Motorcykel affjedring - Motorcycle suspension

En motorcykel affjedring tjener et dobbelt formål: at bidrage til køretøjets håndtering og bremsning og give sikkerhed og komfort ved at holde køretøjets passagerer komfortabelt isoleret fra vejstøj, bump og vibrationer.

Den typiske motorcykel har et par gaffelrør til den forreste affjedring og en svingarm med en eller to støddæmpere til den bageste affjedring.

Frontophæng

Den mest almindelige form forophæng til en moderne motorcykel er teleskopgaffelen . Andre gaffel design er bjælke gafler, ophængt på fjedrede parallelle led (ikke almindeligt siden 1940'erne) og nederste førende led design, ikke almindeligt siden 1960'erne.

Nogle producenter (f.eks. Greeves) brugte en version af svingarmen til frontophæng på deres motocross-design. En ensidig version af ideen bruges også i scootere som Vespa .

Den hub-center styring som er udviklet af Ascanio Rodorigo , på et koncept associeret til Massimo Tamburini er en kompleks foran svingarm alternativt system, der indebærer suspension og styretøj, som det ses i projekter som Bimota Tesi og Vyrus motorcykler.

Teleskopiske gafler

Scott producerede en motorcykel med teleskopgafler i 1908 og ville fortsætte med at bruge dem indtil 1931. I 1935 blev BMW den første producent til at producere en motorcykel med hydraulisk dæmpede teleskopgafler. De fleste motorcykler bruger i dag teleskopgafler til den forreste affjedring. Gaflerne kan let forstås som simpelthen store hydrauliske støddæmpere med indvendige spiralfjedre . De tillader forhjulet at reagere på ufuldkommenheder på vejen, mens de isolerer resten af ​​motorcyklen fra den bevægelse.

Toppen af ​​gaflerne er forbundet med motorcykelens ramme i en tredobbelt træklemme (kendt som et "åg" i Storbritannien), som gør det muligt at dreje gaflerne for at styre motorcyklen. Gaflenes bund er forbundet med forhjulets aksel.

På konventionelle teleskopgafler glider den nedre del eller gaffellegemerne ( "gaffelglidere" i Storbritannien) op og ned på gaffelrørene ( "gaffelstøtter" i Storbritannien). Gaffelrørene skal være spejlglatte for at forsegle gaffelolien inde i gaffelen. Nogle gaffelrør, især på tidlige roadsters og off-road motorcykler, er indkapslet i plastbeskyttende "gamacher .

"Upside-down" (USD) gafler , også kendt som inverterede gafler, er installeret omvendt sammenlignet med konventionelle teleskopiske gafler. Gliderlegemerne er øverst, fastgjort i de tredobbelte klemmer , og stelrørene er i bunden, fastgjort til akslen . Dette USD-arrangement har to fordele: (i) det nedsætter motorcykelens uafskærmede vægt ; og (ii) det øger torsionsstivhed , hvilket kan forbedre håndteringen. To ulemper ved USD gafler er: (i) de er dyrere end konventionelle teleskopgafler; og (ii) de kan miste al deres dæmpningsolie, hvis en olieforsegling svigter. USD gafler findes typisk på sportscykler , selvom Honda Valkyrie indeholdt USD gafler.

Justering før belastning

Motorcykelophæng er designet, så fjedrene altid er under kompression, selv når de er fuldt udstrakt. Forbelastning bruges til at justere affjedringens startposition med vægten af ​​motorcyklen og rytteren, der virker på den.

Forskellen mellem den fuldt udstrakte længde af affjedringen og længden komprimeret af vægten af ​​motorcyklen og rytteren kaldes "total sag" eller "race sag". Total sag er indstillet til at optimere affjedringens startposition for at undgå bunden eller toppen ud under normale kørselsforhold. "Bottoming out" opstår, når suspensionen komprimeres til det punkt, hvor den mekanisk ikke kan komprimere mere. Topping out sker, når affjedringen strækker sig fuldt ud og ikke mekanisk kan strække sig mere. Forøgelse af forbelastning øger den indledende kraft på fjederen og reducerer dermed den samlede sænkning. Faldende forbelastning mindsker den oprindelige kraft om foråret og øger dermed den samlede sag.

Nogle motorcykler tillader justering af forbelastning ved at ændre lufttrykket inde i gaflerne. Ventiler øverst på gaflerne gør det muligt at tilføje eller frigive luft fra gaflen. Mere lufttryk giver mere forbelastning og omvendt.

Gaffeldæmpning

Grundlæggende gaffeldesign bruger et simpelt spjældstangsystem , hvor dæmpning styres ved at passere gaffelolie gennem en åbning. Selvom det er billigt at fremstille, er det svært at indstille sådanne gafler, da de har tendens til at give for lidt dæmpning ved lave skyderhastigheder, men alligevel for meget dæmpning ved højere skyderhastigheder. Enhver justeringsindstilling vil altid være et kompromis, hvilket giver både overgrødet og for stiv dæmpning. Da gafler fungerer som hydrauliske dæmpere, ændrer vægten af ​​gaffelolien dæmpningshastigheden. Nogle teleskopgafler har udvendige justeringer til dæmpning.

En mere sofistikeret tilgang er patrongaflen , der bruger interne patroner med et ventilsystem. Dæmpning ved lave skyderhastigheder styres af en meget mindre åbning, men dæmpning ved højere skyderhastigheder styres af et system af fleksible mellemrum, der fungerer som en bypassventil til gaffelolien. Denne ventil har et antal sådanne mellemrum af forskellig tykkelse, der dækker åbningerne i ventilen for at styre dæmpningen af ​​gaffelen ved bumpe med høj og medium hastighed.

Nogle af shims (eller "bladfjedre") løftes med lidt kraft, så væske kan strømme gennem åbningen. Andre fjedre kræver større kraft for at løfte og tillade strømning. Dette giver gaffelen digressiv dæmpning, så den kan være stiv over små bump, men alligevel relativt blødere over større bump. Fjedrene (eller shims) tillader kun flow i en retning, så et sæt fjedre styrer kompressionsdæmpning og et andet rebound-dæmpning. Dette gør det muligt at indstille dæmpningerne separat.

Patronemulatorer er dele til eftermarkedet, der får spjældstangsgafler til at opføre sig næsten som patrongafler. Dæmpningsåbningen i spjældstangen er gjort så stor, at den næsten ikke har nogen indvirkning på dæmpningen, og i stedet overtager en "emulator" dæmpningsfunktionen. Emulatoren har en meget lille åbning til dæmpning med lav gaffelhastighed og en justerbar shim-stack til dæmpning med høj gaffelhastighed.

Gasladede patrongafler , der blev tilgængelige i 2007, består af gasladede patroner monteret i standard gafler. Dette sæt er velegnet til racersport i supersport, hvor regler forbyder en komplet udskiftning af gaffel, men tillader ændring af de originale gafler.

Bremsedyk

Brug af bremserne på en motorcykel i bevægelse øger belastningen på forhjulet og mindsker belastningen på baghjulet på grund af et fænomen kaldet lastoverførsel . For en detaljeret forklaring og en prøve beregning, se bremsning sektion af Cykel og motorcykel dynamik artiklen.

Hvis motorcyklen er udstyret med teleskopgafler , overføres den ekstra belastning på forhjulet gennem gaflerne, som komprimerer. Denne forkortelse af gaflerne får cykelens forende til at bevæge sig lavere, og dette kaldes bremsedyk . Teleskopgafler er især tilbøjelige til dette i modsætning til førende leddesign.

Bremsedyk kan være foruroligende for rytteren, der kan føle, at han eller hun er ved at blive kastet over fronten af ​​motorcyklen. Hvis cyklen dykker så langt ned til de forreste gafler, kan det også forårsage problemer med håndtering og bremsning. Et af formålene med en suspension er at hjælpe med at opretholde kontakten mellem dækket og vejen. Hvis affjedringen er bundet, bevæger den sig ikke længere, som den skal, og hjælper ikke længere med at opretholde kontakten.

Mens overdreven bremsedyk er foruroligende, og bunden kan medføre tab af trækkraft, reducerer en vis mængde bremsedyk motorcykelens rive og spor, så den lettere kan dreje. Dette er især vigtigt for racere , der bremser ved indgangen til hjørner.

Bremsedyk med teleskopgafler kan reduceres ved enten at øge gaffelfjederens fjederhastighed eller ved at øge gaffelernes kompressionsdæmpning . Imidlertid gør alle disse ændringer motorcyklen mindre behagelig at køre på ujævne veje, da frontenden vil føles stivere, i 1980'erne forsøgte forskellige producenter at komme rundt på dette ved hjælp af antidykningsmetoder som:

• AKT: Udviklet af Marzocchi og monteret på Buell-motorcykler som Buell RR 1200 (1988).
• ANDF (Anti Nose Dive Forks): Dette blev monteret på et antal Suzuki GSX-modeller og RG250.
• AVDS (Automatic Variable Damping System): Dette blev monteret på et antal Kawasaki motorcykler.
• NEAS (ny elektrisk aktiveret affjedring): Som monteret på Suzuki GSX-R 1100 og GSX-R 750 Limited Edition.
• PDF (Posi Damp Fork): Dette blev monteret på Suzuki RG500, GSX1100E / GS1150E og GSX-R 750 og var en forbedring af de tidligere Anti Dive-enheder (som fungerer ved at bremsevæsketryk lukker en ventil i mekanismen, når bremserne påføres, hvilket begrænser strømmen af ​​dæmpende olie og nedsætter kompressionen af ​​gaffelen). PDF-enhederne fungerer på en lignende måde, bortset fra at de er helt afhængige af selve kompressionstaget. Ventilerne er fjederbelastede, så hvis hjulet rammer en bump, hopper de af deres sæder og genopretter strømmen af ​​olie et øjeblik for at lade affjedringen absorbere stødet.
• TCS (Travel Control System): Dykkersystem med variabel dæmpning. TCS blev introduceret på FZ 400 R (1984, kun for det japanske marked).
• TRAC (Torque Reactive Anti-dive Control): Dette er udviklet af Honda og er et simpelt mekanisk system, der er helt indeholdt i den forreste suspension. Den forreste bremsekaliper er monteret på et hængsel og bruger det drejningsmoment, der er skabt i bremsevirkningen, til at betjene en ventil i gaffelen, som hæmmer strømmen af ​​olie under bremsning. Dette system blev monteret på en række motorcykler, især Goldwing- serien fra 1983 til 2000, Stillehavskysten , CB1100F , CB1000C og VFR750F .

Med fremkomsten af ​​patrongafler, der tillader mere dæmpning med lav hastighed og mindre dæmpning med høj hastighed end de tidligere dæmpningsstanggafler, er separate antidykningsmekanismer generelt ude af drift.

En anden metode til at reducere eller eliminere bremsedyk i teleskopgafler er at bruge en reaktiv forbindelse eller momentarm til at forbinde bremsekomponenterne til motorcykelrammen via den tredobbelte klemme.

Nogle gaffeldesign mindsker dyk, eliminerer det eller endda vender det uden at påvirke frontophænget negativt. Den Earles gaffel er blandt de sidstnævnte; når frontbremsen bremses hårdt, stiger den forreste ende af motorcyklen faktisk. BMWs Telelever-gaffel er designet til næsten at eliminere dyk og kunne have været designet til at eliminere det fuldstændigt, hvis producenten valgte at gøre det. Ledende ledgafler, som de bruges på nogle Ural-motorcykler , kan også være designet til enten at reducere eller eliminere dyk.

Saxon-Motodd (Telelever) gaffel

Saxon-Motodd (markedsført som Telelever af BMW ) har en ekstra svingarm, der monteres på rammen og understøtter foråret. Dette får riven og sporet til at stige under bremsning i stedet for at falde som ved traditionelle teleskopgafler.

Hossack / Fior (Duolever) gaffel

Hossack / Fior (markedsført som Duolever af BMW ) adskiller suspensionen fuldstændigt fra styrestyrkerne. Det blev udviklet af Norman Hossack, selvom det blev brugt af Claude Fior og John Britten på racercykler. Hossack selv beskrev systemet som en 'styret oprejst'. I 2004 annoncerede BMW K1200S med en ny frontophæng, der er baseret på dette design.

Ensidig

En ensidig front svingarmsophæng blev brugt på Yamaha GTS1000 , der blev introduceret i 1993. GTS brugte RADD, Inc. frontophæng designet af James Parker. En ensidig bjælkegaffel blev brugt på den tyske Imme R100 motorcykel mellem 1949 og 1951, og Vespa- scooteren har en ensidig bageste ledgaffel . For nylig, mellem 1998 og 2003, brugte ItalJet " Dragster " scooteren også en ensidig svingarmsophæng, men i modsætning til GTS1000 var der ingen øvre kontrolarm; den øverste del af suspensionen på Dragster tjente kun til at transmittere styringang.

Nav-center styring

Navcenterstyring er kendetegnet ved en svingarm, der strækker sig fra bunden af ​​motoren / rammen til midten af ​​forhjulet i stedet for en gaffel.

Fordelene ved at bruge et hub-center styresystem i stedet for en mere konventionel motorcykel gaffel er, at hub-center styring adskiller styre-, bremse- og affjedringsfunktionerne.

Med en gaffel bringes bremsekræfterne igennem affjedringen, en situation, der fører til, at affjedringen komprimeres ved hjælp af en stor mængde affjedring, hvilket gør håndtering af ujævnheder og andre uregelmæssigheder på vejen ekstremt vanskelig. Når gaflerne dykker, ændres cykelens styregeometri også, hvilket gør cyklen mere nervøs, og omvendt bliver accelerationen mere doven. Også at have styringen, der arbejder gennem gaflerne, forårsager problemer med stiction , hvilket mindsker affjedringens effektivitet. Længden af ​​den typiske motorcykelgaffel betyder, at de fungerer som store håndtag omkring hovedstammen, der kræver, at gaflerne, hovedstammen og rammen er meget robuste, hvilket øger cyklens vægt.

Udholdenhedsraceren "Nessie", bygget af racingteamet Mead & Tomkinson , brugte en tilpasset version af Difazio hub-center-styring , hvorved bremsekræfter blev rettet mod rammen via en drejet gaffel (snarere end gennem styrehovedet ). Dette tillod neutral styring og fravær af bremsedyk.

Baghjulsophæng

Tidlige baghjulsophæng

Mens frontophæng blev næsten universelt vedtaget før Første Verdenskrig, brugte flere producenter ikke baghjulsophæng på deres cykler før efter Anden Verdenskrig. Imidlertid blev motorcykler med baghjulsophæng tilbudt offentligheden før 1. verdenskrig. Bemærkelsesværdige blandt disse er 1909 ASL, der havde både for- og bag pneumatisk affjedring, 1913 Indian Single med en svingarm ophængt fra en bladfjeder og 1913 paven med hjul understøttet på et par stempler, som hver blev ophængt af en spiralfjeder .

Stempelophæng

Flere motorcykler før og umiddelbart efter Anden Verdenskrig brugte stempelophæng , hvor bagakslens lodrette bevægelse blev styret af stempler ophængt af fjedre.

Bemærkelsesværdige producenter af cykler med stempelophæng inkluderer Adler , Ariel , BMW , BSA , Indian , MZ , Saroléa , Norton , Cossack / Ural og Zündapp .

Selvom stempelophæng kunne være sofistikeret med fjedring og dæmpning i både kompression og rebound, havde det tre ulemper (sammenlignet med den næsten universelle svingarm, der lykkedes det), som følger: (i) hjulkørsel var begrænset, (ii) hjulet kunne bevæge sig ud af den krævede lodrette akse, og (iii) det var dyrere at producere og vedligeholde.

Svingarme

Den grundlæggende motorcykel svingarm er en firkant, med den ene kortside forbundet til motorcykelens ramme med lejer, så den kan dreje. Den anden korte side er bagakslen, som baghjulet drejer rundt om. Langsiderne er forbundet med motorcykelens ramme eller bageste underramme med et eller to stød med spiralfjedre.

I produktionsmotorcykler er svingarme ikke ligefrem rektangulære, men deres funktion kan lettere forstås ved at tænke på dem som sådan.

Når der kun er en svingarm på den ene side af motorcyklen, kaldes dette en ensidig svingarm . I 1981 introducerede BMW den ensidede svingarm til motorcykler på deres R 80 GS-model. Bemærkelsesværdige eksempler inkluderer Honda VFR800 og BMW R- og K-serien. Enkeltsidede svingarme gør det lettere at fjerne baghjulet, selvom de generelt øger den uskærte vægt af baghjulsophænget. Dette skyldes det ekstra materiale, der kræves for at give identisk vridningsstivhed til en konventionel (tosidet) svingarmsopsætning. Af denne grund ses sportscykler sjældent ved hjælp af opsætningen. Bemærkelsesværdige undtagelser er Ducati 916, som var beregnet til at blive udholdt racing, MV Agusta f4, som har et hul interiør til reduceret vægt (en magnesiumversion er også tilgængelig), og Ducati 1098, som fik en ensidig svingarm udelukkende til styling grunde.

På mange akseldrevsmotorcykler er drivakslen indeholdt i en af ​​svingarmens lange sider. Bemærkelsesværdige eksempler inkluderer alle BMW-modeller efter 1955 inden BMWs brug af de ensidige svingarme, Urals , mange Moto Guzzi- tvillinger, Honda Goldwing , Yamaha XS Eleven og Yamaha FJR1300 .

BMW R- og K-serien kombinerer et akseldrev inde i svingarmen med en ensidig svingarm, og kombinationen markedsføres som Paralever . Nyere Moto Guzzi motorcykler bruger et lignende arrangement, der markedsføres som CA.RC ("CArdano Reattivo Compatto" - Compact Reactive Shaft Drive).

For motorcykler med kædedrev kan bagakslen normalt justeres frem og tilbage i forhold til svingarmen for at justere kædespændingen, men et par modeller (såsom nogle Triumph og BSA firetakts 1971/72 og Ducati 860 GTS og Darmah 900s) foretager justeringen ved svingarmens drejepunkt.

Stødabsorberende

De hydrauliske støddæmpere, der anvendes på baghjulsophængene på motorcykler, er stort set de samme som dem, der anvendes i andre køretøjsapplikationer.

Motorcykelchok adskiller sig lidt ved, at de næsten altid bruger en spiralfjeder. Med andre ord er fjederen til baghjulsophænget en spiralfjeder, der er installeret over eller omkring stødet.

Med hensyn til justering spænder bagstød fra intervallet fra ingen justeringer overhovedet til justeringer før belastning til racingchok med justeringer for længde, forbelastning og fire forskellige former for dæmpning. De fleste chok har interne oliereservoirer, men nogle har eksterne, og nogle tilbyder luftassisteret dæmpning.

En række virksomheder tilbyder specialbyggede bageste stød til motorcykler. Disse stød er samlet til en bestemt motorcykel- og rytterkombination under hensyntagen til motorcykelens egenskaber, rytterens vægt og rytterens foretrukne kørestil / aggressivitet.

Dobbelt støddæmpere

Tvillingstød refererer til motorcykler, der har to støddæmpere. Generelt bruges dette udtryk til at betegne en bestemt æra af motorcykler og bruges oftest, når man beskriver off-road motorcykler.

I slutningen af ​​1970'erne og 1980'erne gennemgik design og ydeevne til motorcykelbagophæng enorme fremskridt. Det primære mål og resultatet af disse fremskridt var øget baghjulskørsel, målt i hvor langt baghjulet kunne bevæge sig op og ned. Før denne periode med intenst fokus på ydeevne bagpå, havde de fleste off-road motorcykler baghjulskørsel på ca. 9-10 cm. Ved afslutningen af ​​denne periode havde de fleste af disse motorcykler baghjulskørsel på ca. 30 cm. I begyndelsen af ​​denne periode blev forskellige baghjulsophæng brugt til at nå denne præstationsgrad. Ved udgangen af ​​denne periode blev et design bestående af kun en støddæmper (i stedet for to) imidlertid accepteret og brugt generelt. Udførelsen af ​​enkeltstødabsorberingsophæng var langt bedre end dobbeltstødmotorcykler. Følgelig bruges denne designskelne let til at kategorisere motorcykler. Med undtagelse af Bentley- og Draper-systemet ( New Imperial og Brough Superior- maskiner) og HRD- systemet (senere Vincent ) blev begge udviklet og patenteret i 1920'erne, det er først siden 1980'erne, at monoshock-motorcykler har været normen, udtrykket "twinshock" bruges nu til at kategorisere vintage motorcykler. Denne skelnen er vigtig, da den giver klasser, der bruges til vintage motorcykel konkurrence. For eksempel afholdes vintage motocross løb for ældre motocross motorcykler. For at forhindre, at monoshock-motorcykler, der presterer bedre, dominerer konkurrencen, er der separate konkurrenceklasser for monoshock- og twinshock-motorcykler, hvilket forhindrer dem i at konkurrere direkte mod hinanden.

Enkelt støddæmper

På en motorcykel med en enkelt støddæmper bagophæng, forbinder en enkelt støddæmper den bageste svingarm til motorcykelens ramme. Typisk er denne enlige støddæmper foran baghjulet og bruger et ophæng til at forbinde til svingarmen. Sådanne forbindelser er ofte designet til at give en stigende dæmpningshastighed bagtil. I 1972 introducerede Yamaha Mono-Shock enkelt støddæmper bagophængssystem på deres motorcykler, der konkurrerede i Motocross verdensmesterskabet . Suspensionen, som blev designet af Lucien Tilkens, blev så succesrig, at andre motorcykelfabrikanter udviklede deres egne design med enkelt støddæmper. Hondas version hedder Pro-link , Kawasakis er Uni-Trak , og Suzukis er Full-Floater . Hondas Unit Pro-Link , der først blev brugt på Honda RC211V MotoGP racer, og derefter på Honda CBR600RR 2003- cyklen fra 2003 , er beregnet til at isolere rammen og styrehovedet fra uønskede kræfter, der transmitteres af bagophænget ved at have dæmperens øvre beslag indeholdt inden i den bageste svingarmsunderramme i stedet for at forbinde den med selve rammen.

Se også

• Cykelophæng
• Liste over motorcykelophængsproducenter

Bemærkninger

Referencer

Yderligere læsning