Andrzej KwiatkowskiW konstrukcji szybkiego szosowego GTS-a 1000 Yamahy przeniesienie ruchów kierownicy na zwrotnicę nie jest skomplikowane. Wymaga wprowadzenia teleskopowego połączenia i dopóki nie wyrobią się w nim luzy, sterowanie będzie działać dobrze.
Na skróty:
To zdjęcie Yamahy GTS 1000 (rys. 1) w pełnym negliżu było wykonane z bliska aparatem o krótkiej ogniskowej, więc wrysowane schematycznie oznaczenia położenia wahaczy i punktów wyznaczających położenie osi X-X muszą uwzględniać wyrównanie paralaksy. Dlatego niektóre punkty niezupełnie pokrywają się z widocznymi na zdjęciu.
Rys. 1
Pozycja górnego wahacza jest bardzo bliska równoległej do dolnego wahacza, a więc była dobrana pod kątem zachowania stałego wyprzedzenia i niezmienności kąta nachylenia osi X-X. Znów: w pewnym tylko zakresie ruchów wahaczy, bo ich długości są bardzo niejednakowe, ale dzisiejsze, czysto szosowe, szybkie motocykle mają i tak z reguły małe skoki resorowania przedniego koła. Prawie dokładnie poziome ustawienie dolnego (głównego) wahacza decyduje o zachowaniu także niezmienności rozstawu kół przy resorowaniu.
Natomiast z rysunku 1 można wysnuć także jednoznaczny wniosek. Oś koła leży nieco przed osią skrętu X-X, koło toczy się po ziemi za osią X-X, masy koła i (zwłaszcza) zwrotnicy mają niewątpliwie swój środek ciężkości przed osią zwrotnicy, a więc działają wszystkie trzy czynniki, omówione w numerze 3/95 jako te, które zapewniają dynamiczną równowagę motocykla.
Konstruktor może rozporządzać metodami doregulowania tych parametrów do pożądanych wielkości. Można przypuszczać, że to wypchnięcie zwrotnicy w przód było spowodowane nie tylko stylistycznymi względami. W rzeczywistości sprawa się widocznie udała, bo spotkałem się z prasowymi opiniami o dobrej sterowności Yamahy GTS 1000 w warunkach szybkiej jazdy szosowej.
Jednostronne wahacze mają też wady
Jednostronny, niesymetryczny wahacz w przednim zawieszeniu motocykla stwarza jednak więcej problemów niż już w poważnym stopniu sprawdzony jednostronny wahacz tylnego koła. Żaden z systemów, w którym bądź tylko dolny wahacz, bądź oba wahacze muszą wniknąć w głąb specjalnie wklęsłego koła, żeby umieścić dolny i górny punkt obrotu zwrotnicy dokładnie w płaszczyźnie symetrii opony, nie zapewnił motocyklowi dostatecznego skrętu przedniego koła.
Przynajmniej w jedną stronę skręt musi być ograniczony, bo im większy skręt ma dopuścić wahacz, tym bardziej musi być wygięty jego „łokieć”, a im większy ów „łokieć”, tym większe kłopoty ze sztywnością wahacza. Dla opanowania tych zjawisk musi wzrastać przekrój wahacza, a tym samym jego masa. A część masy wahacza trzeba przypisywać masom nieresorowanym.
Ograniczony skręt przedniego koła nie stanowi problemu w szybkiej jeździe szosowej, bo nie wirażuje się z silnie skręconym przednim kołem. Dlatego te systemy najbardziej nadają się do wprowadzania ich w dziedzinie wyścigowej, choć z migawek filmowych niektórych wypadków można wnioskować, że pewnej ilości przykrych przewróceń można by uniknąć, gdyby zawodnikowi nie „skończył się” skręt przedniego koła w czasie, gdy wojował z uślizgiem tylnego koła.
W normalnej, użytkowej jeździe sprawa wygląda gorzej. Do manewrowania motocyklem w ruchu miejskim potrzebny jest często pełny skręt w jego dotychczasowym rozumieniu. Dopuszczenie niesymetrycznego skrętu: innego w lewo, a innego w prawo, technicznie usprawiedliwione przy jednostronnych wahaczach, chyba nie wchodzi w grę.
Jeździec mógłby się w pewnych sytuacjach w ruchu poczuć oszukany. Niebezpiecznie oszukany. Poza tym problem stanowi także zawracanie na wąskich ulicach. Gdyby nawet dopuścić niesymetrię maksymalnego kąta skrętu, to i tak wątpię, żeby producenci zdecydowali się wypuszczać motocykle z wariantowymi lewymi lub prawymi wahaczami, dla zadowolenia zarówno tych, którzy jeżdżą po prawej stronie, a zawracają w lewo, jak i tej większości ludzkości (to nie żart!), która jeździ po lewej stronie, a zawraca w prawo. Wreszcie, jakiś ludzki skręt potrzebny jest choćby dla wprowadzenia maszyny do garażu i wyprowadzenia jej z niego. A mówimy przecież o nowoczesnych zawieszeniach w ciężkich maszynach.
Uważa się, że przednie koło powinno skręcać się o 40 stopni w każdą stronę. Ile stopni w prawo może być skręcone koło Yamahy GTS 1000? W numerze 1/94 podano, iż ten kąt jest o kilkanaście stopni mniejszy od 40. A szerokie opony, tak chętnie stosowane dziś w szybkich maszynach szosowych, jeszcze dodatkowo zaostrzają zagadnienie.
W zasadzie omówiliśmy czym i jak realizowane jest resorowanie i tłumienie w poszczególnych układach, ale w przypadku Yamahy, a także zresztą i Elfa, zwraca uwagę bardzo ukośne ustawienie elementu sprężynującego, w Elfie opartego o wahacz w okolicy połowy jego długości, w obu bardzo daleko od płaszczyzny symetrii motocykla, gdzie atakują wszystkie siły, a więc ogólnie biorąc na dużym przełożeniu dźwigniowym. Elementy te pracują na małych ruchach, za to na dużych siłach. Te siły dodatkowo obciążają wahacz i jego łożyskowanie. Znów: zagadnienie sztywności i w związku z tym zwymiarowania wahacza. A także sztywności i trwałości jego ułożyskowania.
Yamaha GTS 1000 ma rzeczywiście szeroko, a więc sztywno, zaprojektowane ułożyskowanie wahacza dolnego i pod tym względem wszystko jest bardzo konsekwentne. Ten wahacz doskonale pasuje do potężnego silnika ustawionego w poprzek, a więc usprawiedliwiającego szerokie łożyskowanie wahacza. Trudno sobie natomiast wyobrazić ten system zawieszenia w jednocylindrowym motocyklu o wąskiej budowie. On po prostu nie jest pomyślany dla uniwersalnych, szosowo-terenowych motocykli.
Tak, ale w chwili pisania tych uwag dostałem numer czasopisma z wiadomością, że taką właściwie ścisłą kopię resorowania GTS 1000 zastosowano w skuterze 50 ccm. Tam przynajmniej nie będzie kwestii, czy jednotarczowy hamulec będzie wystarczający (bo na drugą tarczę nie ma miejsca w super-szybkiej GTS), ale przyznam się, że pierwszym moim wrażeniem było, że to zastosowanie powstało na zasadzie: „…i ja też! i ja też!”.
A może nie? Może przeciwnie? Może właśnie małe kółka skutera pozwolą na mniejsze wygięcie wahacza, a mały skręt będzie mniej przeszkadzał w manewrowaniu pojazdem ważącym bliżej 80 niż 280 kg?
Oba wahacze ponad obrysem koła
Wydaje się logiczne, że następnym krokiem do rozwoju bezwidelcowego wahaczowego zawieszenia przedniego koła było usunięcie obu wahaczy poza obrys koła. Norman Hossack, też z wyścigowych sfer, wyprowadził oba wahacze poza obrys koła i otrzymał coś, co optycznie bardzo przypomina stary, ale dziś już niedobry widelec trapezowy (rys. 3).
Trapez tu jest, bo są dwa nad sobą ułożone wahacze, ale trapezowego widelca nie ma, bo wahacze nie biorą udziału w skręcie: ich łożyskowanie jest sztywno związane z bryłą motocykla. A „widelec” z prasowanej blachy, jak, nie przymierzając w przedwojennych „dekawkach”, nie jest widelcem, tylko zwrotnicą na kulowych sworzniach, ułożyskowaną w górnym i dolnym wahaczu. Owszem, ta zwrotnica jest rozdwojona i obejmuje koło z obu stron, co na pewno nie jest wadą.
Rys. 3
Koło teraz może być symetrycznie ukształtowane, jeżeli ktoś chce, to i szprychowane, hamulec może być dwutarczowy, a kierownica, która musi być ułożyskowana oddzielnie, w ramie motocykla, musi oddziaływać na zwrotnicę podobnie, jak to miało miejsce w systemie Difazio. W jednym z rozwiązań Hossack przenosił ruchy od kierownicy za pomocą cięgna wzdłużnego, działającego na jedną stronę rozdwojonej zwrotnicy. I znów: dopóki nie wyrobią się luzy w przegubowych połączeniach, będzie to działało.
Skręt koła na pewno nie będzie tak ograniczony jak przy wahaczu wnikającym w głąb koła, ale nie będzie tak swobodny jak w dawnym trapezowym układzie lub jak w widelcu teleskopowym. U Hossacka w jego praktycznym wykonaniu podobno jest jednak też zbyt mały. Może zadecydowały o tym praktyczne względy wymiarowe, a może po prostu wyścigowiec Hossack nie czuł potrzeby osiągania naprawdę dużego skrętu.
Rys. 4
W sprawach sterowności sytuacja nie jest zła, bo konstruktor może długościami i wstępnym usytuowaniem wahaczy w dość dużym zakresie wpływać na taki dobór geometrii zawieszenia, żeby osiągnąć dobrą sterowność motocykla (rys.4). Perspektywy są lepsze niż w widelcu trapezowym, bo tu oś X-X może leżeć dowolnie blisko tych elementów, które składają się na omówiony poprzednio „ciężar układu sterowego”. Układ, jeżeli jest właściwie skonstruowany, nie musi cechować się skłonnością do „shimmy”.
Po lewej stronie rysunku 4 pokazano zachowany stały rozstaw osi kół, po prawej stały kąt nachylenia osi skrętu i stałą wielkość wyprzedzania.
Dokończenie w kolejnej części cyklu.