Zawieszenie Motocykla - Działanie I Regulacja

[jab2]

Cześć,

Ostatnio jeden z forumowiczów uświadomił mnie, że „młodzi” użytkownicy nadal dokładnie czytają nasze forum i znajdują różne sprzeczności. Występują stare PRLowskie zabobony, usłyszane jakieś dziwne teorie itp. Często pojawiają się tu usłyszane teorie od mechaników, którzy „zawsze tak robili i było dobrze”. Następnie powtarzają bez zastanowienia się dlaczego tak a nie inaczej. No ale miał być temat o zawieszeniu, więc do rzeczy.

Na początek trzeba sobie zadać pytanie po co ktoś w ogóle wymyślił te wszystkie skomplikowane urządzenia jakie pracują w zwieszeniach kół? Po to żebyśmy nie stracili zębów na dziurach? Żeby można było się pochwalić przed kolegami nową kolorową sprężyną ohlinsa? Otóż nie. Głównym zadaniem zawieszenia jest utrzymanie stałego kontaktu opony z podłożem niezależnie od jego ukształtowania.  
 

Wyobraźmy sobie ruch koła po wybojach. Niezależnie od tego czy będziemy wjeżdżać na wybój czy wpadać w dziurę zawieszenie wykona taki sam ruch: w górę i w dół (lub w dół i górę) poprzecznie do  osi koła. Jak widać idea działania zawieszenia jest bardzo prosta.

Jak już wiemy po co ktoś wymyślił amortyzowane zawieszenie to teraz trzeba się dowiedzieć jak jest zbudowane zawieszenie w motocyklu, po co i jak je regulować oraz co to wszystko daje.

Zakładam, że każdy użytkownik motocykla wie, że zawieszenie składa się ze sprężyny i amortyzatora. Zadaniem sprężyny jest przekształcenie energii kinetycznej (ruchu) w energię potencjalną. Skoro sprężyna zamienia energię kinetyczną w energię potencjalną to po co komu amortyzator? Czy zawieszenie nie mogłoby składać się z samej sprężyny?
Jakby tak było, to koło, które przejechało przez nierówność bujałoby się jeszcze przez długi czas.

 

 

 

Co się więc dzieje z energią zgromadzoną w sprężynie? Z fizyki wszyscy powinni wiedzieć, że energia nie znika. Energia jest przekształcana w inną formę energii. Pewnie już się domyślacie, że po to właśnie jest amortyzator. Amortyzator przekształca energię potencjalną w energię potencjalną. Dziwne nie? Ale to nie pomyłka. Energia potencjalna sprężystości przekształcana jest w energię potencjalną ciepła a następnie odprowadzana jest do otoczenia. Teraz już znamy podstawową zasadę działania zawieszenia i co się dzieje z energią.


Regulacja zawieszenia w motocyklach polega na ustawieniu 3 parametrów:
-napięcia wstępnego sprężyny

-regulacja odbicia

-regulacja dobicia

Większość użytkowników motocykli uważa, że napięcie wstępne sprężyny to ustawienie twardości zawieszenia, inni że służy to do ustawiania wysokości jeszcze inni że to jest w ogóle nie potrzebne. Niestety wszyscy są w błędzie. Dla ułatwienia przyjmuję, że sprężyny są liniowe oraz będę używał wartości wziętych z kosmosu (to tak jakby ktoś miał się czepiać) żeby było łatwiej zrozumieć.

Z fizyki wiemy, że twardość sprężyny zależy od grubości uzwojenia, materiału z jakiego jest wykonany i ilości zwoi (współczynnik sprężystości).
Aby ugiąć sprężynę o 1cm trzeba położyć na niej 1kg. Żeby ugiąć sprężynę o 2cm trzeba położyć 2kg i tak dalej…
A teraz wyobraźmy sobie, że tą samą sprężynę ściśniemy wcześniej za pomocą specjalnego urządzenia o 1cm. Co się stanie ze sprężyną jak położymy na niej 1kg? Ugnie się o dodatkowy 1cm czy zostanie w spoczynku? A co się stanie jak położymy 2kg?

Już wam mówię. Jeśli napniemy wstępnie sprężynę i położymy 1kg to zostanie w spoczynku. Wynika to z tego co napisałem wcześniej, czyli że twardość sprężyny nie zależy od jej ugięcia tylko od współczynnika sprężystości. Z tego wszystkiego wychodzi, że napięcie wstępne sprężyny przesuwa tylko moment, w którym sprężyna zaczyna się uginać.

Skoro nie zmienia się twardość to po co producent wyposażył motocykl w coś takiego? Żeby to zrozumieć trzeba przyjrzeć się ramie. Pewnie każdy słyszał o czymś takim jak kąt główki ramy. Jest to nic innego jak kąt odchylenia od pionu osi przechodzącej prze oś główki ramy.

 

 

Kąt ten decyduje o jakości prowadzenia motocykla. Im jest większy (np. choppery) tym motocykl jest stabilniejszy na prostych ale gorzej pokonuje zakręty. Z kolei im mniejszy kąt (sporty) tym motocykl łatwiej skręca ale jest mniej stabilny na prostych. Dobór wyprzedzenia główki ramy jest zawsze kompromisem pomiędzy tymi 2 parametrami. Wróćmy do napięcia wstępnego sprężyny. Wyobraźmy sobie co się dzieje w momencie załadowania motocykla bagażem umiejscowionym z tyłu (np. kufer centralny). Oczywiście ugina się całe tylne zawieszenie i pozostaje takie aż do momentu zdjęcia bagażu. W tym czasie przednie zawieszenie nie jest obciążone i się nie ugina. To wszystko powoduje, że w motocyklu zmienia się kąt zawarty pomiędzy podłożem a motocyklem, czyli kąt główki ramy. Aby zniwelować ugięcie się tylnego zawieszenia należy napiąć wstępnie sprężynę.

Wiemy już po co jest regulacja ale jak jej używać? Jak pisałem na początku koło musi pokonywać zarówno górki jak i dołki czyli zawieszenie musi mieć możliwość wsunięcia się jak i wysunięcia. Optymalne ustawienia zawieszenia podaje zawsze producent ale zazwyczaj jest to 1/4 max skoku dla tyłu i 1/3 dla przodu. Długość nienaprężonego jak i maksymalnie ściśniętego zawieszenia podaje producent i te dane można wyczytać w instrukcji obsługi pojazdu. Na końcu posta podam wartości dla bandita żebyście nie musieli szukać.

Przed zabraniem się do regulacji musimy uszykować sobie miarę i osobę do pomocy. Sama regulacja zajmuje mniej czasu niż napisanie tych wszystkich mądrości powyżej

1. Wybieramy jeden stały punkt gdzieś z tyłu motocykla i od niego do ziemi będziemy zawsze mierzyć

2. Ustawiamy napięcie wstępne na 0 

3. Stawiamy moto na kołach i mierzymy jak wysoko jest od ziemi nasz punkt, to jest nasza wartość wyjściowa 

4. Pakujemy cały dobytek który będzie z nami jeździł i zajmujemy miejsce na moto (jak jeździmy z plecaczkiem to też go pakujemy, niestety panie z tylnej kanapy też coś tam ważą)

5. Mierzymy ile ugięło się zawieszenie od pozycji wyjściowej

6. Podkręcamy zawieszenie do takiej wysokości jak było w pozycji wyjściowej. 

Pozycja wyjściowa jest ustalona przez producenta dla samego motocykla bez kierowcy i obciążenia. W tej pozycji zawieszenie powinno być ugięte dokładnie o 1/3 max długości.

Jak mi kwinto pomoże to zrobimy zdjęcia całego tego procesu i podam wartości z przykładowymi obliczeniami dla mojego motocykla.




Żeby zrozumieć do czego służy regulacja odbicia i dobicia trzeba poznać zasadę działania amortyzatora. Rysunek poniżej pokazuje przekrój amortyzatora dwu-rurowego, czyli takiego jak jest najczęściej montowany w motocyklach. 





Amortyzator składa się z 2 komór oddzielonych od siebie tłokiem. Pierwsza komora nazywana komorą roboczą wypełniona jest w całości olejem. Druga komora to komora wyrównawcza i jest to przestrzeń pomiędzy cylindrem zewnętrznym a rurą zewnętrzną. Komora wyrównawcza jest wypełniona tylko częściowo olejem. Zazwyczaj w 2/3 objętości. Komora ta ma za zadnie wyrównać ciśnienie oleju, które zwiększa lub zmniejsza wraz ze zmianą temperatury oleju. 
Podczas pracy olej przepływa z dołu do góry lub z góry na dół (w zależności jaką nierówność pokonuje koło). Olej przepływa przez zawór denny lub tłokowy. Szybkość przepływu oleju przez te 2 zawory określa siłę tłumienia amortyzatora (zarówno w górę jak i w dół). 
Ściskanie amortyzatora powoduje ruch tłoka w dół co powoduje wypychanie oleju z komory roboczej przez zawór denny. Im więcej oleju przez niego przepłynie tym tłumienie jest mniejsze.

Rozciąganie amortyzatora powoduje przepływanie oleju z góry na dół i reguluje to zawór tłokowy. W tym momencie przez zawór denny olej płynie w druga stronę a pomiędzy tłokiem a prowadnicą tłoka powstaje nadciśnienie. 

Wiemy już co się dzieje w amortyzatorze podczas pracy. Teraz tą wiedzę trzeba wykorzystać do regulacji zawieszenia. Niestety nie ma tu idealnego sposobu na ustawienie tych parametrów. Nie można pobawić się z miarką i pokręcić w garażu śrubkami. Żeby ustawić szybkość dobicia i odbicia trzeba wyjechać na trasę. Ja mam na to taki sposób:

-wybieram trasę, którą dobrze znam i na której występuje zmienna nawierzchnia, najlepiej żeby droga była kręta

-ustawiam zawieszenie w pozycji najbardziej rozkręconego, czyli ustawiam max przepływ na zaworach (zawieszenie jest miękkie)

-zaczynam ustawiać od odbicia, czyli ruchu w górę, jadąc na po zakrętach i dziurach wyraźnie czuć że motocykl buja się na zawieszeniu (tak jak na 1 obrazku ze sprężynami)

-podkręcam o 2-3 obroty/kliknięcia zawieszenie i jadę dalej. W momencie gdy stwierdzam że jest już dobrze zabieram się za dobicie

-dobicie to szybkość ruchu amortyzatora w dół, podczas hamowania motocykl gwałtownie wpada do końca a przejechanie przez dziurę jest nieprzyjemne

-podkręcam o 2-3 kliknięcia i jadę dalej, jak jest dobrze to zostawiam, jak za twardo to zmniejszam itd... 

Całość nie zajmuje więcej niż 30-40km jazdy. Przednie zawieszenie reguluje się identycznie mimo innej budowy amortyzatora (jak wygląda to w serwisówce każdy może obejrzeć).



No to teraz możecie mi powiedzieć, że jestem mądry, bo kupiłem motocykl z pełną regulacją zawieszenia a co z banditami które nie mają takiej regulacji? O ile z tylnym zawieszeniem nie można wiele zrobić to z przodem można już pokombinować.

 

Do wstępnego napięcia sprężyny z przodu można użyć słynnych podkładek z rowerowego lub założyć kapsle z regulacją z innych motocykli (np. jajko) lub nowszych modeli. 

Regulację odbicia można ustawić wlewając gęstszy olej (15W; 20W). Można też wymieszać 2 gęstości (lepkości) oleju i powstanie nam coś pomiędzy. 


Teraz to co napiszę na pewno wywoła oburzenie/zdziwienie lub jeszcze inne emocje. Siłę dobicia można zwiększyć poprzez wlanie większej ilości oleju do zawieszenia. I wbrew krążącym opinią nie wywali uszczelniacza a już na pewno nie pognie się amortyzator. Jedyne co może się stać to po wlaniu zbyt dużej ilości oleju amortyzator zrobi się kołkowaty i nie będzie pracował w pełnym swoim zakresie. 
Co nam daje zwiększenie ilości oleju? W komorze wyrównującej ciśnienie podczas pracy zmienia się ciśnienie powietrza. Jak zawieszenie jest ściskane to powietrze jest sprężane. Wlanie więcej oleju powoduje, że ciśnienie powietrza jest większe i szybciej osiągane co powoduje zwiększenie siły jaka jest potrzebna żeby dobić zawieszeniem do końca. 
Należy też pamiętać, że wkładając podkładki do napięcia wstępnego sprężyny już zmniejszamy objętość powietrza w zawieszeniu.
 

 

Wszystkie regulacje i zmiany w zawieszeniu robicie na swoją odpowiedzialność. Post ma za zadanie pokazanie działania zawieszenia i sposobu jego regulacji. Jak ktoś nie ma odpowiedniej wiedzy i narzędzie niech się za to nie bierze. Od zawieszenia zależy życie nie tylko kierowcy motocykla! 

Rysunki są zapożyczone z neta. Mam nadzieję że autorzy nie będą mieli tego za złe

 

GSF 600/650*/650**

Zawieszenie przednie: skok 130 mm

Zawieszenie tylne: skok 121 / 126 / 128 mm


 

Edytowane 24 Sierpień 2014 przez jab2

[nieaktywny5]

Pomogę z fotami , jak wróce z wakacji i z zlotu

[pavlacos]

ło matko ile czytania

wszystko sprowadza się do pokręcenia 4 śrubkami

faktycznie pomaga, ostatnio przed jazdą z żoną zmieniłem siłe tłumienia i było niebo lepiej (nie bujało tak)

jeszcze przód w wolnej chwili do ogarnięcia

[tomay]

Good job Jab. Ze zdjęciami pomogę

[MetalBeast]

W sumie coś, co od dawna, właściwie od kiedy jeździłem rowerem DH wiedziałem, ale fajnie opisane i każdy powinien zajarzyć, że zawieszenie działa w dwie strony, a nie tylko żeby było twardo   Plusik leci.

No i widać czemu sama sprężyna nie robi roboty i po co są te wszystkie systemy regulacji tłumienia odbicia/dobicia, których w b6 mi tak brakuje

[nieaktywny2]

niby coś tam wiem coś umiem

 

ale jak sprawdzić sprawność amora w b 12?

energicznie nacisnąć i patrzeć w jaki sposób odbije coś jak w aucie?

czy są jakieś lepsze sposoby?

[jab2]

Żeby sprawdzić amortyzator to trzeba go wyjąć i zawieźć do zakładu który sprawdza sprawność amortyzatora. Innej możliwości nie ma. 

[karbon]

Świetnie napisane, przejrzyście i jasno

Edytowane 11 Wrzesień 2014 przez karbon