Лаборатория МОНСТРОХОДа

 
  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

Характеристика подвески питбайка

E-mail Печать PDF

Характеристика подвески питбайка

Я заметил по форумам, что большинство людей просто выбирает понравившуюся, подходящую по присоединительным размерам пружинно-амортизаторную стойку, подкручивают пружину по высоте и на этом всё заканчиается. Далее зачастую следуют сообщения что либо слишком жестко, либо наоборот полностью пробивает итд. Попробую изложить как правильно настроить подвеску.

Какой должна быть характеристика подвески и как её настраивать? Подвеска внедорожного мотоцикла должна с одной стороны быть достаточно мягкой для того чтобы сглатывать неровности и обеспечивать необходимую упругость для выполнения манёвров (таких как перепрыгивание через поваленные деревья и канавы), а с другой – достаточно энергоёмкой для предотвращения полного пробоя. Это два противоположных условия и необходимо находить между ними компромисс при данном ходе подвески. С одной стороны чем больше ход подвески – тем больше энергоёмкость при данной жесткости, но учитывая что увеличение хода – очень сложная задача для отдельно взятого мотоцикла, примем её как неизменную величину.

Сначала немного о физических характеристиках пружин. В большинстве случаев люди путают высоту, жесткость и усилие и главное – их взаимосвязь: например если пружина просела – это вовсе не значит что уменьшилась её жесткость. Жесткость по мере просадки (пластической деформации) пружины не изменяется. Изменяется только высота. Второе типичное заблуждение – это когда считают, что если удалить часть витков, то жесткость пружины уменьшится. Нет, уменьшится только высота, а жесткость наоборот увеличивается в пропорции соотношения полного количества рабочих витков к количеству удалённых.

Жесткость – это характеристика конкретной пружины. Зависит от характеристики материала пружины, толщины прутка и длины прутка, которая составляет рабочую часть пружины. (Опорные витки как правило не работают или работают не полностью). Длина прутка может быть выражена в количестве витков и диаметре пружины. При сжатии пружины пруток скручивается. Пружину можно представить в виде прямого торсиона, длина (а так же толщина и материал) которого равна длине прутка, из которого навита рабочая часть пружины. Если распрямить (или не навивать) пружину, то получится торсион. В физическом смысле жесткость – это изменение усилия, которое нужно приложить к пружине, чтобы уменьшить её высоту на определённую величину. Т.е. если мы прикладываем усилие 1кг (или увеличиваем уже приложенное усилие на 1кг) и пружина проседает при этом на 1мм, то жесткость пружины составляет 1кг/мм. Пружина может иметь переменную жесткость в случае, если навита с переменным шагом витков. По мере сжатия пружины, низкие витки смыкаются раньше, таким образом часть пружины, которую они составляют выключается из работы, и пружина становится жестче.  Жесткость имеющейся в руках пружины можно замерить. Для этого нужно поставить её на ровную поверхность и нагрузить известным усилием (грузом, который предварительно взвесили) и замерить насколько пружина просела под массой этого груза. Далее делим массу в кг на просадку в мм и получаем жесткость в кг/мм.

Высота пружины может быть как характеристикой пружины (в случае если пружина находится в свободном состоянии т.е. усилие к ней не приложено), так и её состоянием (если приложено усилие). Высота пружины в свободном состоянии зависит только от того, как её навили и как она после этого просела в результате износа в виде пластической деформации. Высота же в напряженном состоянии уже зависит от приложенного усилия, жесткости и высоты в свободном состоянии.

Усилие – это только состояние пружины и зависит скорей не от самой пружины а от воздействия на неё. Изменяется от нуля и до величины, предшествующей смыканию витков.

Ход пружины – это разница высоты пружины между её свободным состоянием и состоянием, сжатым, когда смыкаются все её витки. Если из высоты в свободном состоянии вычесть полное количество витков, помноженное на толщину прутка, то получим ход пружины.

Примем некоторые обозначения:

H0 – высота пружины в свободном состоянии

Hст – высота пружины при статической нагрузке т.е. когда вы стоите на подножках мотоцикла

HF – высота пружины при допустимом сжатии подвески

Hпред – высота преднатяга пружины

Fст – усилие воздействия на пружину при статической нагрузке (т.к. на задней подвеске воздействие на пружину осуществляется через рычаг с учётом углов, то усилие воздействия на пружину и статическая нагрузка – это не одно и то же)

Fmax – максимальное усилие воздействия на пружину при езде.

c – жесткость пружины

Попробуем обозначить алгоритм выбора пружин и настройки подвески. У большинства полноразмерных кроссовых мотоциклов, ход подвески составляет порядка 300мм, да ещё и имеет прогрессивную характеристику. Воздействие на пружинно-амортизаторную стойку осуществляется через хитрую систему рычагов. У питбайков подвеска попроще, ход в районе 200мм и без «прогрессивки», хотя она и попадается на некоторых питбайках, что является их огромным плюсом.

По руководству полноразмерный кроссач должен просаживаться под собственным весом на 30мм а при наличии на нём седока, ещё на 70мм. Питбайк же под собственным весом просаживаться вообще не должен (преднатяг пружины должен превышать воздействие на неё массы питбайка). При статической нагрузке мотоциклистом, питбайк должен просаживаться на 60мм.

Для начала определяем, есть ли у нас запас энергоёмкости. Для этого необходимо испачкать штоки одного из перьев вилки и заднего амортизатора густой смазкой и хорошенько прохватить по пересечёнке, с выполнением всех тех трюков и приёмов, которые вы обычно выполняете. Смотрим насколько максимально сжимались пружины при езде по длине частей штоков, где смазка счистилась. Соответственно не счищенная длина – запас. Думаю что нужно стремиться к паре см запаса на передней вилке и примерно 1см на заднем амортизаторе. Если ваш запас превышает эти величины, то подвеска работает не рационально. На этом этапе можно записать высоту пружины задней стойки, соответствующую максимальному усилию на неё воздействующему (общая высота пружины в стойке минус длина очищенной части), это Hf1.  Так же записываем величину хода и «лишнего» запаса для передней вилки. К сожалению (или к счастью) пружина передней вилки находится внутри и знать её высоту мы пока не можем.

Теперь необходимо замерить наше статическое состояние.  Тут потребуется помощь желательно двух ассистентов. Один будет помогать вам удерживаться на байке вертикально а второй снимать замеры. Встаньте на подножки и попрыгайте на байке. Когда подвеска успокоится, можно снимать замеры. Спереди замерить длину штока, сзади во-первых высоту пружины (записываем Hст1), во вторых высоту характерной точки байка над осью заднего колеса. Далее слезаем с байка и замеряем то же самое, но при полностью разжатой подвеске. Соответственно ходы – это разница между замерами с седоком и без по всем трём позициям. Спереди ход штока и ход подвески – это одно и то же а сзади нужно эти величины различать. Нужно стремиться к статическому прогибу подвески (под массой седока) 6см. Если у вас получились величины, близкие к этой, то может стоит остановиться на этом этапе с учётом того, что на заднем амортизаторе можно пружину в некоторых пределах приспустить или наоборот поджать и ещё лучше подогнать результат к желаемому. Например если у нас «лишний» запас хода штока заднего амортизатора составляет 1см, а прогиб задней подвески 4см, то можно попробовать прослабить заднюю пружину на этот 1см и тогда прогиб подвески как раз скорее всего приблизится к желаемым 6см. Если же расхождения получаются гораздо большие и мы не используем сантиметров 5 хода подвески, то, взвесив свои силы и возможности, может быть и стоит перейти к следующему этапу. Н прежде всего стоит лишний раз подумать: «А оно мне надо?»

Если решились, то подвеску необходимо разобрать. Для этого снимаем сначала пружинно-амортизаторную стойку задней подвески. Снимаем с неё пружину. Т.к. пружина имеет преднатяг, то можно упростить разборку/сборку использованием пружинных стяжек. Ставим стойку на место без пружины. Просаживаем заднюю подвеску на 6см и замеряем расстояние между чашками пружины в этом состоянии. Это и будет наша будущая Hст. Далее просаживаем подвеску почти полностью, до желаемого запаса высоты (для задней стойки порядка 1см по штоку) и опять замеряем расстояние между чашками (куда опирается пружина) и это будет наша будущая Hf. Не забываем учитывать что подвеска регулируется. Имеет смысл ориентироваться на положение чашек в полностью разжатом состоянии.

Замеряем жесткость нашей пружины методом, описанным выше в статье. Вспоминаем Hст1 и Hf1. Замеряем высоту пружины в свободном состоянии H01. Вычисляем усилия, воздействующие на пружину Fmax и Fст по форумулам: Fmax=c1*(H01-Hf1), Fст=c1*(H01-Hст1). Теперь мы можем вычислить необходимую жесткость новой пружины: с=(Fmax-Fст)/(Hст-Hf). И необходимую её высоту в свободном состоянии: H0=Fст/с+Hст. Пружину можно искать с высотой H0 или чуть меньше на высоту регулировки. Остаётся только учесть минимальную высоту пружины. Для этого сжимаем амортизатор полностью и замеряем расстояние между чашками. Это расстояние должно быть больше чем произведение количества витков рассматриваемой новой пружины на толщину прутка из которой она навита.

Итак для поиска пружины знаем:

с – жесткость

H0 – высота в свободном состоянии

Hmin – высота в полностью сжатом состоянии (количество витков помноженное на толщину прутка)

d – внутренний диаметр пружины

С передней вилкой, т.к. нет возможности замерить высоту пружины в разных состояниях, её придётся вычислять. Расцепив перо, пружина должна освободиться и вылезти из пера. Величина «вылезания» – это у нас предварительное поджатие пружины Hподж, тогда, зная ходы сжатия штока при статической нагрузке Hшст и под максимальной нагрузкой Hшf, можем посчитать Hf2 и Hст2 следующим образом: Hf2=H02-Hподж-Hшf, а Hст2=H02-Hподж-Hшст. Тогда значит желаемые величины высоты пружины под статикой и при максимальной нагрузке Hст и Hf вычисляются относительно Hf2 и Hст2 по желаемому их изменению. При подборе передних пружин, следует учитывать как внутренний диаметр d, так и наружный D.

В заключении о характеристике амортизатора (гидравлической части). На жесткость он влиять должен минимально, ничтожно. У него жесткости нет, его характеристика – это зависимость усилия от скорости перемещения штока. Его задача в другом: гашении периодических колебаний мотоцикла на подвеске и если он оказывает какое-то влияние на жесткость, то это неправильный выбор амортизатора или неправильная регулировка. Подбирать/регулировать амортизаторы нужно следующим образом: Если наблюдаются после проездов препятствий повторные качки, то амортизатор нужно затягивать, а если повторных качков нету, то наоборот отпускать до их появления. Когда появились – снова подтянуть до пропадания. Важно поймать эту границу и «плясать» от неё в сторону пропадания повторных колебаний. Если амортизатор не регулируется, то его можно только менять.

К сожалению продавцы и производители пружин и амортизаторов фактически никогда не указывают жесткость пружин и характеристик амортизаторов. Если и попадается характеристика амортизатора, то это скупая одна точка с графика: усилие штока при определённой скорости его перемещения, и это мало о чём говорит. Всё это сильно затрудняет выбор и поиск нужных компонентов.

 Есть мысли? Давайте обсудим здесь.

Обновлено ( 03.11.2012 14:42 )