Motocykl - przednie zawieszenie - typowe usterki i serwisowanie
W początkach motoryzacji były to widelce sztywne, typu rowerowego. Szybko jednak pojawiła się amortyzacja, realizowana najpierw mechanicznie, później hydraulicznie a nawet pneumatycznie. Dzisiaj są to wielce skomplikowane konstrukcje, często z regulacją wszystkich parametrów pracy (tłumienie dobicia, odbicia, wstępne napięcie sprężyn), a także wspomagane coraz bardziej rozbudowaną elektroniką.
Historia w pigułce
Wszystko zaczęło się jeszcze w XIX wieku, gdy do zwykłego roweru doczepiono silnik spalinowy. Jednak szybko rosnące moce jednostek napędowych, a co za tym idzie prędkości, wymusiły konieczność instalowania zawieszeń kół.
O ile jeszcze w latach 30. w większości konstrukcji motocyklowych stosowano zawieszenie tylnego koła w sztywnej ramie bez amortyzacji, o tyle w przednim kole, odpowiedzialnym za nadawanie kierunku jazdy, dosyć szybko, bo już ok. roku 1910, podjęto pierwsze próby montowania systemów amortyzujących jego pracę.
Zaczęto od krótkich wahaczyków pchanych, amortyzowanych elementami gumowymi. Te prymitywne rozwiązania spotkać możemy jeszcze w konstrukcjach z lat 30., ale tylko w maszynach o najmniejszych pojemnościach silników.
Lata 20. i 30. to w Europie rozkwit zawieszeń trapezowych z różnymi rozwiązaniami, przeważnie opartymi na centralnej sprężynie i systemie amortyzatorów ciernych, o regulowanej sile nacisku. W Ameryce w latach 30. Harley stosował własne rozwiązania typu Springer (zasada działania nieco zbliżona do zawieszeń trapezowych), a Indian konstrukcje oparte na ćwierćeliptycznym resorze piórowym.
Pod koniec lat 30. w Europie pojawiły się pierwsze widelce teleskopowe ze sprężynami śrubowymi. Po raz pierwszy w konstrukcjach motocyklowych tłumienie olejowe amortyzatorów teleskopowych w seryjnej produkcji zastosowało BMW w modelu R 51/66 w roku 1938.
W latach 50 w europejskich konstrukcjach popularne stały się zawieszenia z pchanym wahaczem typu Earls stosowanym w między innymi w polskim motocyklu SHL M 17 Gazela. Praktyka wykazała jednak, że tego typu rozwiązanie dobrze sprawdzało się jedynie w motocyklach z wózkiem bocznym, zrezygnowano więc z tej koncepcji. Jedynym producentem, który do tej pory używa tego rozwiązania jest rosyjski Ural, ostatni na świecie wytwórca seryjnych motocykl z wózkiem bocznym.
Na przełomie lat 60/70. w motocyklach najbardziej rozpowszechnionym przednim zawieszeniem był klasyczny teleskop. Sprawował się on znacznie lepiej niż zwieszenie wahaczowe, nie był jednak pozbawiony wad. Ze względu na niewielkie średnice rur nośnych (goleni) tego typu zawieszenia były mało sztywne, co wpływało ujemnie na trakcję pojazdu. Dodatkowo golenie często ulegały skrzywieniom podczas nawet niewielkich kolizji. Tę wadę usiłowano niwelować zwiększając średnicę rur nośnych z ok. 30 mm, do 50 mm, ale nie przynosiło to rezultatów, co szczególnie odczuwalne było w maszynach sportowych, bo znacząco rosła masa zawieszenia.
Problem sztywności zawieszenia częściowo rozwiązano pod koniec lat 80. konstruując widelec odwrócony (Up-side Down). Narażone na bardzo duże naprężenia zginające golenie tuż pod dolną półką odciążono, powiększając ich średnicę. Po drugie, podczas pracy goleń dolna wsuwa się do górnej, co w wielu konstrukcjach oznacza wzrost sztywności.
Można uznać, że na tej konstrukcji oparte są do dzisiaj wszystkie rozwiązania, chociaż oczywiście wraz z rozwojem technologii materiałowych stale są unowocześniane, a do tego wspomagane sterowaniem elektronicznym. Jednak zawieszenia aktywne i półaktywne to szerszy temat, który poruszymy w osobnym materiale.
W międzyczasie eksperymentowano z alternatywnymi rozwiązaniami jak np. zawieszenia zwrotnicowe (Yamaha GTS 100, czy wyjątkowo skomplikowana konstrukcja Bimota Tesi 3D), czy hybryda zawieszenia teleskopowego i wahaczowego Telelever, stosowane w niektórych modelach BMW, jednak nie znalazły one szerszego zastosowania u innych producentów.
Nie takie proste
Początkowo zawieszenia teleskopowe były konstrukcjami bardzo prostymi. Składały się z 2 rur, z których jedna zamocowana była w półkach zawieszenia, a druga poruszała się po niej na prostych łożyskach ślizgowych. Elementem resorującym była sprężyna śrubowa. Tego typu konstrukcje nie zapewniały znacznie lepszej trakcji motocykla niż archaiczne zawieszania trapezowe, stosowane już w latach 20.
Ich głównymi wadami była wiotkość, oraz efekt „nurkowania” przodu pojazdu podczas hamowania. Aby przeciwdziała temu zjawisku zaczęto stosować progresywne sprężyny, oraz tłumienie olejowe, co nieco poprawiło trakcję. W dzisiejszej dobie zarówno w klasycznych zawieszeniach teleskopowych, jaki i odwróconych (Up-side Down), filozofia działania konstrukcji jest taka sama, jednak znacznie udoskonalono jej pracę.
Pojawiły się systemy zaworków regulujące przepływ płynu hydraulicznego (tłumienie dobicia i odbicia), oraz wstępne napięcie sprężyn. Zespoły zaworów regulujących przepływ cieczy hydraulicznej, to układy bardzo precyzyjne i dosyć skomplikowane, ich regulacjami czy naprawami zajmują się wyspecjalizowane serwisy dysponujące dużą wiedzą i doświadczeniem.
Typowe usterki przedniego zawieszenia
Uszkodzenia przedniego zawieszenia objawiają się podczas jazdy w postaci stuków, niestabilności, zbyt miękkiej pracy teleskopów, trudnościami związanymi z utrzymaniem kierunku jazdy zarówno w zakrętach, jak i podczas jazdy na wprost. Przyczyn takiego zachowania motocykla może być kilka.
Najczęstszą usterką motocyklowego przedniego zawieszenia są wycieki płynu hydraulicznego. Amortyzatory teleskopowe wyposażone są w uszczelniacze, które w wyniku normalnej eksploatacji, z czasem ulegają wytarciu lub uszkodzeniu. Pojawiają się wtedy wycieki oleju, widoczne często po zakończonej jeździe. Powody tego zjawiska są przeważnie dwa: wyrobione lub uszkodzone uszczelniacze, lub uszkodzone (porysowane) gładzie rur goleni.
Przednie zawieszenie pracuje w trudnych warunkach, zbiera się na nim kurz, brud, często piasek czy błoto, które potrafią skutecznie uszkodzić znajdujące się w ciągłym ruchu podczas jazdy współpracujące z sobą uszczelniacze i rury. Te niekorzystne zjawiska są normalne podczas eksploatacji każdego motocykla. Usunięcie usterki polega najczęściej na rozebrania lag, wymianie uszczelniaczy i wypolerowaniu powierzchni rur. Grubsze rysy i uszkodzenia rur wymagają wymiany ich na nowe.
Wycieki, jeśli są niewielkie (na poziome „pocenia się” lagi), nie stanowią ryzyka, lecz jazda z nimi szybko może zmienić się w poważny problem. Wycieki potrafią bowiem zalać koło lub okładziny klocków hamulcowych, zmniejszając ich bezpieczne wykorzystanie. Jeżeli jednak na czas usterka nie zostanie zlikwidowana, może prowadzić do znacznego ubytku płynu hydraulicznego w układzie, a przez to pogorszenia się parametrów pracy zawieszenia.
Przednie zawieszenie, jak każdy inny podzespół motocykla wymaga okresowych przeglądów. Zużyciu bowiem ulega także olej pracujący w amortyzatorach – dostaje się do niego brud z zewnątrz, drobinki metalu trących o siebie elementów czy cząsteczki wody. Wszystko to ujemnie wpływa na jego parametry. W skrajnych przypadkach długo nie wymiany olej amortyzatorowy może prowadzić do zaklejenia, czy wręcz uszkodzenia zespołu zaworków w tłokach.
Brudny olej, czy nierówne powierzchnie rur teleskopów wpływają także ujemnie na stan tulei ślizgowych, co może prowadzić do powstania luzów w teleskopach. W takich wypadkach niezbędne jest całkowite rozebranie amortyzatora i wymiana uszkodzonych elementów. Profilaktycznie olej w przednim zawieszeniu należy wymienić co sezon, co znacznie wydłuża żywotność zawieszenia.
Innym typowym problemem przedniego zawieszenia są luzy w łożyskach główki ramy. Ich objawem są wyraźne stuki w zawieszeniu ujawniające się podczas hamowania. Najczęstszym powodem pojawienia się tych luzów jest poluzowanie się stożkowych łożysk na sztycy półek ramy. W znakomitej większości przypadków rozebranie, wyczyszczenie, nasmarowanie i dokręcenie odpowiednim momentem siły likwiduje usterkę. Gdy problemy nie ustępują, może to oznaczać uszkodzenie wspomnianych łożysk i konieczność ich wymiany na nowe.
Stożkowe łożyska główki ramy są bardzo czułe na niewłaściwe (zbyt słabe, ale i zbyt mocne ) ich dociągnięcie, ale także na zbytnie obciążenia powstające podczas uderzeń o asfalt koła, po jeździe na kole tylnym. Stan przedniego zawieszenia ma nie tylko wpływ na trakcję motocykla, ale także na drogę hamowania, co bezpośrednio wpływa bezpieczeństwo jazdy. Pamiętać musimy, że tak samo ważne, jak przedniego jest również zawieszenie tylnego koła, które omówione zostanie w osobnym materiale.
Polecamy także:
Motocyklowe skrzynie biegów – część 1
Motocyklowe skrzynie biegów – część 2
Opony motocyklowe – klasyfikacja i oznaczenia
Motocyklowe zawieszenie tylnego koła
Tylne zawieszenie w motocyklu – diagnostyka i typowe usterki
Diagnostyka, konserwacja i wymiana zestawu napędowego w motocyklu
