Měnitelná geometrie

vydáno 12. 7. 2012, text Ing. Jakub Šmiraus (Vysoká škola báňská, Institut dopravy), foto Ing. Jakub Šmiraus

Dalo by se říci, že na současných motocyklech již téměř není co vylepšovat. Opak je ovšem pravdou. Zářným příkladem je bavorská BMW, která přichází neustále s novými konstrukčními řešeními a systémy podporujícími jízdní stabilitu. Důkazem, že i v Českých zemích je takovýto vývoj možný, může být konstrukční řešení podvozku, vzniklé na půdě Vysoké školy báňské v Ostravě.

Zde na Institutu dopravy fakulty strojní vznikl před necelým rokem nápad, který byl realizován až do nynější podoby chráněného užitného vzoru.

Nápad a realizace
Ve spolupráci s dalšími řešiteli projektu jsem vyvinul a zkonstruoval závěs předního kola s měnitelnou geometrií. Závěs je schopen měnit na motocyklu hodnotu sklonu vidlice, závleku i rozvoru motocyklu. Tyto změny nejsou převratným objevem, protože se hojně využívají v ladění podvozků závodních strojů. Toto řešení ovšem pružně reaguje na okamžitou jízdní situaci. Jedná se v principu o podobné řešení, jaké přestavila loni BMW v podobě systému řízení podvozku ESA (electronic suspension adjustment). Nově konstruované řešení podvozku s aktivní změnou geometrie VGP (variabilní geometrie podvozku) umožňuje naklápět přední vidlici pomocí tlačítkové volby. Co toto řešení přináší a jaké má výhody a nevýhody, bude nyní ve zkratce vysvětleno.

Co to přináší?
Každý, kdo vystřídal různé druhy motocyklů s různým zaměřením, by z každého jistě nějaké vlastnosti vyzdvihl a jiné naopak zavrhl. Ovšem v odlišných podmínkách jízdy by každý volil odlišné vlastnosti za dobré a naopak. V městském provozu tedy upřednostníme obratnost skútrů a endur, ovšem při cestování bychom spíše uvítali jízdní stabilitu a pohodlí cestovních motocyklů nebo chopperů. Změnou závleku ve velkém rozsahu lze tyto jízdní vlastnosti částečně simulovat na jednom motocyklu. Pro vznik prototypu posloužila stařičká, ale nadčasová Kawasaki ZXR400R. Na rámu v oblasti hlavy řízení (závěs předního kola) tohoto motocyklu byly provedeny konstrukční změny, které umožňují změnu rozvoru motocyklu v rozsahu cca 35 mm. Zásadně se při těchto změnách měnil také závlek a sklon přední vidlice. V režimu městského a cestovního provozu byly vypočítány hodnoty momentů na koncích řídítek nutné k řízení motocyklu a silové účinky stabilizující motocykl. Selský rozum napovídá, že delší rozvor a větší závlek přináší větší jízdní stabilitu, kdežto krátký rozvor s malým závlekem ulehčí řízení v nízkých rychlostech za cenu právě zmíněné stability.

Potenciál ohromný
Výsledky výpočtů potom podtrhly provedené jízdní zkoušky, které prokázaly tyto skutečnosti v jízdní praxi. Potenciál využití variabilního podvozku je téměř nekonečný. Lze jím usnadňovat nasedání na motocykl, měnit aerodynamické vlastnosti, světlou výšku, regulovat potápění přední vidlice při brzdění (anti-dive), zvyšovat hodnotu maximálního zrychlení změnou polohy těžiště (anti-wheelie) a stejně tak dosáhnout maximálního brzdného zrychlení (zpomalení) - anti-stoppie. Tento výčet vlastností, které se s rozvorem a závlekem mění, samozřejmě není konečný.

Udrží dvě tuny
V zásadě se jedná sice o velmi jednoduchou záležitost - naklápí se hlava řízení – ovšem v praxi to znamená obrovský konstrukční problém. Konstrukce musí být velmi tuhá a odolná proti zkrutným momentům vznikajícím v zatáčkách. Hlavním problémem je ovšem zatížení v podélném směru. Hlava řízení, chcete-li krček, je zatížen enormní silou při brzdění. Pro představu síla, působící v podélném směru při brzdění s dvoučlennou posádkou přesahuje ve špičkových hodnotách v závěsu 20 000 N - odpovídá zatížení hmotnosti dvě tuny. Základní vlastností konstrukce celého závěsu je zbavení zatěžování ovládací části mechanismu těmito obrovskými silami. Zatížení se na rám přenáší tuhou mechanickou částí a převod či výstupní hřídel elektromotoru je zbavena působení sil vznikajících při jízdě. Jak již bylo napovězeno, nastavení realizuje elektromotor malých rozměrů s mechanickým převodem. Využívá se napětí palubní sítě a k realizaci tedy není nutné používat jiné přídavné zařízení, které by zvyšovalo hmotnost motocyklu. Když jsme již u hmotnosti, ta se oproti původní zvýšila o pouhé 4,2 kg. To jen díky hojnému využití hliníkových slitin. Ovládání systému je umístěno na řídítkách hned vedle plynové rukojeti na konzole startéru. Jen pro zajímavost, celá tato legrace vyšla v hrubých nákladech na 50 tisíc Kč i s cenou staršího rámu motocyklu.

Testování a dojmy
Dosavadní testování se soustředilo zejména na pocitové vjemy jezdců při změnách geometrie za jízdy a následné odezvy na jízdní vlastnosti. Bylo osloveno pět jezdců reprezentujících všemožné jízdní styly. První byl jezdec sedlající výlučně sportovní motocykly Tomáš Kašpar (YAMAHA R6 ´07), další byl jezdec cestovního motocyklu Josef Kašpar (YAMAHA FZ 6S ´05). Přizván byl jezdec s minimální zkušeností Stanislav Pokorný (Honda XR125L), dívka Pavlína Kašparová (CBR 600RR ´04) a v poslední řadě já, Jakub Šmiraus (Honda CR 560 Supermoto). Test byl prováděn slalomem mezi kužely v různých rychlostech a jízdou po uzavřeném okruhu. I přes to, že se jednalo o první prototyp, bylo hodnocení různých lidí vesměs kladné. Při změně rozvoru za jízdy v přímém směru nebyly zaznamenány negativní pocity, jak se očekávalo. Dokonce i tuhost rámu při průjezdech rychlými zatáčkami byla dostatečná. Motocykl dobře vedl stopu a v krajních polohách nastavení se opravdu vyznačoval deklarovanými vlastnostmi městského vozítka anebo naopak ryze cestovního motocyklu.

Vývoj pokračuje
Do budoucna chystáme vytvoření variabilního závěsu na novější technice, zřejmě zánovní Suzuki GSX-R600. V druhé evoluci systému by se kromě jiných úprav měl objevit i prvek automatického řízení závleku (rozvoru) dle zvolené „podvozkové“ mapy. Toto testování plánujeme již na novou sezonu.



Přečtěte si také

Geometrie řízení - co to je?  12. 7. 2012  

Další články z archivu

  • <span style="color: red">Z ARCHIVU ČMN 2007: </span> Když dva dělají totéž
  • <span style="color: red">Z ARCHIVU ČMN 2007: </span> Motokrosová škola ČMN
  • Video: Pekelný stroj NLG

Nepřehlédni na MotoLife

  • Motorbike 5/2020
  • Bridgestone rozšiřuje portfolio o čtyři nové pneumatiky s vynikající adhezí a ovladatelností
  • Motorbike 4/2020
  • Jak na baterie po zimě
  • Sdílené elektrické skútry BeRider brzy odstartují i v Brně

Vítej na MotoLife❗️

Podílej se na tvorbě nového sociálního motorkářského webu!

Podmínkou je pouze respektování pravidel tohoto webu.

Začít můžeš už teď »
  1. Založ si jednoduše svůj osobní profil.
  2. Pochlub se na profilu svýma motorkama, přidej fotky z cest.
  3. Přidávej motorkářské příspěvky nebo odkazy na zajímavé motorkářské články.
  4. Publikuj články, názory, blogy, fotky....
  5. Vytvoř si prezentační stránku a ukaž motorkářům co děláš.
  6. Poraď vývojářům MotoLife jak web zlepšit.

Piš na nebo využij chat na stránce MotoLife.

Aktuálně na MotoLife

Příspěvky motorkářů

Bikes.cz
před 2 dny ve 22:33
     0   0
Pohodlné ojeté motorky od Honzy Karáska
Bikes.cz
před 3 dny v 17:57
     0   0
Top 5 nejrychlejších motorek
Bikes.cz
před 3 dny ve 23:08
     0   0
Nehoda motorkářky ve 190 km/h - chyběl tlumič řízení❗️
Magazín Motoroute
před 3 dny ve 22:35
     0   0
Novinka z dílny MaxTo s možností spárování s telefony, bluetooth sluchátky, GPS či hudebním přehrávačem.
Všechny příspěvky ...