Unikalne rozwiązania motocyklowe. Opowieść o sukcesach i porażkach

Podążanie utartym szlakiem jest najbezpieczniejsze i rodzi najmniej problemów. Powszechnie stosowane rozwiązania, sprawdzone i dopracowane, pozwalają skonstruować jednoślad najszybciej i najtaniej. Czegóż więcej trzeba dzisiaj księgowym, którzy decydując o końcowym kształcie każdego projektu, próbują zaoszczędzić jak najwięcej pieniędzy. Ale czasami i oni nie mają nic do powiedzenia, bo wprowadzanie co jakiś czas nowatorskich rozwiązań pozwala firmom albo utrzymać się w czołówce technologicznego wyścigu, albo zaistnieć na arenie technicznych zmagań. A właśnie technika, choć często niezrozumiała i wręcz enigmatyczna dla większości klientów odwiedzających salony sprzedaży, decyduje w dużej mierze o konkurencyjności modelu.

To z jej dobrodziejstw korzystają użytkownicy motocykli, choć często nawet nie zdają sobie z tego sprawy. Techniczna oryginalność nie zawsze ma głęboko uzasadniony sens, przekładający się na konie mechaniczne, niutonometry czy inne wartości, także te określane jako wrażenia i odczucia. Czasami bardziej służy rozgłosowi i staje się narzędziem marketingowym. Ale bez niej postęp nie byłby możliwy. Każdy pomysł trzeba najpierw wypróbować, by wiedzieć, czy ma przed sobą przyszłość. Historie rozrządu desmodromicznego, pasków zębatych w układzie rozrządu i układów z pięcioma zaworami na cylinder pokazują, że nie każda idea „chwyta” i nie zawsze znajduje licznych naśladowców. Takich przykładów jest więcej.

Podwoziowe oryginały

Oryginalne rozwiązania można znaleźć także w podwoziach. Konstruktorom jednośladów od dawna marzyła się na przykład możliwość regulacji geometrii podwozia, pozwalająca na dobranie parametrów układu jezdnego w zależności od preferencji kierowcy czy warunków drogowych. Jest to jednak zadanie dość karkołomne, bowiem w grę wchodzą ogromne siły, działające podczas jazdy na elementy nośne. By geometria podwozia ulegała istotnym zmianom, trzeba mieć przede wszystkim wpływ na kąt pochylenia główki ramy, a w konsekwencji przedniego zawieszenia, albo na ustawienie tylnego wahacza. Tylko tak można wpływać na wartość rozstawu osi i wyprzedzenia osi przedniego koła, uzyskując albo lepszą zwrotność przydatną na krętych trasach, albo bardziej stabilne prowadzenie na drogach z przeważającą ilością długich, prostych odcinków.

Ducati zrealizowało taką ideę w 1997 r., opracowując przednie zawieszenie o regulowanym kącie pochylenia dla modelu 748 S. Sercem systemu były mimośrodowo mocowane łożyska główki ramy. Przy ich obracaniu zmieniał się kąt ustawienia osi kierownicy, a w konsekwencji całego widelca (z 66 na 65 stopni lub odwrotnie). Chyba właśnie zbyt mały zakres regulacji stanowił przyczynę, dla której tego typu regulacja nie zdobyła popularności. Nielicznych naśladowców doczekaliśmy się za sprawą Hondy, która w modelu CBR 600RR montowała od 2003 r. hybrydowy wahacz tylnego koła. Po modyfikacjach został on przeniesiony do produkcji seryjnej z wyścigowej RC 211V, dosiadanej wtedy przez Valentino Rossiego.

Idea konstrukcyjna tego rozwiązania polega na tym, że kolumna resorująco-tłumiąca w górnym punkcie nie jest mocowana do ramy. Na układ nośny nie są zatem przenoszone drgania, które właśnie w górnej części elementu resorująco-tłumiącego są silniejsze niż na dole. Masa tylnego zawieszenia skoncentrowana jest niżej, co sprzyja z kolei obniżeniu środka ciężkości całego motocykla. Cóż z tego, skoro konstrukcja takiego wahacza jest skomplikowana, a więc droższa. Dlatego wymierne korzyści są mało przekonujące dla innych producentów. Z górnego mocowania amortyzatora w ramie zrezygnowała również Bimota, ale jej wahacz w tylnym zawieszeniu wygląda zupełnie inaczej i przypomina układy Cantilever stosowane przez Yamahę. Ciekawostką wahacza Bimoty jest również mimośrodowa regulacja kolumny resorująco-tłumiącej.

Jeśli spróbujemy odnaleźć niecodzienne pomysły w przednim zawieszeniu, to zobaczymy, że wciąż bezkonkurencyjna jest pod tym również Bimota z modelem Tesi 3D. To już trzecia generacja motocykla, którego premiera odbyła się w 1991 r. Tesi ma unikalną ramę i przednie koło prowadzone wahaczem pchanym. Cała konstrukcja jest potwornie skomplikowana w produkcji i droga. Mało która firma obecnie stosuje w motocyklach wahaczowe zawieszenia przednie w takim kształcie. I nie zanosi się, by wkrótce ktoś się do niej dołączył.

Dwa oblicza rozrządu

Pośród oryginalnych pomysłów, które z trudem torowały sobie drogę ku popularności, jest również rozrząd o zmiennych parametrach. Twórcą pierwszego rozrządu ze zmiennymi fazami była firma Suzuki, która w 1991 r. pokazała model Bandit 400VC (Valve Control). System nie wzbudził większego zainteresowania i na kolejne podejście do tego zagadnienia trzeba było czekać ponad dekadę. W 2002 r. zadebiutowała Honda VFR z zupełnie nowym silnikiem, w którym do granicy 6800 obr/min pracują tylko dwa zawory, a powyżej tych obrotów zaczynają pracować dwa dodatkowe zawory.

W jednośladach problem momentu obrotowego w zakresie niskich i średnich obrotów nie jest aż tak palący ze względu na dużo mniejszą masę dwukołowych pojazdów. Ale przy poszukiwaniu coraz lepszych charakterystyk silników i w procesie dalszego obniżania zużycia paliwa zmienne fazy rozrządu mogą okazać się jednym z tańszych sposobów na sukces. Właśnie ten fakt sprawia, że obecnie coraz więcej firm sięga po system zmiennych faz rozrządu. Co prawda najczęściej ten układ znajdziemy we flagowych konstrukcjach marek takich jak BMW czy Honda, ale nie jest to regułą. Zmienne fazy rozrządu znajdziemy również w 125-tce Yamahy, modelu MT-125.

Suche sprzęgła

Wpisy w jednej z rubryk danych technicznych współczesnych motocykli są tak monotonne, że aż nudne. Chodzi oczywiście o wielotarczowe, mokre sprzęgło. Stało się ono tak powszechne, że można wręcz zapomnieć o nielicznych konstrukcjach ze sprzęgłem suchym. W ten „mokry” schemat wpisuje się obecnie nawet firma BMW, która przez dziesiątki lat wykorzystywała w swych „bokserach” i leżących czterocylindrowcach serii K wyłącznie suche sprzęgła. W nowych silnikach bawarskiej firmy, przygotowanych dla modeli serii R, F, K i S, rozłączaniem napędu zajmuje się wielotarczowy element w kąpieli olejowej. 

Sprzęgła to ważne elementy układów napędowych. Mają wiele zastosowań, zróżnicowaną budowę i rozmaite zasady działania. Można wyróżnić przeszło 50 rodzajów sprzęgieł, co świadczy o ich przydatności. Motocykl także nie może się bez niego obyć, bowiem przy korzystaniu z manualnej skrzyni biegów niezbędne jest rozłączanie napędu między wałem głównym a przekładnią podczas zmiany przełożeń. Oczywiście można zmienić bieg bez wysprzęglenia, ale wówczas może zachodzić proces wzmożonego zużycia elementów układu przeniesienia napędu.

Wady i zalety suchego sprzęgła

To, czy sprzęgło jest suche, czy mokre pozornie nie ma większego znaczenia dla prowadzącego. Napęd jest w obu przypadkach skutecznie rozłączany i z powrotem łączony ruchami dźwigni po lewej stronie kierownicy. Procesy zachodzące w samych sprzęgłach są jednak nieco inne. Sprzęgła suche mogą mieć konstrukcję jedno- lub wielotarczową. Zastosowanie wielu tarcz pozwala mocno zredukować średnicę sprzęgła, co w motocyklu ma istotne znaczenie. Jednotarczowe sprzęgła suche o dużych średnicach sprawdzają się przy wzdłużnym ustawieniu silników, na przykład bokserów w BMW czy V2 w Moto Guzzi. Między jednostką napędową a skrzynią biegów jest sporo miejsca i taki element nie stanowił większego problemu. A ma wiele zalet. Działa z niezauważalnym poślizgiem i łączy napęd natychmiast, co ogranicza straty momentu obrotowego. Zapewnia też pełne rozłączenie napędu, dlatego pozwala załączyć pierwszy bieg bez zgrzytów i szarpnięć.

Niestety w silniku motocyklowym o poprzecznym ustawieniu wału korbowego takie rozwiązanie nie wchodzi w rachubę. Dlatego konstruktorzy, decydując się na sprzęgło suche muszą przyjąć układ wielotarczowy, by znacząco zmniejszyć jego średnicę. Działa on równie skutecznie i z bardzo małymi stratami poślizgu, ale pracuje znacznie głośniej. Poza tym ze względu na przenoszenie niewielkiego momentu obrotowego nawet podczas rozłączenia napędu (tak zwane „wleczenie”) utrudnia wrzucenie pierwszego biegu. Głośniejsza praca takiego sprzęgła związana jest też z często otwartą obudową, umożliwiającą chłodzenie i wydostawanie się resztek zużytego materiału ciernego. Powietrze jest jedynym czynnikiem, odbierającym temperaturę od suchego sprzęgła. Zaletą suchego sprzęgła wielotarczowego jest także jego mała masa, dlatego można je spotkać w maszynach typowo sportowych. Wielotarczowe sprzęgła mokre, które działają ze znacznie większym poślizgiem i jeszcze wyraźniejszym efektem „wleczenia” muszą mieć większe średnice do przeniesienia tego samego momentu obrotowego. Są więc nieco cięższe. Kąpiel olejowa wygłusza jednak skutecznie odgłosy ich pracy i podwyższa trwałość, co w końcowym rozrachunku liczy się bardziej.