Jej wysokość geometria. Część 1

A tych kalkulacji jest naprawdę sporo. Geometria jest bowiem jednym z najtrudniejszych do rozgryzienia aspektów motocyklowego podwozia. Tak naprawdę to od niej zależy szeroko pojęte pojęcie prowadzenia motocykla – na prostej oraz w każdym fragmencie zakrętu. Geometria to jednak dość ogólne zagadnienie i jako termin określa w pierwszej kolejności parametry przodu motocykla, jak kąt główki ramy i tzw. trail, czyli wyprzedzenie sworznia zwrotnicy.

Wpływ na te parametry mają przede wszystkim offset (czyli wysunięcie półek) i rozstaw osi. Punktami odniesienia są tutaj główka ramy oraz oś przedniego koła. Ich położenie, a właściwie wyprzedzenie kąta zwrotnicy, ma kluczowe znaczenie dla charakterystyki prowadzenia i stabilności motocykla. Owo wyprzedzenie to odległość między punktami styku prostych poprowadzonych przez oś główki ramy i oś przedniego koła w kierunku prostopadłym do podłoża. Im jest on większy, tym motocykl jest stabilniejszy. Warto tu wspomnieć, że jednoślad nigdy nie jedzie idealnie prosto, tylko zawsze bardzo delikatnym, właściwie niewyczuwalnym wężykiem. Zatem im większy trail, tym to wężykowanie jest mniej nasilone.

Ale, jak nietrudno zgadnąć, ze skręcaniem jest już wtedy gorzej. Zmiana kierunku jest bowiem wywoływana nie tylko przez pochylenie motocykla, ale i skręt przedniego koła w kierunku pochylenia. W tej sytuacji to, co zbawienne na prostej, utrudnia skręt koła, a kierowca musi włożyć więcej energii, by przeciwstawić się sile prostującej. Oczywiście sytuacja zmieni się diametralnie, jeśli trail będzie mniejszy. Poprawi się poręczność i łatwość prowadzenia, ale przy bardziej agresywnej jeździe może okazać się niezbyt stabilnie. Jest to element układanki, który musi się mieścić w kompromisie do jakiego dążymy.

Specyficzna logika

Ale co tak właściwie mam na myśli, pisząc „mały i duży trail”? Obecnie producenci korzystają z zakresu mniej więcej 90-180 mm. W motocyklach szosowych typu naked i sport spotyka się zazwyczaj wartości w okolicach 90-110 mm, dzięki czemu te motocykle są wyjątkowo zwrotne i pewne w prowadzeniu. Przykładem niech będzie BMW S 1000 RR, które ma 93 mm wyprzedzenia, czyli dość mało, a prowadzi się jak po sznurku i stabilnie. Na drugim końcu skali znajdują się maszyny z segmentu cruiser/chopper, gdzie wyprzedzenie w skrajnych przypadkach, jak w np. H-D Road King, osiąga 175 mm. Natomiast motocykle turystyczne – zarówno te szybkie pokroju Ducati Multistrady, jak i krążowniki w typie Hondy Gold Wing, korzystają z wyprzedzenia w okolicach 110 mm.Tutaj dochodzi drugi istotny parametr, czyli kąt główki ramy, który średnio waha się w okolicach od 23° do nawet 30° w krążownikach. Co ciekawe, łagodny kąt główki ramy wcale nie oznacza, że trail musi być długi i na odwrót. Te dwa parametry są ze sobą połączone głównie za sprawą offsetu półek, dzięki któremu możemy zmienić np. kąt główki ramy, ale bez wpływu na trail i odwrotnie jak np. w supermoto budowanych na bazie crossówki. Zmiana kół terenowych w rozmiarze 18/21” na szosowe 17” w drastyczny sposób zmienia również geometrię, w stopniu uniemożliwiającym tak agresywną jazdę jak po jej korekcie. W tym przypadku zmiany dotyczą głównie zwiększeniu trailu. 

Cała na tył!

To, co już omówiliśmy, to parametry podane statycznie, gdy motocykl styka się z ziemią tylko oponami, a zawieszenie się nie ugina. Wiadome jest, że te parametry zaczną się zmieniać w trakcie jazdy (w tzw. dynamice). O ile łatwo sobie wyobrazić, jak zmienia się geometria przodu w trakcie hamowania, to w świadomości użytkowników pozostaje mnóstwo mitów i błędów myślowych co do zachowania tyłu motocykla. Pojawia się wtedy bowiem jeszcze bardziej skomplikowana sytuacja w postaci dodatkowych parametrów w geometrii układu napędowego. Ta zresztą jest bardzo dużym kompromisem pomiędzy przyczepnością, a homologacją maksymalnego dopuszczalnego obciążenia, np. pasażerką/em czy bagażem.

Przeważająca część motocyklistów twierdzi, że tył maszyny musi zawsze obniżać się podczas przyspieszania, aby odpowiednio przenieść obciążenie na tylne koło i uzyskać lepszą przyczepność. Garstka osób studiujących kinematykę motocykla wie o zjawisku przeciwnym, czyli tzw anti-squat (antyprzysiad) i twierdzi, że podczas przyspieszania tylne zawieszenie musi się rozciągać, aby docisnąć oponę do ziemi i zwiększyć przyczepność. Osoby z tej grupy przytaczają eksperyment polegający na dojechaniu przednią oponą do ściany i delikatnym zwolnieniu sprzęgła. Gdy moc trafi na tylną oponę, zawieszenie znacznie się podnosić. Ale co tak naprawdę dzieje się, gdy motocykl jest na drodze lub torze i przyspiesza?

Raz wyżej, raz niżej, a raz w ogóle

Oto, co wiemy o funkcji zapobiegającej przysiadaniu: trzy siły zaangażowane w ściskanie lub rozciąganie tylnego zawieszenia podczas przyspieszania motocykla to siła napędowa, naciąg łańcucha i przeniesienie obciążenia. Siła napędowa odnosi się do tylnego koła popychającego motocykl do przodu i powoduje podniesienie tylnego zawieszenia, w stopniu zależnym od kąta wahacza. Naciąg łańcucha to siła, z jaką jego górny bieg działa na tylną zębatkę, a także próbuje rozciągnąć tylne zawieszenie w większości pozycji skoku. Przeniesienie obciążenia odnosi się do dodatkowego ciężaru na tylnym zawieszeniu spowodowanego przyspieszeniem.

Sumując te trzy siły zobaczymy, że efekt anti-squat zmniejsza się wraz ze wzrostem skoku zawieszenia, głównie z powodu zmiany kąta wahacza w trakcie pracy amortyzatora. W szczytowym etapie przyspieszania spowoduje to podniesienie tylnej części motocykla. W pewnym momencie, równym w przybliżeniu ustawieniu ugięcia statycznego, siły całkowicie się zrównoważą, a zawieszenie nie będzie się ściskać ani rozciągać podczas przyspieszania. Wraz ze wzrostem skoku zawieszenia efekt antyprzysiadu dalej się zmniejsza, a tył pojazdu będzie miał tendencję do przysiadania podczas przyspieszania. Co dają nam te informacje? Świadomość, że geometria układu napędowego, zależna od typu i przeznaczenia motocykla, w trakcie jazdy po zakrętach będzie miała ogromny wpływ na geometrię całego pojazdu i jego zachowanie. 

To dopiero wstęp…

O geometrii i jej aspektach można powiedzieć o wiele więcej i… na pewno wam o tym opowiemy, ale dopiero w kolejnym numerze. Tym razem postaraliśmy się wam wyjaśnić w jak najprostszy sposób, czym w ogóle jest geometria i za co odpowiada. Potraktujcie to zatem jako wstęp do bardziej obszernego tematu. Za miesiąc będziecie mogli przeczytać m.in. o zależnościach pomiędzy różnymi elementami podwozia oraz ich wpływie na geometrię, ustawianiu/korekcie geometrii we własnym zakresie oraz o tym, jak zmiana rozmiaru opony, przełożeń czy obniżenie zawieszenia wpływa na właściwości jezdne. Tak jak i w tym przypadku, materiał powstanie z pomocą znanego wielu z was Łukasza Wieczorka z serwisu LTD 34, za co serdecznie dziękujemy. Do zobaczenia za miesiąc!