Technika motocyklu - 8. část - podvozek

Jedním ze zásadních údajů je úhel sklonu přední vidlice. Snad každý z nás, kdo zkusil přesednout ze silničního motocyklu nebo endura na choppera, zaznamenal markantní změnu v ovládání motocyklu. Značný podíl na této změně má právě úhel sklonu přední vidlice. Malý úhel řízení má na motocykl lepší stabilizující účinek, zlepšuje vedení předního kola při vysokých rychlostech. Při malé rychlosti na nás však působí neohrabaným dojmem - špatně se s ním manévruje. Větší úhel řízení nám poskytuje zcela opačné vlastnosti od předchozího - vyniká lepší ovladatelností. Ať už v terénu či na silnici jsme schopni s tímto motocyklem velice ostře manévrovat. Všeobecně se setkáváme s hodnotami od 55 - 65 stupňů, přičemž hodnota blížící se 65 stupňů, odpovídá právě pro terénní a sportovně silniční stroje, hodnota pod 57 stupňů odpovídá chopperu.
Výše zmíněné jízdní vlastnosti platí ovšem za předpokladu, že úhel sklonu přední vidlice bude v souladu se závlekem předního kola (neboli stopou). Tento pojem je dalším zásadním vlivem, na základě kterého zaregistrujeme významný rozdíl mezi chopperem a silničním motocyklem nebo endurem. Velikost závleku předního kola není přímo spjatá s úhlem řízení. Například nerovnoběžností osy hlavy řízení a uchycení předních tlumičů můžeme dosáhnout zcela odlišné hodnoty, než jaké bychom u daného sklonu přední vidlice očekávali. Nyní si pojďme objasnit, co vlastně závlek kola znamená. Každý si asi dokáže představit, jak se chová kolečko servírovacího stolku, které buď tlačíme před sebou, nebo jej vláčíme za sebou. Za předpokladu, že osa řízení bude v obou případech kolmá na povrch, se v prvním případě kolečko otočí dozadu - tedy do závleku. Naopak ve druhém případě kolečko bez problémů vláčíme a to bez jakékoliv snahy kolečka se otáčet kolem osy řízení. Zatímco z prvního případu je zřejmé, že se jedná o nežádoucí účinky, ve druhém případě jsme si ukázali právě takové vlastnosti, bez kterých bychom se na motocyklu neobešli. Snaha kolečka udržet se v přímém směru závisí na velikosti závleku (délka ramene mezi osou kolečka osou řízení).
Platí tedy: čím větší je závlek předního kola, tím lépe se motocykl chová ve vysokých rychlostech a přímé jízdě, je s ním však obtížnější manévrování (přední kolo má velkou snahu držet přímý směr). Menší závlek předního kola má přesně opačné vlastnosti. Z těchto skutečností je zřejmé, že závlek předního kola je předmětem častého laborování, snažení se dosáhnout co nejlepšího kompromisu, zvláště u sportovních silničních strojů.

Dalším vlivem je rozvor kol (vzdálenost středů kol od sebe). Větší rozvor kol nám zajišťuje dobré jízdní vlastnosti i při vysokých rychlostech, nevýhodou však je opět horší manévrování v nízkých rychlostech a nutnost většího nadjíždění v ostrých zatáčkách. Opět je nutné si uvědomit, že tyto vlastnosti jsou skloubené zvláště s velikostí závleku kola. Zmenšením závleku lze tedy nevýhodu delšího rozvoru částečně eliminovat. Rozvor kol se u sériových motocyklů obvykle pohybuje od 1300 do 1700 mm, přičemž u sportovních silničních motocyklů je nejčastější hodnota kolem 1450 mm. Nejmenší rozvory se používají na skútrech, či trialových speciálech.
Důležitým aspektem je také umístění těžiště motocyklu. Obvykle se nachází v blízkosti palivové nádrže (v případě klasického motocyklu). Výrobci se zpravidla snaží těžiště motocyklu umístit co nejníže. Například umístění palivové nádrže pod sedadlo je důkazem tohoto záměru. Na polohu těžiště má vliv nejen konstrukce rámu motocyklu, ale i uspořádání válců motoru. Nejlépe je na tom plochý dvouválec typu Boxer. Z této výhody motocykly BMW dosud těží, jejich ovladatelnost je vynikající i při vysoké hmotnosti stroje. Posunout těžiště směrem dopředu má za následek zhoršení ovladatelnosti, ale snižuje nám sklon ke kmitání přední vidlice, zvláště ve vysokých rychlostech.Těžiště umístěné dozadu nám přináší vlastnosti opačné. U některých motocyklů je možné těžiště částečně měnit a to i tak jednoduchým řešením, jako je např. změna výšky sedadla. Rozdělení zatížení motocyklu má přímou souvislost s polohou těžiště a má značný vliv na stabilitu ve vysokých rychlostech. Snaha výrobců je obvykle dosahovat poměru zatížení kol 50:50. Samozřejmě, že zmiňované základní pojmy nejsou jediným vlivem na chování motocyklu. Diametrální rozdíly v chování motocyklů nám přináší např. použité pneumatiky, aerodynamické vlastnosti,apod.. Teď je ale opomeňme a soustřeďme se na základní konstrukci rámu a zavěšení kol.
Rám motocyklu musí být pevný, tuhý a pružný, aby dokázal odolávat namáhání motocyklu při brzdění, akceleraci, deceleraci a průjezdu zatáčkou. Na tyto vlastnosti má zásadní vliv konstrukce rámu, použitý materiál a jeho profil. V krátkosti si shrňme, které síly na něj nejvíce působí. V první řadě je to brzdění – to vytváří značný ohybový moment na hlavu (krk) řízení a to za předpokladu, že je motocykl vybaven klasickou teleskopickou vidlicí, nebo Upside-downem.

Co se týká akcelerace a decelerace, dochází k namáhání čepu zadní kyvné vidlice a uchycení motoru (v případě sekundárního převodu řetězem). Tento má totiž snahu přitáhnout k sobě sekundární kolečko a rozetu. Průjezd zatáčkou sebou zase přináší značné odstředivé síly, které rám namáhají na krut a ohyb. Všechny tyto síly by měl být rám schopen snášet bez jakékoliv deformace a při zachování pokud možno co nejmenší hmotnosti.

Z hlediska konstrukce můžeme rámy rozdělit na dva základní druhy: otevřený a uzavřený. V prvním případě je motor zavěšen v rámu a působí jako nosný prvek. Jeho uplatnění je všeobecné, jeho největší předností je jednoduchá výroba, přijatelná hmotnost a mechanici také ocení snadnou dostupnost k jednotlivým částím motoru. Pro větší namáhání ale příliš vhodný není oproti rámu uzavřenému, kde motor nepůsobí jako nosná část, pouze rám vyztužuje. Tyto druhy můžeme dále rozdělit na používané modifikace a rozebírat jejich přednosti nebo naopak nevýhody, ale to není předmětem tohoto článku. Zaměřme se na pérování motocyklu. Následky dopravních nehod u motocyklů v porovnání s ostatními dopravními prostředky jsou katastrofální. Pravděpodobnost úmrtí řidiče je až 10x vyšší než u automobilů. Tyto důvody nás vedou ke zlepšování již zmíněné aktivní bezpečnosti. Zlepšených vlastností v mezních situacích, ale i snížení únavy jezdce a zvýšení jízdního pohodlí lze dosáhnou především kvalitním pérováním. Pro stabilitu a dobré vedení motocyklu je potřeba zajistit stálý styk kola s vozovkou. Kvalitní pérování znamená dobrý poměr mezi neodpruženou a odpruženou hmotou, přičemž neodpérovanou hmotou rozumíme vše co je pod pružinami pérování, odpérovanou vše co je nad pružinami pérování.
Pro zajištění dobrého styku kola s vozovkou je nutné, aby neodpružené hmoty byly co nejmenší a naladění podvozku bylo tvrdší. Řešení tvrdšího naladění má ale své nevýhody a to především s ohledem na pohodlí jízdy. Vysokého komfortu lze dosáhnout měkkým naladěním pružících a tlumících prvků. Za tohoto předpokladu ale klesá bezpečnost jízdy a to hlavně za takových podmínek, kdy nerovnosti vozovky následují v takové vzdálenosti od sebe, která vytváří určitou frekvenci kmitů, jež je shodná s frekvencí kmitů tlumících jednotek. Za takové situace dochází k rezonanci motocyklu a ztrátě kontroly. Větší zdvihy pérování zde hrají také svou roli s ohledem na značnou změnu geometrie podvozku (rozvor, závlek kola).



Změna rozvoru a tím i závleku kola je nežádoucí vliv, existují pružící systémy, které jej vylučují, nejdříve se ale podíváme na standardní zavěšení předního kola, jimž je tento neduh vlastní. Jedná se o klasickou teleskopickou vidlici. Tento druh se používá snad na všech typech motocyklů. Základními komponenty jsou kluzák a nosná trubka ve které je nainstalována pružící a tlumící jednotka. Její výhodou je jednoduchost, co se týče tuhosti nám však přináší určité nedostatky. Kluzák se s nosnou trubkou překrývá jen málo, nosné trubky jsou namáhány značným ohybovým momentem, zvláště při brzdění a jízdě zatáčkou. Tyto nežádoucí vlivy lze eliminovat masivnějším provedením, ovšem s výsledkem větších neodpérovaných hmot. V důsledku kroucení bývá vybavena stabilizátorem (spojením kluzáků nad předním kolem).

Většinu nevýhod klasické teleskopické vidlice (kromě změny rozvoru při zatížení) řeší vidlice typu upside-down. V podstatě se jedná o klasickou vidlici umístěnou v převrácené poloze - od toho také název (horní strana dole). Má menší neodpružené hmoty, v brýlích není uchycena nosná trubka, ale kluzák. Zajištěno je také větší překrytí kluzáku a nosné trubky. Toto řešení činí vidlici tuhou, nedeformující se, nalézá uplatnění jak na silnici, tak v terénu a v současné době vytlačuje svého předchůdce.

Zcela odlišný systém pérování má vidlice kyvná. Nepohybuje se totiž po přímce, ale po kružnici. S oblibou se používá u terénních sajdkárů, kde vyniká její hlavní přednost - tuhost. Nevýhodou je však značná změna rozvoru při propérování oproti předchozím typům.

Z těch méně používaných řešení můžeme ještě zmínit vidlici s rejdovým čepem. Přinášela obdivuhodné jízdní vlastnosti, dokázala od sebe oddělit brzdné a řídící síly. Vzhledem ke své hmotnosti, náročnosti na výrobu a omezeným rejdem se nepoužívá. Bimota Tesi je jedním z mála zástupců tohoto provedení.

Patrně nejúspěšnější modifikací odpružení předního kola poslední doby je vidlice páková. Tento systém pák s oblibou používá BMW na většině svých motocyklů pod jménem Telelever. Vytváří velice odolné zařízení proti namáhání, má antiponořovací efekt při brzdění, není těžká. Jednoduché je i nastavení centrální tlumící a pružící jednotky a téměř nemění rozvor kol při propérování. Nevýhodou je omezená možnost zdvihů - hodnota nad 200 mm je vzhledem ke kinematice televeru problematická, takže se hodí maximálně pro cestovní enduro. Svými vlastnostmi značně přispívá ke zvýšení aktivní bezpečnosti.
Ze starších provedení ještě zmíním vahadlovou a pružinovou vidlici. Vahadlová vidlice byla typickým provedením 30. let minulého století, s oblibou ji používala většina značek, mimo jiné. i ČZ a JAWA. Pružinová vidlice je v podstatě modifikací vahadlové a je oblíbena pro choppery a klasiky typu Harley-Davidson.
Určitým vývojem procházelo i uchycení zadního kola, nejprve nebylo žádné a kupodivu to u některých motocyklů vydrželo poměrně dlouho (u amerických strojů až do 50 let 20.století). První pokus o odpružení zadního kola přinášel jen velmi malé změny na rámu, což bylo výhodné z hlediska výrobních nákladů. Jednalo se o kluzákové zavěšení zadního kola (známe např. z Jawa 250 Pérák). Zdvihy byly příliš malé, tlumiče se ani nepoužívalo, systém byl natolik tuhý, že žádné větší kmity nehrozily. Uchycení kola nebylo dostatečně pevné a vzhledem k vlastnostem tohoto pérování se motocykl neobešel bez odpruženého sedadla.Tento způsob brzy nahradila zadní kyvná vidlice s dvojicí tlumičů.



Výhody byly jasné: možnost dosažení větších zdvihů, při dostatečně masivním provedení, lepší vedení zadního kola, atd. S příchodem kyvné vidlice skončily odpružené sedadla. Tento zlom nastal v 50. letech - ovšem v Evropě. Na přelomu 80. let však přichází další změna. Dvojice tlumičů je nevýhodná - při nestejném zahřátí oleje a nestejném opotřebení dochází k rozdílné účinnosti a tím ke kroucení zadní vidlice. Začalo se pracovat na centrálním odpružení zadního kola.
Prvenství v odpružení centrální jednotkou patří Yamaze, která zavedla u svých terénních motocyklů systém zvaný Cantilever. Brzy se objevilo i tzv. přepákování zadní tlumící jednotky. Systém pák přináší totiž značné zdokonalení tolik žádoucího efektu – progresivity (proměnlivou účinnost pružící a tlumící jednotky v závislosti na zatížení).Této vlastnosti se dosahuje např. změnou stoupání pružiny, nebo průměru jejího drátu, případně průměru pružiny.

V případě přepákování se jedná o mechanismus, který mění míru stlačení pružící jednotky v závislosti na pohybu zadní kyvné vidlice. Je tak dosaženo vynikající progresivity. Při větším výkyvu je jednotka stlačena v jiném poměru, než při přejezdu malé nerovnosti. Za tohoto předpokladu je také možné dosáhnout značných zdvihů kola. Z nejznámějších si vyjmenujme Hondu a její Pro-Link, Uni-Trak Kawasaki, Full Floater od Suzuki apod. Komponenty podvozku motocyklu probíhají neustálým vývojem, aby bylo dosaženo takových vlastností, které jsou v rovnováze s výkony současných motocyklových motorů.

Informace o redaktorovi

Mirek Rollinger - (Odebírat články autora)