Виды мотоциклетных подвесок и их предназначение
Любое транспортное средство не может обойтись без подвески, которая отвечает за комфортабельность и управляемость. К сожалению, дороги не всегда бывают идеальными, поэтому водителям и пассажирам приходится мириться с тряской, ударами и резкими толчками, которые сбивают транспорт с выбранной траектории. Это касается и мотоциклов, причём для них вопрос борьбы с ударами, возникающими при проезде неровностей, очень важен, поскольку они намного менее устойчивы и сложны в управлении. Подвеска мотоцикла претерпела множество изменений на пути к тому виду, который она приняла в настоящее время. При этом между инженерами до сих пор нет согласия в вопросе, какой именно тип ходовой части лучше — поэтому мы рассмотрим краткую историю подвески мотоцикла, а также основные виды современных конструкций.
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.
Однако с ростом темпа движения пришлось позаботиться о комфорте, поскольку сильный удар на большой скорости мог выбить мотоциклиста из сидения, да и просто нарушить траекторию движения транспорта. Поэтому в конце 30-х годов была разработана свечная подвеска мотоциклов, которая начала массово использоваться в серийной технике через 10 лет. В ней используются блоки двусторонних пружин, которые располагаются по обе стороны колеса и соединяют раму с осью. Плюсом по сравнению с хардтейлом был хоть какой-то комфорт, а вот минус такой конструкции подвески заключался в быстром износе и плохой управляемости в повороте за счёт отсутствия связи между двумя сторонами задней вилки. Свечная подвеска также используется только в современных кастомах, стилизованных под ретро.
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.
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. nbsp;
