Nieudane koncepcje po latach. Do dwóch razy sztuka

Większość nowoczesnych rozwiązań znajdujących miejsce w fabrycznych motocyklach narodziła się na torze wyścigowym. W przypadku opisywanych tutaj pomysłów, tylko pierwszy ma taką historię. Pozostałe koncepcje były tworzone od podstaw z myślą o cywilnych motocyklach, gdzie bardziej niż osiągi liczy się bezpieczeństwo i komfort użytkowania.

Antynurek (anti-dive system)

Pierwszym urządzeniem, które było bardzo popularne w latach 80-tych, jest tak zwany antynurek. Inżynierom budującym ten mechanizm zależało na tym, by motocykl miał optymalnie zestrojony przedni widelec, a jednocześnie nie nurkował przy mocnym do hamowaniu przodem. Jak wiadomo, obie te kwestie wzajemnie się wykluczają. Obciążenie przedniego zawieszenia motocykla w czasie hamowania jest tak duże, że może nawet dojść do całkowitego „zamknięcia” zawieszenia, co jest bardzo niebezpieczne.

Początkowo testy urządzeń mających rozwiązać ów problem prowadzono na motocyklach wyścigowych (Honda NR 500), ale szybko technologie te przeniosły się na ulicę. Stosowano dwie szkoły utwardzania przedniego widelca – poprzez ruch zacisku albo ciśnienie podane z układu hamulcowego.

Pierwszą technologię zastosowano w Torque Reactive Anti-Dive Control (TRAC) u Hondy. Zwiększenie tłumienia dobicia przedniego amortyzatora było realizowano za pomocą wahliwie zamontowanego zacisku hamulcowego. Jego górne mocowanie stanowi oś obrotu, z kolei dolny punkt połączony jest z elementem, który przymyka zawór odpowiadający za tłumienie. Oczywiście im bardziej gwałtowne jest owo hamowanie, tym efekt jest mocniejszy. Tego typu konstrukcji zastosowano między innymi w CB 900F czy serii VF 750. Podobny system stosowało także Kawasaki (pod nazwą Automatic Variable Damping System – AVDS).

Yamaha Tracer 9 GT+ ma wszystkie opisywane technologie podane w nowoczesnej formie. Dzisiaj panuje nad nimi zaawansowana elektronika.

Zupełnie w inną stronę poszło Suzuki, które swój system stosowało między innymi w Katanie 1100. Mowa o Anti Nose Dive Fork (ANDF). W tym przypadku działanie systemu nie było uzależnione od ruchu zacisku hamulcowego. Zawór odcinający tłumienie dobicia był sterowany za pośrednictwem płynu hamulcowego. Po prostu, oprócz przednich zacisków, poprowadzony był dodatkowy przewód do niewielkiego siłownika znajdującego się na przedniej goleni. Na tej samej zasadzie zbudowany był układ Yamahy, który spotkamy między innymi w XJ 900 Seca.

Oba systemy miały pewne wady, do których należy opóźnienie w działaniu, a także zwiększone ryzyko wycieków (do których dochodzi, szczególnie w wiekowych maszynach). Ówcześni inżynierowie próbowali nawet wspomagać się raczkującą wtedy elektroniką – systemem New Electrically Activated Suspension (NEAS) wprowadzonym do Suzuki GSX-R 1100 w 1985 roku, a także Electronic Suspension Control System (ESCS) debiutującym rok później w Kawasaki. Niestety oba systemy nie działały tak dobrze, by na stałe zawitać do produkcyjnych motocykli.

Antynurek po latach

W 2020 roku koncepcję nowoczesnego antynurka zaprezentowała Aprilia, jednak rozwiązanie to nie weszło do seryjnej produkcji. Dzisiaj w fabrycznych motocyklach za ograniczenie nurkowania przy hamowaniu odpowiadają półaktywne zawieszenia. Mają je w ofercie praktycznie wszyscy renomowani producenci, a jednostki inercyjne (IMU) stały się równie powszechne, jak podstawowy ABS kilkanaście lat temu.

Komputer sterujący zawieszeniem zbiera dane z IMU oraz wielu innych czujników (ABS, otwarcie przepustnicy itp.) i na podstawie tych informacji w przeciągu milisekund dostosowuje tłumienie dobicia do warunków. Jeśli więc gwałtownie naciskamy przedni hamulec i motocykl mógłby zanurkować, następuje drastyczne zwiększenie tłumienia. W przeciwieństwie do starych systemów, które działały w sposób mechaniczny, sytuacja jest cały czas monitorowana. W razie potrzeby komputer szybko zaktualizuje nastawy zawieszenia tak, by zagwarantować jego optymalną pracę i w sposób niemal niezauważalny przejść z fazy hamowania do przyspieszania.

Klasyczny antynurek nie przyjął się. Dzisiaj mamy półaktywne amortyzatory i alternatywne zawieszenia. Konstrukcje z zastosowaniem wahaczy są tego najlepszym przykładem.

Wspomaganie hamulców

Drugim zapomnianym dziś urządzeniem jest wspomagany układ hamulcowy I-ABS znany między innymi z GS i serii K1200, wprowadzony w 2000 roku. W teorii miało być to świetne urządzenie, które łączy w sobie pompę wspomagania, rozdzielacz siły hamowania i ABS. W motocyklu mamy więc dwa silniki (odpowiednio do przedniego i tylnego hamulca), które nie tylko załatwiają pracę układu antypoślizgowego, ale także zmniejszają nacisk na dźwignie. Dodatkowo przy wciśnięciu przedniej klamki uruchamiany jest także tylny zacisk.

Niestety właściciele motocykli BMW nie byli zadowoleni z tego układu. Układ okazał się mało precyzyjny, trudny do wyczucia (pomimo lekkiej pracy obu dźwigni), a ABS wręcz ospały. Poza tym potężna pompa jest ciężka, a po latach awaryjna. Wisienką na torcie okazał się wymagający serwis, gdyż odpowietrzenie wymaga odpowiednich narzędzi i przede wszystkim wiedzy. Część diagnostyki robi się z pomocą komputera diagnostycznego, który podpowiada, które elementy nie pracują prawidłowo. Dzisiaj wymiana czy regeneracja takiej pompy jest więc bardzo kosztowna. Wielu właścicieli decyduje się na usunięcie agregatu i przejście na tradycyjny układ hamulcowy bez wspomagania i ABS.

Sam hamuje!

Na powrót układu wspomagających hamowanie musieliśmy poczekać prawie 20 lat od wycofania ich z produkcji. Nie działa to jednak w taki sposób, jak założyli inżynierowie BMW. Era typowego wspomagania hamulców skończyła się raz na zawsze, mamy jednak inne możliwości, jakie daje silnik elektryczny. Do tej pory był on stosowany do uruchamiania pompy ABS, gdzie ciśnienie zadaje użytkownik, a pompa odpowiada za jego ograniczenie w chwili pojawienia się uślizgu koła.

Przykładem zastosowania nowoczesnego wspomagania jest układ, który ma najnowsza Yamaha Tracer 9 GT+ czy najnowszy BMW R 1300 GS. Motocykle te mają radar, który steruje pracą aktywnego tempomatu. W przypadku wykrycia zagrożenia lub drastycznego zmniejszenia dystansu, silnik elektryczny uruchamia hamulec, nie czekając na ruch ze strony kierowcy.

Czy to my jedziemy motocyklem, czy motocykl nas wozi? Coraz częściej będziemy zadawać sobie to pytanie. Aktywny radar wyposażony w system automatycznego hamowania już jest w produkcji.

Radar prawie jak autopilot. W długiej trasie jest to pomocny dodatek.

Skomplikowana integracja – DUAL CBS

Trzecim rozwiązaniem, które wydawać by się mogło, że wyszło z eksploatacji, jest zintegrowany układ hamulcowy. Nic bardziej mylnego! Zacznijmy jednak od początku. Najbardziej rozpoznawalna jest w tym zakresie Honda i jej słynny DUAL CBS. Nawet dzisiaj układ ten robi wrażenie ze względu na komplikację konstrukcji i sposób działania. Zastosowano go między innymi w CBR 1000F, CBR 1100XX, a później w VFR 800. Jak przystało na tamte czasy, wszystko działało czysto mechanicznie, bez użycia elektroniki.

Najprostszy i zbliżony do klasycznego hamulca jest przedni układ. Gdy naciskamy prawą klamkę, pompa podaje płyn do dwóch z trzech tłoczków obu przednich zacisków. Jak zatem udało się uzyskać połączenie obu układów i ich wspólną pracę? Za to odpowiada bardzo rozbudowany fragment układu hamulcowego, zasilany z tylnego zbiorniczka. Jego zasadniczym elementem jest tylna pompa, z której płyn wędruje do wszystkich trzech zacisków, a konkretnie ich pojedynczych, umieszczonych centralnie tłoczków.

To jednak nie koniec całej zabawy, gdyż lewy przedni zacisk umieszczony jest wahliwie, z osią obrotu na dolnym mocowaniu. U góry za to mamy niewielką pompkę, która uruchamiana w chwili, gdy tarcie generowane przez klocki powoduje przesunięcie zacisku. Mamy tutaj bardzo złożony system, w którym wciśnięcie tylko przedniego hamulca uruchomi nam za pośrednictwem tej wahliwej pompki tylny zacisk, ale również przy hamowaniu tyłem otrzymujemy w ten sposób ciśnienie podane do dwóch zewnętrznych tłoczków tylnego zacisku. Znajduje się tam również zawór PCV, który dba o to, by siła hamowania przekazywana na tylny zacisk z upływem czasu malała. Dlaczego tak się dzieje? Sprawa jest prosta – gdy zaczynamy hamować przy 100 km/h dużo trudniej jest zablokować tylne koło niż przy 15 km/h. Z tego powodu zawór PCV obniża ciśnienie na dwóch tłoczkach tylnego zacisku pod koniec hamowania.

Może to się wydawać skomplikowane, ale moim zdaniem układ ten sprawował się całkiem dobrze. Miałem przyjemność przez dwa sezony dosiadać Hondę CBR 1100XX i bardzo sobie chwaliłem to rozwiązanie. DUAL CBS był także krytykowany. Użytkownicy narzekali na brak możliwości precyzyjnej kontroli balansu pomiędzy przednim a tylnym hamulcem. Moim zdaniem ma to uzasadnienie tylko na torze lub w czasie ekstremalnie szybkiej jazdy po zakrętach.

Sercem nowoczesnego układu hamulcowego jest sterowana komputerowo centralka ABS.

Powrót po latach

Pomimo dość ciekawej konstrukcji inżynierowie Hondy zdali sobie sprawę, że układ DUAL CBS jest bardzo skomplikowany, wymagający pod względem serwisu, a wymiana przewodów hamulcowych kosztuje fortunę. Wprowadzono więc uproszczoną wersję tego rozwiązania, w której przedni hamulec jest niezależny, a przód otrzymuje lekkie hamowanie uruchamiane bezpośrednio z tylnej pompy. Wystarczy do tego jeden tłoczek, w którymś z przednich zacisków. 

Dzisiaj zintegrowany układ hamulcowy jest spotykany w wielu maszynach. BMW od lat w swoim największym GS uruchamia tylny zacisk dźwignią przedniego hamulca. Z kolei w niewielkich skuterach i motocyklach popularnych jest odwrotnie – to tył przekazuje dodatkową siłę hamowania na przód.

Do CBS w pełnej odsłonie powróciła Honda w najnowszym Gold Wingu, z tym że tam całość jest sterowana komputerem. Muszę jednak przyznać, że hamowanie tym prawie 400-kilogramowym kolosem przypomina najnowsze sprzęty sportowe!

Brawo za pomysły

Jak widać, nie wszystkie stare rozwiązania okazały się przysłowiową kulą w płot. Wiele z nich wróciło, aczkolwiek pod zupełnie inną postacią. Kiedyś były to układy czysto mechaniczne, za co mam ogromny szacunek dla ówczesnych inżynierów, którzy zrealizowali i wprowadzili swoje pomysły. Moim zdaniem było to dużo trudniejsze niż dzisiaj. We współczesnych motocyklach mogących być nazwanymi komputerem na kołach, za sterowanie wszystkimi systemami odpowiadają komputery z jednostką inercyjną, dziesiątki innych czujników, elektryczne pompy, silniki krokowe i tak dalej. Różnica jest taka, że w razie problemów stare wynalazki można było szybko naprawić lub odłączyć korzystając z podstawowych narzędzi. Teraz bez dobrze wyposażonego serwisu nic nie zrobimy. Cóż, taki jest urok postępu.