яка допомагала їздцеві краще утримувати стабільну траєкторію, а недолік її полягав в підвищеній інерційності управління і малої ефективності боротьби з коливаннями.

У 30-х роках інженери декількох мотоциклетних компаній працювали над важільними вилками, які були конструкцією підвіски з іншими характеристиками. У ній дві жорсткі труби приєднувалися до рульової колонки, проте вони були спрямовані не до колеса, а згиналися, повторюючи його контури, внаслідок чого інший кінець такої вилки знаходився недалеко від рами на одному рівні з віссю переднього колеса. Підвіска, яка сполучала вилку з колесом, складалася з довгих важелів, які були прокладені від кінця труб до осі, а також з амортизаторів. Останні кріпилися на важелях недалеко від осі колеса, а також в точці, де вилка згиналася, відхиляючись від прямої лінії, що виходить з рульової колонки. Така конструкція підвіски дозволила поліпшити керованість і комфортабельність, проте ціною цьому став обмежений кут повороту керма, а також підвищена швидкість зносу її компонентів.


Важільна передня підвіска застосовувалася на багатьох важких мотоциклах, у тому числі і радянських «Уралах». Її удосконалили в 70-х роках інженери Harley Davidson — вони узяли вилку паралелограма, проте зробили її ближчою до вертикалі, внаслідок чого довелося з'єднати труби з колесом коротким важелем. Така конструкція дістала назву «спрингер» — вона використовується на багатьох тюнинговых мотоциклах і в наші дні. Варто відмітити, що навіть інші перелічені вище види підвіски часто застосовуються в кастом-байках, що дозволяє стилізувати їх під певну епоху.

Задня підвіска

Якщо необхідність застосування передньої підвіски була очевидною, то про гасіння коливань, що приймаються заднім колесом, довгий час ніхто не думав. Тому приблизно до середини 30-х років найбільш популярними залишалися так звані «хардтейлы», тобто мотоцикли без якої-небудь задньої підвіски. Комфорт водія забезпечувався за рахунок підпружиненого сидіння, а також за рахунок природної пружності пневматичної шини. Проте пасажирові доводилося підкладати товсту м'яку подушку, щоб уникнути неприємних відчуттів, оскільки в ті роки його сидіння представляло жорстку платформу, сполучену з рамою за допомогою труб. Цікаво, що така конструкція без підвіски зустрічається і зараз — як правило, її використовують в кастом-байках, не розрахованих на високошвидкісну їзду.

Проте із зростанням темпу руху довелося потурбуватися про комфорт, оскільки сильний удар на великій швидкості міг вибити мотоцикліста з сидіння, та і просто порушити траєкторію руху транспорту. Тому у кінці 30-х років була розроблена підвіска свічки мотоциклів, яка почала масово використовуватися в серійній техніці через 10 років. У ній використовуються блоки двосторонніх пружин, які розташовуються по обидві сторони колеса і сполучають раму з віссю. Плюсом в порівнянні з хардтейлом був хоч якийсь комфорт, а ось мінус такій конструкції підвіски полягав в швидкому зносі і поганій керованості в повороті за рахунок відсутності зв'язку між двома сторонами задньої вилки. Підвіска свічки також використовується тільки в сучасних кастомах, стилізованих під ретро.

Сучасність

Передня підвіска

Найбільше поширення на сьогодні отримала класична телескопічна вилка, яка стала компромісним варіантом. Вона складається з двох телескопічних труб, кожна з яких розділена на дві половини, що ковзають один усередині одного. У цих трубах розташовуються пружинно-гідравлічні амортизатори, які відповідають за поглинання енергії ударів і коливань, що йдуть за ними. На відміну від гідравлічних амортизаторів колишніх модифікацій, в цій конструкції підвіски передбачені окремі клапани стискування і відбою, що дозволяє регулювати динаміку цих процесів окремо один від одного. Завдяки цьому вдається пристосовувати параметри передньої підвіски до індивідуальних переваг і навіть до ваги власника мотоцикла.

Проте телескопічна вилка має декілька значних недоліків. Перший представлений малою жорсткістю такої конструкції, що призводить до нестабільної поведінки мотоцикла на поганій дорозі. Частково розв'язати таку проблему вдається, якщо зробити труби товщими і ширшими, проте це збільшує масу мотоцикла і ускладнює його конструкцію. Крім того, в результаті постійного тертя поверхонь труб один об одного вони досить швидко зношуються, що змушує часто ремонтувати передню підвіску. З цим недоліком борються за допомогою спеціальних полімерних і композитних покриттів.

Крім того, якщо інші види підвісок припускають гасіння коливань шляхом укорочення колісної бази мотоцикла, то тут це відбувається шляхом скорочення довжини самої вилки. За рахунок цього при гальмуванні мотоцикл відчутно просідає на переднє колесо, що негативно впливає на керованість і комфортабельність. Свої методи боротьби з просіданням передньої підвіски пропонували різні інженери. Проте найбільш вдалою виявилася конструкція Honda — в ній при натисненні на гальмо супорт злегка зміщувався і закривав клапан, що робило підвіску жорсткішою. На відміну від конструкцій Yamaha і інших аналогів, в цьому випадку не виникало складнощів при їзді по нерівностях — якщо мотоцикл наїжджав на купину, підпружинений клапан автоматично відкривався, що дозволяло повернути підвіску в колишній стан.

Компанія BMW вважає телескопічну передню підвіску мотоцикла застарілою і активно просуває конструкцію, яка конструктивно подібна до автомобільної ходової частини. Її суть полягає у використанні вилки паралелограма, яка прикріплена до рульової колонки за допомогою шарнірного важеля. В той же час амортизатор сполучає вилку через спеціальний важіль не з колонкою, а з рамою, що дозволяє повністю позбавитися від передачі вібрацій і коливань на кермо, зробивши управління набагато зручнішим. У спрощеній конструкції використовується один шарнірний важіль, який кріпиться до поперечки телескопічної вилки, а також з'єднується з рамою за допомогою амортизатора. Плюсом такої конструкції підвіски є підвищена комфортабельність і зручність управління, а ось мінусом багато мотоциклістів називають відсутність «почуття дороги» — вони стверджують, що не можуть своєчасно реагувати на зміну дорожньої обстановки, не відчуваючи якості покриття траси.

Ще в 20-х роках була винайдена консольна передня підвіска, яка дозволяла сполучати рульову колонку і раму мотоцикла до переднього колеса за допомогою одного важеля. Проте вона отримала поширення тільки у кінці 80-х, що пов'язано з появою нових високоміцних матеріалів. Важіль такої підвіски кріпиться через амортизатор в телескопічній трубі до дугоподібної додаткової рами, а також з'єднується з рульовою колонкою через систему шарнірів. Завдяки цьому вдається зменшити габарити передньої підвіски мотоцикла, а також повністю усунути усі недоліки, наявні у телескопічної вилки! Проте і в цьому випадку доводиться йти на компроміс — консольне кріплення колеса обмежує кут його повороту, а застосування надміцних сплавів і дрібносерійної конструкції підвищує вартість мотоцикла.

Задня підвіска

Сучасні виробники позбавилися від жорстких і свічок конструкцій, прийнявши на озброєння важільну схему побудови задньої підвіски мотоциклів. Головним її елементом є так званий маятник — довгий важіль, який кріпиться до рами за допомогою шарнірів і сполучений з віссю заднього колеса. Найбільш примітивним варіантом такої конструкції є задня підвіска з H— образним маятником і двома вертикальними амортизаторами. Вона має досить великі габарити, а також не може забезпечити досить великої жорсткості, що змушує обмежувати швидкість їзди або підвищувати масу усього мотоцикла.

Ще в 1977 році з'явилася підвіска на основі моноамортизатора, який був одним блоком, що складається з пружини з гідравлічним поглиначем коливань. Спочатку він встановлювався безпосередньо на маятник, що дозволяло збільшити жорсткість і оптимізувати геометричні параметри роботи підвіски. Проте згодом з'явилася конструкція, в якій моноамортизатор приєднали до окремого механізму, що складається з важелів, що коливаються, що дозволяло отримати наступні переваги:

  • Збільшений діапазон регулювань;
  • Зниження навантажень на вузол і уповільнення його зносу;
  • Поява прогресивних характеристик — кінематика роботи підвіски змінювалася залежно від сили навантажень, що доводилися на неї.

Проте спортивні мотоцикли не могли обходитися класичним маятником — їм була потрібна гранично жорстка конструкція, яка до того ж забезпечувала б легкий доступ до колеса і компонент приводної системи. Тому у кінці 80-х років була розроблена задня підвіска мотоцикла з одностороннім консольним кріпленням заднього колеса, в основі якої лежав наджорсткий маятник, створений із сплаву кольорових металів. Вона довгий час застосовувалася тільки в мотоспорті, але з кінця 90-х років консольний маятник став практично новим стандартом для дорожніх спортбайков.


Альтернативну конструкцію запропонувала компанія BMW, яка знову не задовольнилася лише доведенням і тонким налаштуванням існуючих варіантів. У її підвісці, названою «Паралевер», моноамортизатор кріпився не на прямій лінії з віссю колеса, а на одній прямій з консольним важелем, усередині якого був пропущений карданний вал. Це дозволило поліпшити роботу підвіски в граничних режимах, а також збільшити її хід, що дуже важливо для великих внедорожных мотоциклів. Завдяки наявності додаткового важеля, який перетворював вузол в повноцінний паралелограм, можливості налаштування такої підвіски були дуже широкі, причому вона по-різному реагувала на різні види покриття.

Прогресивна підвіска від BMW згодом було кілька разів вдосконалена — сьогодні випускаються мотоцикли з третім поколінням «Паралевера». Додатковий важіль, що забезпечує прогресивні характеристики і широкі можливості налаштування, перемістився вгору, в корпусі заднього редуктора з'явилася виїмка для зниження маси, а моноамортизатор став кріпитися ближче до рами. Завдяки цьому вдалося добитися істотного зменшення ваги конструкції, а також легкості зміни її параметрів і обслуговування. При цьому міцність задньої підвіски важких внедорожных мотоциклів BMW не змінилася — в ній почали використовуватися сплави на основі титану, які здатні витримувати дуже великі навантаження.

Шляхом прогресу

Не варто думати, що сучасні конструкції підвіски мотоциклів ідеальні — у них є безліч недоліків, які викликані застосуванням компромісних рішень. За рахунок цього інженери багатьох великих компаній ведуть роботу у напрямі розробки принципово іншої підвіски мотоцикла. Так, пару років назад була представлена комфортабельна і зручна в управлінні пневматична підвіска, проте доки не вдалося вирішити проблеми, пов'язані з її надійністю, — у балони потрапляє надто багато пилу і бруду. Крім того, багато інженерів намагаються адаптувати автомобільну двохважільну підвіску, яка має майже ідеальну кінематику. Проте єдиним відносно вдалим екземпляром, в якому вийшло реалізувати цю ідею, є надважкий Dodge Tomahawk з вартістю, що вимірюється в мільйонах доларів.