Motorsykkeloppheng - Motorcycle suspension

Motorsykkelens fjæring tjener et dobbelt formål: å bidra til kjøretøyets håndtering og bremsing, og gi sikkerhet og komfort ved å holde kjøretøyets passasjerer komfortabelt isolert fra kjørestøy, støt og vibrasjoner.

Den typiske motorsykkelen har et par gaffelrør for opphenget foran , og en svingarm med en eller to støtdempere for bakfjæringen.

Oppheng foran

Den vanligste formen for forhjulsoppheng for en moderne motorsykkel er den teleskopiske gaffel . Andre gaffeldesigner er bjelkegafler, hengende på fjærende parallelle lenker (ikke vanlig siden 1940-tallet) og bunnledende leddetaljer, ikke vanlig siden 1960-tallet.

Noen produsenter (f.eks. Greeves) brukte en versjon av svingarmen for fjæring foran på deres motocross-design. En ensidig versjon av ideen brukes også i motorsykler som Vespa .

Den knutepunkt-senteret styring som er utviklet av Ascanio Rodorigo , på et konsept knyttet til Massimo Tamburini er et komplekst fremre svingarm alternativt system som fører med fjæring og styring, slik som vist i prosjekter som Bimota Tesi og Vyrus motorsykler.

Teleskopiske gafler

Scott produserte en motorsykkel med teleskopgafler i 1908, og ville fortsette å bruke dem til 1931. I 1935 ble BMW den første produsenten som produserte en motorsykkel med hydraulisk dempet teleskopgafler. De fleste motorsykler bruker i dag teleskopgafler til den fremre fjæringen. Gaflene kan lett forstås som ganske enkelt store hydrauliske støtdempere med innvendige spiralfjærer . De lar forhjulet reagere på mangler i veien mens de isolerer resten av motorsykkelen fra den bevegelsen.

Toppen av gaflene er koblet til motorsykkelens ramme i en trippel treklemme (kjent som et "åk" i Storbritannia), som gjør at gaflene kan dreies for å styre motorsykkelen. Bunnen av gaflene er koblet til forhjulets aksel.

På konvensjonelle teleskopgafler glir den nedre delen eller gaffelkroppene ( "gaffelglidere" i Storbritannia) opp og ned gaffelrørene ( "gaffelstøtter" i Storbritannia). Gaffelrørene må være speilglatte for å tette gaffeloljen inni gaffelen. Noen gaffelrør, spesielt på tidlige roadsters og off-road motorsykler, er omsluttet av plastbeskyttende "gamasjer .

"Upside-down" (USD) gafler , også kjent som inverterte gafler, installeres invertert sammenlignet med konvensjonelle teleskopiske gafler. Skyvelegemene er øverst, festet i trippelklemmene , og stangrørene er nederst, festet til akselen . Dette USD-arrangementet har to fordeler: (i) det reduserer motorsykkelens ufjærede vekt ; og (ii) det øker torsjonsstivhet , noe som kan forbedre håndteringen. To ulemper med USD gafler er: (i) de er dyrere enn vanlige teleskopgafler; og (ii) de kan miste all dempingsoljen hvis en oljetetning svikter. USD-gafler finnes vanligvis på motorsykler , selv om Honda Valkyrie inneholdt USD-gafler.

Justering før belastning

Motorsykkeloppheng er designet slik at fjærene alltid er under kompresjon, selv når de er helt utvidet. Forbelastning brukes til å justere startposisjonen til fjæringen med vekten til motorsykkelen og føreren som virker på den.

Forskjellen mellom den fullstendige lengden på fjæringen og lengden komprimert av motorsykkelen og rytteren, kalles "total sag" eller "race sag". Total sag er satt for å optimalisere den opprinnelige posisjonen til fjæringen for å unngå bunn eller topp etter normale kjøreforhold. "Bottoming out" oppstår når suspensjonen komprimeres til et punkt der den mekanisk ikke kan komprimere lenger. Påfylling skjer når fjæringen strekker seg helt og ikke kan strekke seg mekanisk lenger. Økt forbelastning øker den innledende kraften på fjæren, og reduserer dermed total sag. Avtagende forbelastning reduserer den opprinnelige kraften om våren og øker dermed den totale saggen.

Noen motorsykler tillater justering av forhåndslast ved å endre lufttrykket inne i gaflene. Ventiler øverst på gaflene gjør at luft kan tilsettes eller frigjøres fra gaffelen. Mer lufttrykk gir mer forhåndsbelastning, og omvendt.

Gaffeldemping

Grunnleggende gaffeldesign bruker et enkelt spjeldstangsystem , hvor demping styres ved å passere gaffelolje gjennom en åpning. Selv om det er billig å produsere, er det vanskelig å stille inn slike gafler, da de pleier å gi for lite demping ved lave skyvehastigheter, men likevel for mye demping ved høyere skyvehastigheter. Enhver justeringsinnstilling vil alltid være et kompromiss, og gir både overdreven grøtaktig og stiv demping. Siden gafler fungerer som hydrauliske dempere, vil endring av vekten på gaffeloljen endre dempningshastigheten. Noen teleskopgafler har utvendige justeringer for demping.

En mer sofistikert tilnærming er patrongaffelen , som bruker interne patroner med et ventilsystem. Demping ved lave skyvehastigheter styres av en mye mindre åpning, men demping ved høyere skyvehastigheter styres av et system med fleksible mellomlegg, som fungerer som en bypassventil for gaffeloljen. Denne ventilen har et antall slike mellomlegg av varierende tykkelse som dekker åpningene i ventilen for å kontrollere dempingen av gaffelen ved høye og middels høye støt.

Noen av shims (eller "bladfjærer") løfter med liten kraft slik at væske strømmer gjennom åpningen. Andre fjærer krever større kraft for å løfte og tillate flyt. Dette gir gaffelen digressiv demping, slik at den blir stiv over små støt, men likevel relativt mykere over større støt. Også fjærene (eller shims) tillater bare strømning i en retning, så ett sett med fjærer kontrollerer kompresjonsdemping og et annet returdemping. Dette gjør at dempingen kan stilles inn separat.

Patronemulatorer er deler av ettermarkedet som gjør at spjeldstanggafler oppfører seg praktisk talt som kassettgafler. Dempingsåpningen i spjeldstangen er laget så stor at den praktisk talt ikke har noen innvirkning på demping, og i stedet overtar en "emulator" dempingsfunksjonen. Emulatoren har en veldig liten åpning for lav gaffeldemping, og en justerbar shim-stack for høy gaffeldemping.

Gassladede patrongafler , som ble tilgjengelig i 2007, består av gassladede patroner montert i standard gafler. Dette settet er egnet for supersport-racingklasser, der regelverket forbyr fullstendig utskifting av gaffel, men tillater endring av originale gafler.

Bremsedykk

Å bruke bremsene til en motorsykkel i bevegelse øker belastningen på forhjulet og reduserer belastningen på bakhjulet på grunn av et fenomen som kalles lastoverføring . For en detaljert forklaring og en prøveberegning, se bremseseksjonen i Sykkel- og motorsykkel-dynamikk- artikkelen.

Hvis motorsykkelen er utstyrt med teleskopgafler , overføres den ekstra belastningen på forhjulet gjennom gaflene som komprimerer. Denne forkortingen av gaflene fører til at frontenden av sykkelen beveger seg lavere, og dette kalles bremsedykk . Teleskopiske gafler er spesielt utsatt for dette, i motsetning til ledende koblingsdesign.

Bremsedykk kan være foruroligende for føreren, som kan føle at han eller hun er i ferd med å bli kastet over fronten på motorsykkelen. Hvis sykkelen dykker så langt som å trekke ut de fremre gaflene, kan det også føre til problemer med håndtering og bremsing. Et av formålene med en fjæring er å bidra til å opprettholde kontakten mellom dekk og vei. Hvis opphenget har havnet, beveger det seg ikke lenger som det skal, og hjelper ikke lenger å opprettholde kontakten.

Mens overdreven bremsedykk er foruroligende, og bunnen kan føre til tap av trekkraft, reduserer en viss mengde bremsedykk motorsykkelens rake og løype, slik at den kan svinge lettere. Dette er spesielt viktig for syklistene trail bremsing på inngangen til svingene.

Bremse dykk med teleskopgafler kan reduseres ved enten å øke fjærstivheten av gaffelfjærene, eller ved å øke kompresjonsdemping av gaflene. Imidlertid gjør alle disse endringene motorsykkelen mindre behagelig å sykle på tøffe veier, siden frontenden vil føles stivere, på 1980-tallet forsøkte forskjellige produsenter å komme seg rundt dette ved hjelp av antidykningsmetoder som:

• ACT: Utviklet av Marzocchi og montert på Buell motorsykler som Buell RR 1200 (1988).
• ANDF (Anti Nose Dive Forks): Dette ble montert på en rekke Suzuki GSX-modeller og RG250.
• AVDS (Automatic Variable Damping System): Dette ble montert på en rekke Kawasaki motorsykler.
• NEAS (ny elektrisk aktivert fjæring): Som montert på Suzuki GSX-R 1100 og GSX-R 750 Limited Edition.
• PDF (Posi Damp Fork): Dette ble montert på Suzuki RG500, GSX1100E / GS1150E og GSX-R 750 og var en forbedring av de forrige Anti Dive-enhetene (som fungerer ved at bremsevæsketrykket lukkes en ventil i mekanismen når bremsene påføres, noe som begrenser strømmen av dempende olje og reduserer kompresjonen på gaffelen). PDF-enhetene fungerer på en lignende måte, bortsett fra at de er helt avhengige av selve kompresjonsslaget. Ventilene er fjærbelastet, så hvis hjulet treffer en støt, spretter de av setene og gjenoppretter oljestrømmen et øyeblikk for å la fjæringen absorbere støtet.
• TCS (Travel Control System): Antidykkersystem med variabel demping. TCS ble introdusert på FZ 400 R (1984, bare for det japanske markedet).
• TRAC (Torque Reactive Anti-dive Control): Dette er utviklet av Honda, og er et enkelt mekanisk system som er fullstendig inneholdt i frontfjæringen. Den fremre bremsekaliperen er montert på et hengsel, og bruker dreiemomentet som er opprettet i bremsevirkningen for å betjene en ventil i gaffelen, som hemmer oljestrømmen under bremsing. Dette systemet ble montert på en rekke motorsykler, særlig Goldwing- serien fra 1983 til 2000, Stillehavskysten , CB1100F , CB1000C og VFR750F .

Med fremkomsten av patrongafler, som tillater mer demping med lav hastighet og mindre demping med høy hastighet enn de tidligere dempestanggaflene, har separate antidykningsmekanismer generelt falt ut av bruk.

En annen metode for å redusere eller eliminere bremsedykk i teleskopgafler er å bruke en reaktiv ledd eller momentarm for å koble bremsekomponentene til motorsykkelrammen via trippelklemmen.

Noen gaffeldesign reduserer dykk, eliminerer det eller til og med snur det uten å påvirke frontfjæringen negativt. Den Earles gaffel er blant de sistnevnte; når du bremser frontbremsen hardt, hever faktisk frontenden av motorsykkelen. BMWs Telelever-gaffel er designet for nesten å eliminere dykking, og kunne ha vært designet for å eliminere det helt hvis produsenten valgte å gjøre det. Ledende ledegafler, slik som de brukes på noen Ural-motorsykler , kan også utformes for å redusere eller eliminere dykk.

Saxon-Motodd (Telelever) gaffel

Saxon-Motodd (markedsført som Telelever av BMW ) har en ytterligere svingarm som blir montert på rammen og støtter fjæren. Dette fører til at riven og stien øker under bremsing i stedet for å avta som med tradisjonelle teleskopgafler.

Hossack / Fior (Duolever) gaffel

Hossack / Fior (markedsført som Duolever av BMW ) skiller fullstendig fjæringen fra styringskreftene. Den ble utviklet av Norman Hossack, men brukt av Claude Fior og John Britten på racersykler. Hossack selv beskrev systemet som en 'styrt oppreist'. I 2004 kunngjorde BMW K1200S med en ny fjæring foran som er basert på denne designen.

Ensidig

En ensidig fremre svingarmsfjæring ble brukt på Yamaha GTS1000 , introdusert i 1993. GTS brukte RADD, Inc. frontfjæring designet av James Parker. En ensidig bjelke gaffel var bruk i tysk Imme R100 motorsykkel mellom 1949 og 1951, og den Vespa scooteren har en ensidig etterfølgende kobling-gaffel . Mer nylig, mellom 1998 og 2003, brukte ItalJet " Dragster " scooter også en ensidig svingarmsfjæring, men i motsetning til GTS1000 var det ingen øvre kontrollarm; den øvre delen av fjæringen på Dragster tjente bare til å overføre styringang.

Nav-senter styring

Nav-senterstyring er preget av en svingarm som strekker seg fra bunnen av motoren / rammen til midten av forhjulet i stedet for en gaffel.

Fordelene med å bruke et nav-senter styresystem i stedet for en mer konvensjonell motorsykkel gaffel er at nav-senter styring skiller styring, bremsing og fjæring funksjoner.

Med en gaffel blir bremsekreftene ført gjennom fjæringen, en situasjon som fører til at fjæringen blir komprimert, og bruker en stor mengde oppheng, noe som gjør det vanskelig å håndtere ujevnheter og andre uregelmessigheter på veien. Når gaflene dykker, endres sykkelstyringsgeometrien også, noe som gjør sykkelen mer nervøs, og omvendt blir akselerasjonen mer lat. Å få styringen til å fungere gjennom gaflene forårsaker også problemer med stiksjon , noe som reduserer fjæringens effektivitet. Lengden på den typiske motorsykkelgaffelen betyr at de fungerer som store spaker rundt toppstokken som krever at gaflene, toppstokken og rammen er veldig robuste og legger til sykkelens vekt.

Utholdenhetsraceren "Nessie", bygget av racingteamet Mead & Tomkinson , brukte en tilpasset versjon av Difazio hub-center-styring , der bremsekrefter ble rettet mot rammen via en svingbar gaffel (snarere enn gjennom styrehodet ). Dette tillot nøytral styring og fravær av bremsedykk.

Fjæring bak

Tidlige bakhjulsoppheng

Mens fremre suspensjoner ble nesten universelt adoptert før første verdenskrig, brukte flere produsenter ikke bakhjulsoppheng på syklene før etter andre verdenskrig. Motorsykler med bakhjulsoppheng ble imidlertid tilbudt publikum før første verdenskrig. Bemerkelsesverdig blant disse er 1909 ASL som hadde både pneumatisk fjæring foran og bak, 1913 Indian Single med svingarm hengende fra en bladfjær og 1913 paven med hjul støttet på et par stempel som hver ble hengt opp av en spiralfjær .

Stempeloppheng

Flere motorsykler før og umiddelbart etter andre verdenskrig brukte stempeloppheng der den vertikale bevegelsen av bakakselen ble kontrollert av stempel som var opphengt av fjærer.

Merkbare produsenter av sykler med stempeloppheng inkluderer Adler , Ariel , BMW , BSA , Indian , MZ , Saroléa , Norton , Cossack / Ural og Zündapp .

Selv om stempeloppheng kunne være sofistikert, med fjæring og demping i både kompresjon og tilbakesprengning, hadde den tre ulemper (sammenlignet med den nesten universelle svingarmen som lyktes), som følger: (i) hjulfart var begrenset, (ii) hjulet kunne bevege seg ut fra den nødvendige vertikale aksen, og (iii) det var dyrere å produsere og vedlikeholde.

Svingearmer

Den grunnleggende motorsykkelens svingarm er en firkant, med en kortside koblet til motorsykkelens ramme med lagre slik at den kan svinge. Den andre kortsiden er bakakselen som bakhjulet snur rundt. Langsidene er koblet til motorsykkelens ramme eller bakre underramme med ett eller to støt med spiralfjærer.

I produksjons motorsykler er ikke svingarmene akkurat rektangulære, men deres funksjon kan lettere forstås ved å tenke på dem som sådan.

Når det bare er en svingarm på den ene siden av motorsykkelen, er dette kjent som en ensidig svingarm . I 1981 introduserte BMW ensidig svingarm (monospak) til motorsykler på deres R 80 GS-modell. Bemerkelsesverdige eksempler inkluderer Honda VFR800 og BMW R- og K-serien. Ensidig svingarm gjør det lettere å fjerne bakhjulet, selv om de generelt øker den usjungne vekten til bakfjæringen. Dette skyldes det ekstra materialet som kreves for å gi identisk vridningsstivhet til et konvensjonelt (tosidig) svingarmsoppsett. Av denne grunn blir sportshjul sjelden sett ved hjelp av oppsettet. Bemerkelsesverdige unntak er Ducati 916 som var beregnet på utholdenhetsløp, MV Agusta f4 som har et hult interiør for redusert vekt (en magnesiumversjon er også tilgjengelig) og Ducati 1098, som fikk en ensidig svingarm kun for styling grunner.

På mange akseldrevne motorsykler er drivakselen inneholdt i en av langsidene av svingarmen. Bemerkelsesverdige eksempler inkluderer alle BMW-modeller etter 1955 før BMWs bruk av de ensidige svingarmene, Ural , mange Moto Guzzi- tvillinger, Honda Goldwing , Yamaha XS Eleven og Yamaha FJR1300 .

BMW R- og K-serien kombinerer en akseldrift i svingarmen med en ensidig svingarm, og kombinasjonen markedsføres som Paralever . Nyere Moto Guzzi motorsykler bruker en lignende ordning som markedsføres som CA.RC ("CArdano Reattivo Compatto" - Compact Reactive Shaft Drive).

For motorsykler med kjededrift kan bakakselen vanligvis justeres forover og bakover i forhold til svingarmen, for å justere kjedespenningen, men noen få modeller (som for eksempel Triumph og BSA firetakts 1971/72 og Ducati 860 GTS og Darmah 900-tallet) gjør justeringen ved svingarmens svingpunkt.

Støtdempere

De hydrauliske støtdempere som brukes på bakhjulsopphengene til motorsykler, er i det vesentlige de samme som de som brukes i andre kjøretøyapplikasjoner.

Motorsykkelstøt varierer noe ved at de nesten alltid bruker en spiralfjær. Med andre ord, fjæren til bakfjæringen er en spiralfjær som er installert over eller rundt sjokket.

Når det gjelder justering, spenner bakstøtene seg fra ingen justeringer overhodet til justeringer før belastning bare til racingstøt med justeringer for lengde, forbelastning og fire forskjellige typer demping. De fleste sjokk har interne oljereservoarer, men noen har eksterne, og noen har luftassistert demping.

En rekke selskaper tilbyr spesialbygde støtdempere bak for motorsykler. Disse støtene er satt sammen for en bestemt kombinasjon av motorsykkel og rytter, med tanke på motorsykkelens egenskaper, vekten til rytteren og rytterens foretrukne kjørestil / aggressivitet.

Tvillingdempere

Tvillingstøt refererer til motorsykler som har to støtdempere. Vanligvis er dette begrepet brukes for å betegne en bestemt æra av motorsykler, og er oftest brukt når de beskriver off-road motorsykler.

På slutten av 1970- og 1980-tallet gjennomgikk design og ytelse for motorsykkel bakfjæring enorme fremskritt. Det primære målet og resultatet av disse fremskrittene var økt bakhjulstrekkelse, målt i hvor langt bakhjulet kunne bevege seg opp og ned. Før denne perioden med intenst fokus på ytelse på bakhjulsoppheng, hadde de fleste terrengmotorsykler bakhjulstrekk på ca. 9-10 cm. På slutten av denne perioden hadde de fleste av disse motorsyklene bakhjulstrekk på ca. 30 cm. I begynnelsen av denne perioden ble forskjellige bakfjæringsdesign brukt for å oppnå denne ytelsen. Mot slutten av denne perioden ble imidlertid et design bestående av å bruke bare en støtdemper (i stedet for to) allment akseptert og brukt. Ytelsen til enkeltstøtdemper-suspensjoner var langt bedre enn motorsykkel med to støt. Følgelig brukes dette designskille lett til å kategorisere motorsykler. Med unntak av Bentley- og Draper-systemet ( New Imperial og Brough Superior- maskiner) og HRD- systemet (senere Vincent ) både utviklet og patentert på 1920-tallet, er det først siden 1980-tallet at monoshock-motorsykler har vært normen, begrepet "twinshock" brukes nå til å kategorisere vintage motorsykler. Dette skillet er viktig fordi det gir klasser som brukes til motorsykkelkonkurranse. For eksempel avholdes vintage motocross løp for eldre motocross motorsykler. For å forhindre at de bedre presterende monoshock-motorsyklene dominerer konkurransen, er det separate konkurranseklasser for monoshock- og twinshock-motorsykler, som forhindrer dem i å konkurrere direkte mot hverandre.

Enkelt støtdemper

På en motorsykkel med en enkelt støtdemper bakfjæring, kobler en enkelt støtdemper den bakre svingarmen til motorsykkelens ramme. Vanligvis er denne ensomme støtdemperen foran bakhjulet, og bruker en kobling for å koble til svingarmen. Slike koblinger er ofte designet for å gi en økende dempingsgrad for baksiden. I 1972 introduserte Yamaha Mono-Shock enkelt fjæringssystem bak på motorsyklene som konkurrerte i Motocross verdensmesterskap . Suspensjonen som ble designet av Lucien Tilkens, ble så vellykket at andre motorsykkelprodusenter utviklet sine egne design. Hondas versjon heter Pro-link , Kawasaki er Uni-Trak , og Suzuki er Full-Floater . Hondas Unit Pro-Link , brukt først på Honda RC211V MotoGP racer, og deretter på Honda CBR600RR sportssykkel fra 2003 , er ment å isolere rammen og styrehodet fra uønskede krefter som overføres av bakfjæringen ved å ha demperens øvre feste inneholdt innenfor den bakre svingarmsunderrammen, i stedet for å koble den til selve rammen.

Se også

• Sykkeloppheng
• Liste over produsenter av motorsykkeloppheng

Merknader

Referanser

Videre lesning