Tlumiče motocyklu

Na motorce nalezneme hned několik typů tlumičů. Zcela určitě nalezneme tlumič výfuku, na některých motorkách tlumič řízení a na všech motocyklech jsou tlumiče součást podvozku. Jak již tušíte, budeme se v příštích řádcích zabývat tlumiči kmitů podvozku. Co je tlumič motocyklu? K čemu jsou tlumiče a z čeho se skládají? Jaké jsou typy tlumičů? Podíváme se také trochu do historie, abychom se mohli zorientovat v současné technice a nejmodernějších trendech.

Tlumiče motocyklu

Tlumiče včera, od mechaniky k hydraulice

Tlumič je mechanické nebo hydraulické zařízení navržené zejména k absorpci kmitů, jeho funkcí je také utlumení rázů. Proto správné označení pro tlumič je tlumič kmitů. Tlumič z fyzikálního hlediska konvertuje kinetickou energii na jiný druh energie, obyčejně na teplo. Tlumič motocyklu rychle tlumí vibraci odpružené masy, bez něj by se naše motorka pohupovala ještě dlouho po přejetí nerovnosti, kolo by nekontrolovaně poskakovalo po vozovce, což by mělo za následek neustálou změnu trakce.

   

První tlumiče byly tlumiče fungující na mechanickém principu tření. K nim můžeme řadit i skládané listové pružiny. Díky tření mezi jednotlivými segmenty listů plní tlumící funkci i bez přídavného zařízení. Tlumící účinek listových pružin byl proměnlivý v závislosti na opotřebení, na okolní teplotě apod. Vinuté pružiny si vyžádaly použití jiného zařízení pro útlum kmitů. Na obrázku lze vidět nůžkový mechanismus André Hartforda. Tenhle mechanizmus kopírující princip spojky byl vyvinut firmou Truffault před rokem 1900. Měl různé velikosti a počet lamel. Rozšířil se pod názvem Hartford, nastavitelný a funkční byl oběma směry. Již ve třicátých letech byste marně hledali podvozek bez takového tlumiče. První tlumiče používaly jako třecí materiál třeba dřevo, později ošetřenou kůži, stejně jak to bylo u spojky. Takový tlumič se při velkém zatížení přehříval a nebylo výjimečné jeho hoření, přehřátí znamenalo zničení. Sportovní motocykly (a vozy) používaly třecí elementy na bázi azbestu, obecně až sem sahají počátky vývoje veškerých třecích materiálů pro vozidla (brzdy, spojky, tlumiče). Motocyklové tlumiče byly obyčejně vybavené maticí pro ruční nastavení. Nevýhodou třecích tlumičů byla vyšší síla potřebná na jejich odlepení, při přejezdu malých nerovností tedy odpružení nereagovalo.

První hydraulický tlumič sestrojil C. L. Horock v roce 1901, fungoval pouze jedním směrem (vratným, rebound travel). První hydraulické tlumiče v produkci se objevují v roce 1912. BMW je prvním výrobcem motocyklů který použil hydraulické tlumení, a to u motocyklů R12 a R17 v roce 1935. Hydraulické tlumení se rychle ujalo u všech výrobců. Oproti mechanickému konceptu má nespočet výhod, proto dnes nenalezneme motorku s mechanickým tlumičem.

Tlumiče dneška, naše zažité standardy

Konvenční tlumiče na motorce jsou kombinované pružící a tlumící. Jak tlumič funguje se můžete dočíst třeba v jednom ze starších článků zde. V následujících řádcích nás bude zajímat technologie a nabídka dnešního trhu. Z hlediska principu činnosti známe dva základní typy tlumičů, emulzní (plynokapalinové) a kapalinový (rezervoárový). Základní rozdíl je ten, že emulzní tlumiče při pracovním zdvihu mísí olej se vzduchem a během toho vznikají bubliny. Olejová náplň není oddělena od vzduchové. Olej má menší stálost při neustálém pohybu tlumičů, protože se mísí se vzduchem, tak také přechází přes ventily. Také životnost olejové náplně je kratší, vzduchové bubliny urychlují jeho degradaci. Proto v některých případech bývá vzduch nahrazen inertním plynem. Většina předních teleskopických vidlic všech motocyklů je emulzní. Téměř všechny běžné emulzní přední tlumiče je jednoduché servisovat i v domácích podmínkách, obyčejně není zapotřebí žádného speciálního nářadí. Zpravidla je servisní interval kolem 20.000 km nebo maximálně 2 roky. Objem náplně bývá kolem půl litru na jednu šavli, tudíž pouze náplň činí zhruba jeden kilogram hmotnosti.

Kapalinové tlumiče mají na rozdíl od emulzních oddělenou olejovou náplň od vzduchové. Konstrukčně je to vyřešeno pístem, nebo membránou, která je pod tlakem. Při pohybu tlumiče přes ventily proudí pouze olej, což umožňuje daleko větší možnosti tlumícího rozsahu. Tlumící charakteristiky je možné měnit tlakem v membráně (nebo pod pístem) a také průtokovým ventilem. Tenhle typ tlumičů je obyčejně v centrální pružící jednotce nebo jednoplášťových jednotkách. Výhodou je bezúdržbový provoz, samozřejmě ale víme, že to neplatí stoprocentně. Čím je tlumič složitější konstrukce, tím dřív ho musíme servisovat. Správné servisovaní doma je nemožné bez pomoci nářadí k odvzdušnění. Výrobci tlumičů jako WP, Wilbers, Öhlins, Hyperpro, YSS, Touratech a jiní, mají v nabídce přestavbu emulzních tlumičů předních vidlic pomocí kazet s jednoplášťovou jednotkou nebo výměny celé vidlice. Kapalinový kazetový tlumič obecně nabízí větší možnosti nastavení oproti standartním vidlicím a také nižší hmotnost. Objem olejové náplně je znatelně redukován, což opět snižuje servisní interval, ač systém sám o sobě je stabilnější.

1. Mechanické nastavení předpětí pružiny (1* hydraulické) 2. Nastavení odskoku 3. Vysokorychlostní tlumení 4. Nízko rychlostní tlumení 5. Nastavení výšky tlumiče 6. Nastavení tlumení komprese / vysokotlaková zátka / dofukovací ventil 7. Tlaková zátka

Nastavovací tlumiče byly kdysi výsadou pouze závodních speciálů, dnes se však staly běžnou součástí střední třídy motocyklů. Jestli je výhodou mít stavitelné tlumiče v sérii je těžké říct. Obecně řečeno, dobře nastavený podvozek, ač je nenastavitelný, může působit lépe jak stavitelný podvozek, když není správně vyladěn. Ale i nenastavitelné tlumiče je možné ladit. Třeba viskozitou oleje, změnou pružin nebo podložkami.

K nastavení stavitelných tlumičů používáme pouze šroubovák a klíče, není to tedy žádný servisní úkon. V uživatelském manuálu k motorce se nachází popis k nastavovacím šroubům. Výrobci aftermarketových tlumičů poskytují uživatelský manuál ke svým produktům, obyčejně spolu s doporučeným nastavením jej lze dohledat na jejich stránkách. Zatímco současné zadní tlumiče jsou si hodně podobné, přední mají někdy i hodně odlišné konstrukce a pozici šroubů k nastavení. A jaké jsou možnosti nastavení dnešních tlumičů?

  • Předpětí pružiny (angl. preload) – základní nastavení, určuje základní pozici motocyklu (základní geometrie), určuje využitelnost zdvihu. Při progresivních pružinách nám stavitelné předpětí zvyšuje využitelnost pružiny pro různé hmotnostní kategorie jezdců. Tohle nastavení je nejstarší dostupné a měly ho v základu už motocykly jako Jawa 350 a MZ ETZ. Pro vzduchové pružiny je ekvivalentem změna huštění.
  • Tlumení nebo komprese (angl. damping nebo compression) – je nastavení tlumení při stláčení tlumiče. High-endové tlumiče jsou opatřeny nastavovacími prvky pro Low a High Speed damping, neboli nízkorychlostní a vysokorychlostní kompresi. To neznamená nic jiného, než měnící se charakteristiku tlumení, která není lineární. Jinak se tlumič bude chovat v závislosti na rychlosti stláčení pístnice. Rozdíl mezi vysokorychlostním a nízkorychlostním tlumením však nemůže být příliš markantní, aby se využily oba stupně regulace. Pro těžká endura se širokým spektrem využití pořád nastavujete kompromis pro svůj jízdní styl na cestě a v terénu, za pomoci dvouzónové komprese je využitelnost jednoho nastavení hodně široká, tudíž jste opět o krok blíže k ideálu.
  • Odskok (angl. rebound) – nastavuje útlum energie vracející se pružiny. Tedy ovlivňujeme děj po kompresním zdvihu tlumiče. Odskok je první myšlenka pro potřebu tlumit kmity vinuté pružiny. Zabraňuje pohupování motocyklu po přejetí nerovnosti a stabilizuje tím trakci.
  • Stavitelná výška tlumiče (angl. height adjustment) – mění celkovou výšku tlumiče za nezměněného pracovního zdvihu, čím ovlivňujeme úhel a stopu řízení dle potřeb. Přední teleskopické tlumiče lze posouvat v brýlích.

Chytré tlumiče zítřka a elektronika jako nedílná součást

Elektronika našla své uplatnění ve spoustě odnoží běžného života, během posledních let také velmi výrazně v oblasti automotive. LCD displeje, jízdní režimy a jiná elektronická udělátka nám dělají společnost také u motocyklů. Ať chceme nebo ne, není důvod předpokládat nebo jakkoli si myslet, že elektroniky bude v příštích letech méně. Pojďme se tedy podívat na zoubek elektronicky řízeným podvozkům. Dnes známe tři typy elektronických podvozků, elektronicky ovládané tlumiče, semi-aktivní podvozky a aktivní podvozky (které ještě nejsou pro motorky k dispozici).

    

Elektronicky ovládané tlumiče

Jsou to tlumiče známé přes jednu dekádu, kde nahradily manuální ovládače na tlumičích servomotory. Jezdec si vybere z několika předdefinovaných možností nastavení předpětí pružiny a tlumení. Jednoduché uživatelské prostředí vtahuje jezdce do děje a to je obrovský pokrok z hlediska užívání. Ať už je nastavení vykonávané separátně různými levely (comfort, standard, sport), nebo společně pomocí předdefinovaných jízdních režimů (road, offroad, sport). Na první pohled jsou pouze šrouby nahrazeny tlačítky a není tomu jinak, ale ta největší inovace se ukrývá jinde. Elektronicky stavitelné podvozky dokázaly vtáhnout do tajů nastavování tlumičů i ty jezdce, kteří předtím na šrouby tlumení a předpětí nikdy nesahali. Z pohodlí svého sedla pomocí tlačítek měníte charakter podvozku motorky, změna se děje v sekundách a její následky můžete hned pozorovat. Geniální, nemyslíte?

Semi-aktivní podvozky

Další úrovní elektronicky ovládaných podvozků jsou semi-aktivní podvozky. V roce 2013 se staly Ducati Multistrada 1200 a BMW HP4 prvními sériově vyráběnými motocykly se semi-aktivními podvozky. Dnes jsou používány v luxusních modelech u téměř všech výrobců. V jistém rozmezí elektronicky upravují tlumení a občas i předpětí pružiny vzhledem k aktuální potřebě (nastavení podle poklesu zádě motorky před jízdou). Jezdec si vybírá nikoliv přesné nastavení tlumiče, ale základní schéma tlumení. Několik snímačů zaznamenává aktuální dění, pomocí naprogramovaných map pak upravuje tlumení a odskok vzhledem k aktuální situaci. Změny nastávají v milisekundách (řádově kolem 10ms /100Hz) a proces jízdy je neustále sledován a upravován ve stejné kadenci. V motocyklech se pořád běžně používají elektronicky ovládané ventily, ovšem v automobilovém světě se používá i jiný princip, který je rychlejší. Uživatelské prostředí je podobné, ne-li stejné jak pro elektronicky ovládané tlumiče, klasický tlumičový olej je ale nahrazen magnetoreologickou tekutinou. Tato „chytrá“ tekutina je nosičem informací a reaguje s magnetickým polem tak, že usměrňuje vnitřní feromagnetické částice (viz obr. níže). Tím mění viskozitu až do bodu, kdy tekutina dokáže být doslova jako želatina. V hydraulickém pístu tlumiče se nachází elektromagneticky ovládaná cívka, která je schopna plynule měnit viskozitu regulací magnetického pole.

   

Dynamické tlumiče různých výrobců používají různé strategie s jedním cílem. Tím je stabilizovat pohyb šasi pro maximální komfort, ovladatelnost a trakci. Sáhnete na brzdy a systém zvýší tlumení přední vidlice, čímž redukuje ponor předních tlumičů. Přidáte plyn a to samé udělá pro zadní tlumič. Když najedete na nerovnost, řídící jednotka uvolní kompresi, aby kolo mělo lehčí pohyb směrem nahoru. Když najedete na díru, tak zas uvolní odskok, a tlumiče se mohou snáz vysunout. Tím minimalizuje možnost vzniku rázů a zmenšuje pohyb rámu. S jistou nadneseností to znamená mít nastavené tlumiče pro každou konkrétní jízdní situaci během jízdy. Samozřejmě, že realitou je nastavení vzhledem k aktuálním podmínkám a naprogramované strategii. Díky mnoha senzorům řídící jednotka vyhodnocuje, co má právě udělat. Senzory potřebné pro dynamické tlumiče jsou už z velké části obsáhlé v běžné elektronické výbavě moderního stroje. Jsou to kupříkladu signály z řídící jednotky motoru, ABS a také třeba centrálního gyroskopického sensoru. Přední tlumiče mohou mít někdy rozdělené funkce, jedna noha potom obstarává pouze pružení a druhá tlumení.

Aktivní tlumiče

Co to jsou tedy aktivní tlumiče a co znamená mít aktivní podvozek? Aktivní podvozek kromě tlumení upravuje také předpětí tlumiče, tím omezuje (ideálně anuluje) náklony šasi. Pohyb šasi se stává nezávislým na nerovnostech vozovky. V reálném čase během jízdy dokáže ovlivnit světlou výšku podobnou nebo stejnou kadencí jako tlumení. Systém nefunguje s predikcí, ale na základě senzorů s odezvou - prediktivní aktivní podvozek existuje akorát z dílny Mercedesu (magic body control – road surface scan). Aktivní podvozky jsou vyvíjeny pro auta a vzhledem k velikosti systému jejich použití pro motocykly není v současné době možné. Ale stejně tomu tak bylo i v roce 1954, když Paul Magés vyvinul první „živý“ podvozek pro Citroën a platilo to i pro první elektromagneticky ovládaný podvozek v Toyotě Soarer z roce 1983. První vlaštovka bude možná  pocházet z dílny Showa, jež představila systém EERA Heightflex na výstavě v Miláně, a následující derivát bude třeba prvním aktivním podvozkem pro motocykl, kdo ví...

Autoři článku obdrželi prémie 276 Kč od 34 uživatelů. Prémie jsou již uzavřené, děkujeme.

Jak se Vám líbil tento článek?
Průměr: 0.00
Známkováno: 0x

Vložení komentáře

Pokud chcete vložit komentář, tak se registrujte a přihlaste.



TOPlist