Obraz dělá rám

Znáte knihu O původu druhů od pana Darwina? Má pravdu ten člověk. Žádný fungující systém na téhle planetě nevznikl sám od sebe ani od boha, ale vývojem. A motorka vyrostla z velocipédu, o tom žádná. A z něj si také odnesla a nese rám, ač se čas od času někdo snaží vyrobit něco jiného. Však i my sami držíme pohromadě kostrou, v některých případech dobře vyztuženou či podepřenou. A tak, zatímco v osobních autech jsou rámy na vymření (když už i ten Jeep udělal samonosnou budku), v motorkách jen tak nezmizí. Jak je tedy rozdělit, abychom se v tom vyznali, když nám to navíc často výrobci a překladatelé dost ztěžují terminologicko-marketingovým guláškem? Navrhuji podle konstrukce a pak teprve podle materiálů a technologie zpracování. A nakonec pár slov k těm, co to dělají jinak.

Naši předci dost tápali, když kroutili trubky, jak se jim zlíbilo, a motorem šíbovali, kam je napadlo. Nevěděli tehdy to, co dnes zná každý, kdo si je ochoten o tom něco málo přečíst. Hlavní a nejdůležitější funkcí rámu motocyklu je co nejtužším způsobem spojit hlavu řízení s čepem zadní kyvné vidlice (bez ohledu na typ jejího uložení), v dobách předkývačkových s osou zadního kola. Namáhání rámu, jak si asi každý umí představit, je na ohyb i na krut, namáhají jej rázy od odpružení kol, brzdné i akcelerační síly, náklad s hmotností posádky a vibrace motoru. Už dávno před tím, než přišli konstruktéři na nápad zapojit do téže funkce samotnou pohonnou jednotku, vznikly dva základní typy rámu, jejichž obměny se prakticky užívají dodnes. Prvním a z kola šlapacího vycházejícím je tak zvaný rám kolébkový, který může být jak uzavřený, tak i dole otevřený podle toho, jak se to hodilo pro zástavbu motoru. Při dobrém dimenzování jde o stále dobře využitelnou koncepci, ovšem hmotnostně i výrobně-ekonomicky již překonanou a v případě použití pro velké víceválcové motory i trochu složitou na jejich zástavbu. Pak je nutné část rámu udělat demontovatelnou, což zvyšuje cenu i hmotnost a snižuje tuhost.

Protože teoreticky nejpevnější spojnice hlavy řízení a uložení zadní kyvné vidlice je po přímce, je jasné, že stará dobrá jednoduchá kolébka není tím pravým pro rostoucí nároky plynoucí ze zvyšujících se rychlostí a potenciálu motorů. To dalo vzniknout nejdříve dvojitým kolébkám s širokým uložením kývačky a později se zvětšujícími se rozměry silných motorů přinesl vývoj rám páteřový.

Motoristická žurnalistika, marketing výrobců a tupé překlady továrních podkladů přivedly do povědomí čtenářů řadu „specialit“ – rámy typu diamond, mostové, deltaboxy… Výrobci se snaží navodit dojem, že právě jejich výrobek je něčím výjimečný, ale ve skutečnosti jde vždy jen o různé obměny dvou základních způsobů. Abychom se v tom vyznali, domluvme se na využití anatomie člověka – tam, kde jsou orgány pohonu podvěšeny pod hlavním nosníkem, jde o konstrukci páteřovou. Tam, kde jsou uloženy v náručí rámu, půjde o rám kolébkový. Vše ostatní už je o materiálech a technologii.

Páteřový rám není vlastní ničím jiným, nežli derivátem kolébky, která přišla o spodní tahy a spolehla se na posílené horní partie. Ještě dávno před tím, než tahle konstrukce získala světové rozšíření díky sportovním víceválcům, pokoušela ujmout se v lehkých motocyklech, endurech a skútrech. Někdy lze nalézt formulaci: kolébkový otevřený rám, například u soutěžních motorek JAWA (banán) apod. Z hlediska konstrukce jde ovšem o rám páteřový bez ohledu na jeho prohnutí, takže vlastně i takový Pionýr má páteřový rám, ač svým tvarem spíše připomíná kolébkový bez horních trubek, stejně tak Jawa Bizon z 60. let už měla rám páteřový, stejně jako řada nám blízkých východoněmeckých MZ atd. Jeho vynález je ale mnohem, mnohem starší a sahá zpátky až do hlubokých 20. let minulého století, kdy se už konstruktéři snažili zahodit rámy z velocipédů a ukázat směr. Jenže vize a sériová výroba jsou mnohdy dva úplně rozdílné vesmíry…

Moderní dvojitý páteřový rám dovolil vypořádat se se stavební výškou motorů, umožnil vytvořit velice tuhé soustavy, přinesl úspory hmotnosti a zlevnil výrobu ve velkých sériích. Dnes v různých formách představuje nejrozšířenější řešení silničních motocyklů. Uzavřený rám vycházející z původní kolébky, leč do značné míry využívající i myšlenky páteřové konstrukce dnes najdeme u některých terénních motocyklů a u kategorií cruiser či retro. V prvním případě jde o extra pevnostní požadavky, v druhém pak o styl bez ohledu na kila.

Kompozitové materiály už dorazily i sem, ale v sériových motocyklech zatím budeme muset ještě dlouho vystačit se dvěma základními materiály, tedy se slitinami hliníku nebo ocelí (i „chrommolybdenové“ rámy jsou ocelové; jedná se o ocel zušlechtěnou CrMo). Železo vylepšené legováním na ocel bylo základním materiálem od samých začátků (pan Daimler s jeho dřevěným výtvorem promine) a je stále v kurzu pro jeho dostupnost a menší nároky na výrobní technologie.
Hliníkové rámy, původně vyhrazené špičkovým supersportovním strojům, časem pronikly i do jiných kategorií včetně endur a motokrosů, a znamenaly především značnou úsporu hmotnosti. Jakmile výrobci zvládli zpracování hliníkových slitin (rám samozřejmě nemůže být vyroben z čistého obyčejného hliníku), zdálo se, že ocelové trubky skončí v půjčovnách lešení. Ale i prémioví výrobci sportovních strojů dokazovali a stále dokazují, že to nebude pravda.

Ocel zušlechtěná chrommolybdenem dovoluje výrobu tenkostěnných bezešvých trubek, které při nízké hmotnosti nabízejí velice dobré vlastnosti. U Ducati to sice bylo původně jen východisko z nouze, protože továrna v minulosti (80. léta) neměla na drahé technologie zpracování hliníkových slitin, ale její slavné příhradové rámy prokázaly, že snesou srovnání s přesilou hliníku. Ostatně aktuální novinka Kawasaki H2R ukazuje, že při dostatečném zapojení pohonné jednotky jako pevnostního celku se lehká příhradová páteř z oceli umí vyhoupnout nad hliníkový svařenec. A navíc je pěkná!

Výrobci materiály často kombinují, protože mnohdy chtějí nabídnout něco nového (například taková Bimota a později i MV Agusta). Pak je jasné, že svařovat se dají jen materiály stejného základu, a tak přicházejí ke slovu nové technologie lisování a lepení. A když už jsme u technologií, zrekapitulujme si ještě dělení rámů podle způsobu výroby.

Ocelové rámy jsou primárně ohýbány z trubek a profilů a svařovány. Někdy přichází ke slovu kované části, ale ne tak často jako u hliníku. Ocelové plechy se dají i lisovat a v minulosti bylo lisování běžným postupem výroby jednotlivých dílů rámu. Ke spojování se používalo nýtování a šrouby. Výhody byly jasné – laciná bezproblémová výroba, nenáročná na zkušený personál, snadná opravitelnost a opravdová houževnatost. Nevýhody také – kilogramy.
Hliníkové rámy jsou nejčastěji vyrobené svařením kovaných či odlévaných částí (uložení předního a zadního odpružení) s různými profily nebo řidčeji trubkami.

Monokok lze přeložit jako skořepinu nebo jako samonosný potah (v letectví). Pak je jasné, že se spíše uplatní u strojů, kde je posádka uvnitř, nikoliv na něm. Monokokové rámy dnes mohou být z různých materiálů, ale protože se u motorek nejčastěji (například Kawasaki ZX-12R) objevuje v hliníkovém provedení, ponecháme ho tady. Monokoková konstrukce v tomhle pojetí je vlastně samonosným prostorovým útvarem používaným například v letectví už sto let. U motorek (první byla Ossa už v roce 1967!) jde spíše o vyjádření způsobu výroby, protože principiálně jde zase jen o další variaci páteřového rámu integrujícího často i další funkce, nejčastěji palivovou nebo olejovou nádrž. Správnější přiřazení výrazu „monokok“ tedy poskytuje dále zmíněná samonosná konstrukce, nežli moderní představa využívající jej v páteřovém využití.

U všech moderních motocyklů dejme tomu posledních třiceti let je motor více či méně uvažován jako nosný či aspoň ztužující prvek. Tahle myšlenka časem vyústila nejdříve k technice, kdy je motor nosičem uložení zadní kývačky a později už tím hlavním prvkem konstrukce - motocykl bez něj vlastně skoro nelze považovat za víc, než hromádku součástek. Podobně řešený je i podvozek například sériové Ducati Desmosedici RR, zatímco v závodní verzi se značka dost dlouho trápila s kompozitovým „monokokovým“ řešením.

Jestliže je tedy Monokok výrazem pro samonosné řešení, pak bychom se měli ještě věnovat těm jednostopým strojům, které skutečně měly samonosné rámy-karosérie po vzoru automobilů, tedy celé jedné generaci skútrů. Dnes, v době plastové, mají skútry zase své rámy, protože běžná laciná umělá hmota unese sotva vlastní lak a pár ozdob, ale v minulosti se konstruktéři inspirovali trendem automobilové konstrukce a mnohé skútry měly karosérii vyrobenou jako svařenec ocelových a plechových výlisků tak, aby tvořila dostatečně pevnou základnu pro instalaci podvozku a pohonné jednotky.

Nám asi nejbližším příkladem budou strakonické skútry Čezeta 501 a 502 lidově zvané „prase“. Samonosné šasi se ale ukázalo jako výrobně velice náročné, poměrně těžké a v době, kdy je potřeba měnit design každých pár let, i málo ekonomické. Přece jen, páteřový rám lze použít s mírnými modifikacemi pro různé variace skútrů a formy na plasty jsou levnější než raznice pro ocelové výlisky.

A když jsme si šťouchli do plastů, uveďme to na pravou míru. Moderní technologie umí divy. Podsedlové partie rámů sloužící původně opravdu jen k podpoře sedla a montáži periferních dílů a výbavy motocyklu, se časem hodily například k uložení palivových nádrží. Objevily se tak samonosné plastové konstrukce slučující svou nosnou i funkční úlohu, a to dokonce i u namáhaných rámů terénních motocyklů – například Husabergy od modelových ročníků 2009 - 2012. Plasty, ze kterých umějí například zbrojovky udělat i korpusy střelných zbraní, se jeví jako materiál budoucnosti, ale k mé osobní radosti se k tomu výrobci naštěstí nijak extra nemají.

Z pohledu uživatele mi pak může být skoro jedno, jak je rám mojí motorky udělán, je-li adekvátně tuhý, lehký a nekazí-li nějak vzhled. Ale to bychom museli brát motocykly stejně spotřebně jako auta. V lidech je přirozeně marketingem vtisknuta představa, že hliník je lepší než železo. Má to zdánlivě svojí logiku vycházející z posloupnosti vývoje, ale v žádném případě to nelze brát jako dogma. Jeden příklad za všechny: Hornety s ocelovým jeklovým páteřákem za pět a půl jenu versus konkurence řady FZ6 od Yamahy. Poznáte rozdíl v tuhosti rámu? To byste museli mít na přilbě číslovku 46! Rozdíly mezi jednotlivými modely současných dobrých výrobců totiž daleko víc než materiál rámu ovlivňuje řada jiných detailů (geometrie, kvalita a nastavení odpružení, těžiště, rozměry pneumatik…), protože dnes už prakticky není špatných rámů.

Z hlediska designu je to osobní záležitostí každého z nás. Mě například daleko víc osloví přiznaný trubkový rám takové XJ6 nežli hliníkové žebřiny například u druhé generace SV650. Jinde zase naopak. Z hlediska provozního se nabízí námitka, že ocel jde líp rovnat, nežli hliník, ale s rovnáním bych byl opatrný v obou případech. Mnohem důležitější je pro mě třeba servisní hledisko. Tam, kde vše visí na motoru, se samozřejmě třeba jen běžná demontáž rovná rozpadu celé motorky. Jiné úkony tam zase jdou líp. Takže jestli úvodní otázka vedoucí k tomuto článku zněla: „je lepší koupit motorku s hliníkovým nebo ocelovým rámem?“, pak je odpověď podle mě naprosto jednoduchá. Je to totiž úplně jedno, když má motorka vlastnosti, které mi vyhovují.