Waga prawdę powie

Na czynniki rozkłada Dariusz Dobosz
04.01.2017 11:17
A A A
To, ile waży motocykl i gdzie położony jest środek ciężkości, jest dla odczuć i wrażeń kierującego nim tak samo istotne jak moc silnika czy rozstaw osi.

Masa motocykla to w danych technicznych zazwyczaj ta informacja, która nie budzi większych emocji. Czasem zwraca uwagę fanów sportowych bolidów, dla których fakt, że motocykl jest lżejszy lub cięższy, stanowi jedną z miar postępu technicznego. Choć z pewnością nie tak ważną, jak moc. Generalnie jednak masę traktuje się raczej po macoszemu, choć decyduje ona w jednośladach o wielu istotnych sprawach.

Kilogramy też ważne

Masa nie tylko jest obciążeniem dla silnika. Wpływa na prowadzenie, wystawia na próbę hamulce, przesądza o tym, ile wydamy na paliwo. Rzecz jasna w każdej z tych spraw ma oczywiście tylko jakiś udział, nie jest jedynym czynnikiem. Nie zmienia to jednak faktu, że jej wartość jest tu bardzo istotna.
Dla przeciętnego kierowcy najważniejszy jest zazwyczaj wpływ ciężaru na dynamikę motocykla. By porównywać poziomy obciążenia silnika masą pojazdu stworzono nawet specjalny parametr - współczynnik masy do mocy. To iloraz pierwszej z tych wartości i maksymalnego poziomu drugiej, który określa, z iloma kilogramami musi sobie poradzić każdy koń mechaniczny. Jeśli jeden motocykl ma silnik o mocy 100 KM i wagę 200 kg (więc współczynnik wynosi 2 kg/KM), zaś drugi, o takiej samej mocy będzie ważył 240 kg (a jego współczynnik wyniesie 2,4 kg/KM), to od razu można stwierdzić, że ten drugi będzie miał gorszą dynamikę, bo jego silnik musi zmagać się z większym obciążeniem. Dlatego ważnym zadaniem konstruktorów jednośladów, gdy liczy się ich dynamika, jest nie tylko podnoszenie mocy silników, ale również minimalizowanie masy.

Kierunek: lekkość

Głównym celem redukcji masy samochodów jest obniżenie zużycia paliwa. W przypadku jednośladów ten aspekt nie jest tak istotny, bo i tak są znacząco mniejsze i lżejsze, a ich zapotrzebowanie na paliwo w większym stopniu zależy od innych czynników. W ich przypadku na plan pierwszy wysuwa się poprawa dynamiki i prowadzenia a także uzyskanie lepszego wyważenia pojazdu dla poprawy stabilności.
Chodzi o takie rozłożenie masy podzespołów, by kierowca mógł jak najłatwiej kontrolować motocykl, uzyskać wysoki poziom bezpieczeństwa i mieć przyjemność z jazdy. Jednoślad trudny do prowadzenia w zakrętach ze względu na dużą lub kiepsko rozłożoną masę i oporny pod względem balansu nie gwarantuje ani bezpieczeństwa ani frajdy. Przy takich problemach nie będzie pociechy nawet z największego stada mechanicznych kucyków.
Jednym ze sposobów na redukcję masy jest stosowanie lekkich materiałów. Podstawowym jest aluminium. Od lat 80. zaczęto je wykorzystywać powszechnie, ze względu na coraz bardziej przystępne ceny, ale wcześniej – można było o nim tylko pomarzyć. Gdy aluminium stało się standardem, zaczęto myśleć o jeszcze lżejszych materiałach, takich jak tytan, kevlar czy włókno węglowe. Dzisiaj mamy je w wielu jednośladach. Sprzymierzeńcem konstruktorów w walce o redukcję masy są również wszelkiej maści tworzywa sztuczne.
Spore rezerwy tkwią w ogumieniu. W ciągu ostatnich 30 lat masa tylnej opony motocykla klasy wyższej zmniejszyła się z 7,5 kg do 5 kg, co w połączeniu z obniżeniem masy obręczy dało zysk kilkunastu kilogramów.

Masa w równowadze

Skoro coraz powszechniej stosuje się lekkie materiały, to motocykle powinny być coraz lżejsze. A nie są. Wręcz przeciwnie, w wielu przypadkach „tyją”. Nawet w motocyklach sportowych przyrost masy jest nieunikniony ze względu na inne, ważniejsze korzyści. Przykładem może być układ chłodzenia. Gdy zamiast powietrza zastosować ciecz, kilogramów przybędzie, ale zwiększy się trwałość silnika, zmniejszy hałaśliwość i powstaną większe możliwości poprawy dynamiki jednostki napędowej.
Czasem trzeba dodać kilka kilogramów dla lepszej stabilizacji ramy i zawieszeń. Efektem będzie poprawa prowadzenia i pewniejsze zachowania w ekstremalnych sytuacjach. Masa jednośladów rośnie też choćby dlatego, że zwiększa się ich zapotrzebowanie na energię elektryczną, więc montuje się większe alternatory, przybywa wyposażenia. Układy przeciwpoślizgowe, kontroli trakcji, katalizatory – to wszystko zwiększa masę motocykli, ale podnosi poziom bezpieczeństwa albo sprzyja ekologii.
Oczywiście te dodatkowe podzespoły również są sukcesywnie „odchudzane”. Przykładem mogą być komponenty ABS. W 1988 r. układ ważył 11 kg, a obecnie mniej niż 4 kg. Można zatem przyjąć, że wprowadzanie lżejszych materiałów pozwala w pewnym zakresie zrównoważyć przyrost masy, jaki jest nieunikniony ze względu na wymagania przepisów czy klientów.
Dodajmy, że nie w każdej klasie motocykli obniżanie ciężaru jest priorytetem. W cruiserach czy maszynach typowo turystycznych wysoka masa może być wręcz sprzymierzeńcem kierowcy, bo wywołuje dodatkowy efekt stabilizujący. W tego typu jednośladach większy nacisk kładzie się na charakterystyki silników, by mogły lepiej radzić sobie z wyższym obciążeniem.

Na różne sposoby

Masą można dość swobodnie żonglować i rozłożyć ją w pojeździe na różne sposoby. Wyważenie jednośladu ma kolosalne znaczenie dla jego zachowań na drodze. Dociążanie tylnej osi przy jednoczesnym odciążaniu przedniej zaowocuje niestabilnością w zakrętach i łatwym podrywaniem przodu podczas gwałtownego przyśpieszania. W układzie odwrotnym, gdy zbyt mocno obciążymy przód, pojazd będzie oporny w kierowaniu, a podczas hamowania koło tylne szybko ulegnie przyblokowaniu.
Konstruktorzy dążą do sytuacji, by masy były rozłożone równomiernie na osie. We współczesnych motocyklach szosowych bez trudu uzyskuje się idealny stosunek 50/50 (bez kierowcy). Masa ciała motocyklisty nie powinna zaburzać tego porządku, ani w istotny sposób przesuwać środka ciężkości. Zazwyczaj udaje się to zrobić. Ale gdy na motocyklu pojawi się pasażer, nie ma mowy o dobrym wyważeniu. Własności jezdne diametralnie zmieniają się, bo kompletnie inny jest rozkład mas i zmienia się położenie środka ciężkości.
W motocyklu przesunięcie mas tak, by zapewnić odpowiednie dociążenie przodu nie jest najłatwiejsze, bo konstrukcja tego pojazdu preferuje dociążanie tylnej osi, ale inżynierowie radzą sobie z tym zagadnieniem. Maksymalnie skraca się jednostki napędowe w tylnej części, od strony skrzyni przekładniowej albo mocno pochyla blok cylindrów ku przodowi.

Wysokość jak dźwignia

Układ masy w płaszczyźnie pionowej też ma ogromne znaczenie. Gdy skupią się na dużej wysokości (co podnosi środek ciężkości), to nie sprzyja własnościom jezdnym. Co prawda w motocyklach sportowych duża masa (czyli zawodnik) spoczywa na sporej wysokości, ale akurat jej położenie jest dość precyzyjnie kontrolowane i przenoszone w pożądanych kierunkach, na przykład przy nakłanianiu maszyny do skrętu. Poza tym motocykle sportowe muszą być wyższe, by łatwo i szybko mogły być wprowadzane w boczne pochylenia.
Wysokość pojazdu to rodzaj dźwigni, która prowadzącemu ułatwia balansowanie motocyklem. Ale nawet gdy konstrukcja nośna maszyny jest mocno wyciągnięta ku górze, czy to ze względu na sportowy charakter czy z uwagi na duży skok zawieszeń, jego środek ciężkości powinien być ulokowany możliwie nisko. Sprzyja to stabilności pojazdu.
Ten efekt osiąga się na różne sposoby. W silnikach rzędowych może to być pochylanie bloku cylindrów, w silnikach widlastych - montowanie osprzętu między cylindrami. Położenie środka ciężkości znakomicie obniża silnik typu bokser, o wyjątkowo niskiej zabudowie, sprzyja mu też użycie zacisków hamulcowych montowanych pod wahaczem a nie nad nim. Liczą się nawet takie detale. Wiadomo – diabeł tkwi w szczegółach.

ZOBACZ TEŻ WIDEO

Skomentuj:
Zaloguj się lub komentuj jako gość

Aby ocenić zaloguj się lub zarejestrujX

Polecamy