Здравствуйте.
Представляю перевод подробной статьи о пружинах подвески мотоцикла. Перед прочтением не лишним будет изучить предыдущую статью.
Возможно, вы слышали о прогрессивных пружинах? Звучит хорошо! Я к тому, что кто не хочет быть прогрессивным? И до каких пор простым мотоциклистам будут впаривать обычные, консервативные пружины?
Прежде чем поговорить о достоинствах и недостатках, мы должны выяснить, что это вообще такое, и сделать это проще с помощью графиков. Многие уже забыли, что это такое, но я постараюсь не занудствовать.
На графике по вертикальной оси (y) сила в ньютонах, по горизонтальной (x) — сжатие пружины в миллиметрах.
График показывает, сколько силы надо приложить для сжатия различных типов пружин одинаковой жесткости. Очевидно, что графики эти линейные, то есть, для того, чтобы сильнее сжать пружину, надо приложить больше силы. Логично, правда? На графике расположены три типа пружин: это линейные (обычные), двойные (которые также называют програссивными) и, собственно, прогрессивные.
Обычная, линейная пружина, имеет силу сжатия в 9 Н/мм, следовательно, для того, чтобы сжать ее на 120 мм., надо приложить 9*120 Н. силы — 1080 Н. Обратите внимание, что линия графика абсолютно ровная, вот почему мы называем обычные пружины линейными.
Двойные пружины работают следующим образом. Короткая пружина ставится на длинную. Когда вы прилагаете силу, одновременно сжимаются обе пружины. При той же примененной силе происходит большее сжатие, что означает, что такие пружины являются более мягкими. Упругость пружины будет вычисляться по формуле K=K1*K2/(K1+K2), где K1 и K2 — это сила сжатия каждой из пружин.
Так что, как уже говорилось, линейная пружина будет жестче, чем двойная. График выше показывает, как изменяется сжатие пружины, состоящей из двух: 7 Н/мм и 9 Н/мм. Первая пружина полностью сжимается за 40 мм. Причем, обратите внимание, что обе пружины могут быть сделаны из одного и того же материала и иметь одинаковую толщину, но разную длину витков.
Многие называют двойные пружины прогрессивными, но это не правильно. Настоящие прогрессивные пружины имеют переменную длину витков, из за чего такая пружина сжимается неравномерно. Поэтому на графике прогрессивная пружина плавно изгибается кверху.
График сжатия.
Помните, что жесткость пружины определяется количеством силы, прилагаемой для ее сжатия на каждый следующий миллиметр. Линейная пружина имеет одинаковую жесткость по всей длине, жесткость двойной пружины изменяется по мере сжатия первой пружины — через 40 мм. хода, а жесткость прогрессивной пружины плавно увеличивается по мере ее сжатия.
По оси x сжатие в миллиметрах, по оси y жесткость в Н/мм.
Скачок двойной пружины на 40 миллиметрах хода выглядит страшновато, но на самом деле ничего плохого в этом нет.
Что будет, если мы захотим поджать пружины?
Что же происходит, когда мы поджимаем пружины? Поджатие пружины означает, что мы выбираем часть хода пружины, прежде, чем начать измерения. Глядя на первую ось координат, можно подумать, что мы сдвинули графики вверх. Но, на самом деле, мы сдвигаем их влево, поджав пружины подвески мотоцикла на 15 мм.
Гораздо нагляднее этот процесс иллюстрирует следующий график, на котором с линейной пружиной ничего не произошло, а «ступенька» двойной пружины сместилась влево.
Дигрессия.
Не буду отвлекаться от темы, пружины, которые становятся более мягкими при сжатии, называют дигрессивными. Я думаю, что этот термин звучит лучше, чем «регрессия», и не вызывает дурных ассоциаций. Важно помнить, что все пружины изначально линейные, то есть, они накапливают приложенную к ним энергию и затем отдают ее в полном объеме.
Мы уже обсуждали такие типы пружин в предыдущих статьях, где я называл такие пружины негативными, говоря о двух пружинах, работающих в разные стороны. В этом случае их жесткость складывалась по формуле K=K1+K2. Но если вы подожмете верхнюю пружину еще сильнее, она просто сожмется до конца и перестанет выполнять свою функцию. В этом случае у вас останется только вторая пружина с жесткостью K2, которая будет меньше, чем суммарная жесткость двух пружин в вилке. На графике ниже показаны пружины, верхняя из которых имеет жесткость в 4 Н/мм. и длину 35 мм., а основная имеет жесткость в 9 Н/мм.
Обратите внимание, что для сжатия необходимо меньше силы.
Здесь у многих может возникнуть пагубный вопрос о том, что будет, если соединить основную двойную пружину и верхнюю негативную? В этом случае график будет блуждать вверх и вниз, в зависимости от жесткости каждого из компонентов. Что не мешает использовать такую систему на Honda CBR600RR.
Выходит, это неплохая идея?
Я уже объяснял, почему негативные пружины имеют свои преимущества. Для их сжатия требуется меньше силы, и такая конструкция хорошо работает при выходе из поворота, к примеру.
Прогрессивные пружины используются на трековых мотоциклах гораздо реже. Практически на всех мотоциклах устанавливаются обычные линейные пружины. И это имеет определенный смысл. При прохождении поворотов, особенно на современной резине, пружины подвески сильно сжимаются. А поскольку прогрессивные и двойные пружины увеличивают свою жесткость после определенного момента сжатия, я предпочел бы, чтобы колесо на начинало подпрыгивать на середине поворота.
Эта проблема, в свою очередь, повлекла за собой изобретение еще более радикальных форм дигрессии, в конструкциях которых жесткость подвески изменяется на определенное значение, в зависимости от сэга. Основной принцип здесь — скомпенсировать укорачивание базы мотоцикла при поджатии пружин, что напрямую влияет на управляемость.
В разное время такие системы применялись на различных мотоциклах, к примеру Kawasaki ZX10-R 2004-2005 годов выпуска, или гоночной Honda RS250 2001 года. Обе системы показали свои слабые стороны именно при прохождении поворотов. В итоге, производители тюнинга быстро выпустили соответствующие измененные линки прогрессии, чтобы сделать характеристики подвесок этих мотоциклов более линейными.
При этом, двойные и прогрессивные пружины регулярно используются в подвесках дорожных мотоциклов, поскольку обладают более комфортными характеристиками. Для трека, тем не менее, они не подходят.
Мотокроссовые и эндуро-мотоциклы — совсем другое дело, поскольку зачастую их подвески сталкиваются с прыжками, огромными ямами и кочками. Отбой вилок таких мотоциклов должен увеличиваться пропорционально увеличению жесткости пружины, чтобы скомпенсировать силу разжатия. Достичь этого крайне сложно, если пружина не имеет линейных характеристик. Небольшим опытом в таких разработках обладает KTM, использую их на своих амортизаторах с системой PDS, но с разной степенью успеха.
Для придания подвеске прогрессивных характеристик широко используются прогрессии, о которых уже говорилось и будет говориться в следующих статьях.
