Fotki:

Druga młodość dużego motocykla
Autor: Jerzy Borkowski <>
Źródło: Młody Technik 5/1983 <http://www.mt.com.pl>

Jeśli któregoś z nastoletnich Czytelników „Młodego Technika" zapytalibyśmy
o nazwy najlepszych na świecie motocykli, na pewno wymieniłby jednym tchem
Yamahy, Hondy lub Harleye. Gdybyśmy jednak starali dowiedzieć się, które z
całej gamy jednośladów najbardziej się nam podobają, padłaby zapewne
odpowiedź: „No, tego... te największe i najszybsze!"
Naszą dociekliwość moglibyśmy posunąć jeszcze dalej pytając: A co decyduje
o nowoczesności tych największych motocykli? Czym istotnym różnią się one
od swych „przodków" z lat czterdziestych i pięćdziesiątych?
Podejrzewamy, że tylko wąska grupa Czytelników „MT" potrafiłaby
scharakteryzować istotę postępu technicznego, widocznego w konstrukcjach
współczesnych motocykli, głównie dużych, tzn. takich, których pojemność
silnika przekracza 500 ccm. Właśnie ta klasa motocykli odznacza się
największą ilością innowacji - wymagała ich bowiem zarówno część napędowa,
jak i część jezdna ciężkiego, trudnego w obsłudze pojazdu. Nietrudno
zgadnąć, że głównym powodem postępu był, cieszący się wielką popularnością,
sport samochodowy i motocyklowy. Aby wygrywać z czasem i pokonywać trudne
trasy pojazdy musiały być coraz doskonalsze. Trzeba jednak przyznać, że
konstrukcje samochodowe rozwijały się prężniej i że twórcy motocykli
wzorowali się często właśnie na nich. O ewolucji pojazdów decydowały i
decydują nadal samochody, gdyż one właśnie, ze względu na większy stopień
skomplikowania, stawiają inżynierom wyższe wymagania. Posłużmy się
przykładem hamulców. Na ich konstrukcję wpływa zarówno prędkość, z jaką
pojazd się porusza, jego masa jak umiejscowienie hamulców. Oczywiste jest,
że więcej problemów do rozwiązania jest w przypadku samochodu, który ma
masę o wiele większą niż motocykl oraz 4, a nie 2 koła i do tego znacznie
od siebie oddalone. Nic więc dziwnego, że konstruktorzy muszą poświęcić
więcej uwagi hamulcom samochodowym niż motocyklowym.
Wśród motocykli wyróżnić można jednak takie, które zdecydowanie pociągają
inne ku nowoczesności. Nietrudno zgadnąć, że są to motocykle duże- giganty
i „superrakiety" na dwóch kołach - marzenie wielu motocyklistów. I właśnie
w klasie motocykli z silnikami o pojemności skokowej powyżej 500 cm3
zauważyć można najwięcej ciekawych i supernowoczesnych rozwiązań.
Nowoczesność wkroczyła właściwie wszędzie, począwszy od silnika (wtrysk,
turbodoładowanie), a skończywszy na wskaźnikach prędkości, obrotów itp.
Przykładem nagromadzenia takich rozwiązań może być najnowszy model Kawasaki
Z 750 Turbo, który w tym roku wszedł do produkcji.

Co nowego w silnikach?
Podstawowym dążeniem konstruktorów jest obniżenie masy silnika z
jednoczesnym podwyższeniem jego mocy. Jest to oczywiście dość poważny
problem, zwłaszcza, że w motocyklach dużych zdecydowanie dominują 4-suwowe
silniki wielocylindrowe. Są to więc głównie silniki: 4-cylindrowe rzędowe,
ustawione poprzecznie do osi podłużnej pojazdu (Suzuki GSX 1100, Kawasaki
GF Z 1100 FI), 2-cylindrowe widlaste, z obydwoma cylindrami w osi podłużnej
pojazdu (Yamaha XV 750, Morini 500) i 2-cylindrowe widlaste, z cylindrami w
osi poprzecznej motocykla (Moto Guzzi 850). Ich podstawową zaletą jest
bardziej równomierna praca niż silników jednocylindrowych. Inne
rozwiązania, w tym silniki z cylindrami leżącymi (przeciwsobnymi), należą
do rzadkości, ich produkcja wynika raczej z tradycji. Tak jest, jeśli
chodzi np. o firmę BWM, która od roku 1923, kiedy to wypuściła na rynek
motocykl R 32 z silnikiem typu „bokser" o pojemności 500 cm3 i mocy 5,9 kW
i jest wierna do dzisiaj takiemu rozwiązaniu silnika. Tradycja i
doświadczenie firmy sprawiają, że motocykle BWM cieszą się dużą
popularnością — silnik o cylindrach przeciwległych jest z natury dobrze
wyważony, a wystające poza obrys ramy cylindry mają dobre chłodzenie -
przeszkodą nie jest nawet ich mało sportowa sylwetka, ani utrudnione z
powodu leżących cylindrów manewrowanie.
Rozwiązania wielu elementów silników „ściągnięto" z konstrukcji
samochodowych. Przede wszystkim nie dzielone, kute wały korbowe podparte na
łożyskach ślizgowych. Podobnie, jak w silnikach samochodów, stosuje się
rozrząd z jednym lub dwoma wałkami umieszczonymi w głowicy powyżej zaworów.
Takie rozwiązania nie zostały jeszcze wykorzystane we wszystkich
samochodach, w motocyklach jednak zdecydowanie dominują. Ich podstawową
zaletą jest mała masa rozrządu. Ułatwiają ponadto umieszczenie w głowicy
cylindra 4 zamiast 2 zaworów, co poprawia warunki pracy świecy i zwiększa
współczynnik napełniania cylindrów mieszanką.
W motocyklach, których masa dochodzi do 300, a nawet 400 kg liczy się każdy
gram. Konstruktorzy sięgnęli więc po stopy lekkie, z których odlewa się
zarówno głowice, cylindry, jak i skrzynie korbowe. W tym ostatnim przypadku
jest to tym istotniejsze, że liczba biegów dochodzi obecnie do pięciu, a
nawet sześciu, podczas gdy w roku 1974 przeważały silniki z 4
przełożeniami.
W sprzeczności z dążeniem do obniżenia masy, tak ważnym ze względu na
zużycie paliwa i bezpieczeństwo (im cięższy motocykl, tym trudniej go
zahamować), jest ciągle nasilająca się tendencja do chłodzenia silnika
cieczą. Spośród produkowanych motocykli już ok. 5% jest wyposażonych w
chłodzenie cieczą. Wpływa to zdecydowanie na obniżenie wyjątkowej
hałaśliwości silników motocyklowych, a ponadto zwiększa trwałość elementów.
W przypadku silników, które pracują w dużym zakresie prędkości obrotowych,
od 800 do 8500 obr/min odpowiednio skuteczne chłodzenie jest szczególnie
ważne.
Bariera, jaką stanowią dla rozwoju silników motocyklowych ich duże masy
powoduje, że konstruktorzy starają się osiągnąć najkorzystniejszy stosunek
mocy do masy silnika. Równie ważne jest jednak ograniczenie zużycia paliwa,
zwłaszcza w zakresie prędkości średnich. W tej dziedzinie oczywiście prym
wiodą Japończycy. W roku 1979 firma Kawasaki wprowadziła na rynek model
Kawasaki Z 1000 z wtryskiem, czyli urządzeniem, którego działanie polega na
rozpylaniu ciekłej benzyny w powietrzu płynącym do cylindrów. Zasilanie
wtryskowe ma wiele zalet, które dają znać o sobie szczególnie w
motocyklach. Zapewnia więc małe jednostkowe zużycie paliwa, wyrównany a
zarazem duży moment obrotowy w szerokim zakresie obrotów użytkowych i
względnie małą toksyczność spalin. Wtrysk jest stosowany we wszystkich
silnikach doładowanych.
Ciekawą nowością są silniki motocyklowe z turbodoładowaniem. W samochodach
doładowanie jest stosowane już od dość dawna, nie było jednak łatwo
zastosować je w motocyklach. Podstawową przeszkodą są znaczne masy i
wymiary turbosprężarek. Nowoczesne, wysokowytrzymałe materiały umożliwiły
jednak w końcu zminiaturyzowanie tych urządzeń. Pozwoliło to jednak w
efekcie znacznie, bo nawet o 50% zwiększyć moce silników bez zmiany ich
masy. I tak Yamaha XJ 650 ma moc 37 kW, a odmiana „turbo" aż 63 kW, Honda
CX 500 - 37 kW, ,,turbo" - 60 kW. Zbliża się więc era, w której
konstruktorzy powrócą do silników o mniejszych pojemnościach, co wcale nie
oznacza, że będą one słabsze i mniej dynamiczne.

Komfortowe zawieszenia
We współczesnych motocyklach z silnikami o dużych pojemnościach zadbano nie
tylko o doskonałe parametry - szybkość do 240 km/h, czas przyspieszania od
0-100 km/h poniżej 6 s - ale również o komfort jazdy, jakiego nie zapewnia
niejeden samochód. Szkieletem motocykla jest rama, do której jest mocowany
silnik i zawieszenie. Duże i ciężkie silniki wymagają oczywiście
odpowiednio mocnych ram. Są one bardzo różne, począwszy od ram zamkniętych
podwójnych, pojedynczych kolebkowych, ram z rurek lub wytłoczek, a
skończywszy na takich, jak w motocyklu Yamaha XV 550 - silnik zawieszony
jest pod ramą w 3 punktach i stanowi jej część nośną. Pewne jest, że ramy
dzięki zastosowaniu rur ze stopów aluminium, będą coraz lżejsze oraz że
silnik będzie elementem nośnym ramy. Pierwsze próby z takimi konstrukcjami
już trwają, między innymi w zakładach BMW.
Przeglądając współczesne konstrukcje trudno nie zauważyć, że w przednim
zawieszeniu już od dawna króluje widelec teleskopowy. Wynaleziony w roku
1912, a po raz pierwszy wprowadzony do produkcji w roku 1935 przez firmę
BWM, dopiero w latach sześćdziesiątych doczekał się pełnego uznania.
Nowością w przednim zawieszeniu jest „Anty Dive System" (zastosowany po raz
pierwszy w motocyklu Suzuki GSX 1100 E), czyli układ zapobiegający
„nurkowaniu" przodu podczas hamowania. Istotny element tego rozwiązania to
specjalny zawór przymocowany do amortyzatora, który jest połączony z
przewodem hamulcowym koła przedniego. Podczas hamowania ciśnienie płynu
uruchamiające hamulec dociera również do zaworu i, przesuwając tłoczek,
zwiększa ciśnienie w amortyzatorze, a więc i jego „twardość". Zawór układu
„Anty Dive" powoduje wzrost sztywności przedniego zawieszenia podczas
zwiększania siły hamowania, a więc zmniejsza pochylenie przodu motocykla do
dołu. W efekcie redukuje się odciążenie tylnego koła motocykla, które
groziło zablokowaniem tego koła i poślizgiem (utratą jednośladowości).

===============
Honda CB 1100 R
Honda CB 1100 R to motocykl już dwukrotnie (1980 i 1981 r) uznany przez
zachodnioniemieckie pismo „Motorrad" za najlepszy jednoślad roku.
Supermotocykl ma oczywiście i supercenę - w RFN kosztuje tyle samo, co
Renault 18 TS lub VW Golf Diesel. Trzeba przyznać, że jest to jednak
konstrukcja wyjątkowa. Za-
stosowano w niej wiele najnowocześniejszych rozwiązań wpływających zarówno
na doskonale właściwości jezdne, dużą wygodę jazdy, jak i bezpieczeństwo.
Jednostką napędową Hondy jest czterocylindrowy, czterosuwowy silnik ZI o
pojemności skokowej 1062cm3 (średnica tłoka-70mm, skok - 69 mm), chłodzony
powietrzem. Miedzy innymi, dzięki zastosowaniu dwóch wałków rozrządu w
głowicy (sterujących 16 zaworami), oraz zapłonu tyrystorowego, silnik
osiąga moc 85 kW przy 9000 obr./min. i moment obrotowy 98 Nm przy 7500
obr./ min.
Duża pojemność dzisiaj to nie wszystko, równie ważne jest precyzyjne
sterowanie rozrządem i zapłonem. Z silnikiem współpracuje 5-biegowa
przekładnia umożliwiająca w pełni wykorzystanie zalet tego silnika. Honda,
mimo, że ma dosyć znaczną masę, bo aż 265 kg, osiąga prędkość maksymalną
212 km/h, a od O do 100 km/h przyspiesza w czasie 4 s. Oczywiście tak
doskonałe osiągi możliwe są dzięki aerodynamicznemu wyprofilowaniu osłon
motocykla, które przy większych prędkościach zmniejszają współczynnik oporu
powietrza. W Hondzie nie zapomniano o bezpieczeństwie, a zwłaszcza o
skutecznych hamulcach: z przodu - dwutarczowych, 2 dwutloczkowymi
siłownikami, z tyłu - jednotarczowym, również z siłownikiem dwutloczkowym.
Hamulce te zapewniają całkowite wyhamowanie pojazdu przy prędkości 100 km/h
w czasie 3.6 s., co odpowiada drodze hamowania o długości poniżej 51 m.
Klasycznie rozwiązano w tym modelu zawieszenie. Z przodu zastosowano
oczywiście teleskopy, z tyłu natomiast klasyczny już wahacz współpracujący
2 dwoma amortyzatorami i sprężynami.                             (jbor.)
===============

W przeciwieństwie do przedniego, zawieszenie tylne motocykla zmieniło się
ostatnio nie do poznania. Coraz większą popularność zyskuje rozwiązanie z
pojedynczym amortyzatorem o nazwie ,,monoshock". Konstrukcja ta powstała w
wyniku prac nad podwoziem motocykli crossowych i wyścigowych. W przypadku
pierwszych chodziło o zapewnienie jak największego skoku koła tylnego, w
drugim o precyzyjne jego prowadzenie. Przeprowadzone badania wykazały, że w
zawieszeniu wahaczowym różne ugięcia amortyzatorów powodują skręcanie
ramion wahacza, a w efekcie — koła. Stąd powstała idea zastosowania jednego
amortyzatora, umieszczonego centralnie. Oprócz dobrego prowadzenia koła,
zaletą tego rozwiązania jest prawie nieograniczony skok koła. Najlepiej
określa to slogan reklamowy firmy Kawasaki, który mówi: „Głowę możesz mieć
w obłokach, ale twoje tylne koło będzie zawsze na ziemi". Amortyzator
centralny może być umieszczony pionowo przed kołem (Honda, Kawasaki) lub
prawie poziomo pod kanapą (Yamaha).
Inną supernowością w dziedzinie zawieszeń jest możliwość dopasowywania ich
parametrów do stanu nawierzchni lub obciążenia motocykla. Odpowiednie
dźwignie lub pokrętła pozwalają na zaprogramowanie jednej z kilku wartości
„ugięcia" lub tłumienia zawieszenia.
Nowoczesność nie ominęła oczywiście i kół motocyklowych. W większości
motocykli rezygnuje się z kół z tradycyjnymi szprychami na korzyść odlewów
ze stopów lekkich. Są one bardziej wytrzymałe, a przez to bezpieczniejsze i
lżejsze, co pozwala mocować na nich tarcze hamulcowe o dużych średnicach.
Istnieje już kilka odmian takich kół. Pierwsze koła tego typu zastosowano w
1969 roku w wyścigowym motocyklu Norton 500, a wykonane były z elektronu.
Obręcz i masywne ramiona odlano jako jeden element. Współczesne koła
wykonywane są z jednego odlewu, ale z ażurowymi ramionami lub z kilku
elementów. W tym drugim przypadku obręcz odlewana jest ze stopu lekkiego, a
ramiona wytłacza się z blachy. Piasta i ramiona są łączone następnie za
pomocą śrub, a ramiona z obręczą nituje się. Zaletą kół z ażurowymi lub
blaszanymi ramionami jest ich zdolność do tłumienia drgań wywoływanych
nierównościami dróg.

Bezpieczeństwo przede wszystkim
Problemy bezpieczeństwa zaprzątają głowy konstruktorów nie mniej niż pogoń
za małymi masami motocykli i niskim zużyciem paliwa. Świadectwem może być
chociażby konstrukcja zawieszeń, a zwłaszcza tylnego, które zapobiega
„pływaniu" tyłu motocykla. Szczególną uwagę zwraca się jednak na hamulce, w
przypadku motocykli dużych i szybkich muszą one działać wyjątkowo
skutecznie.
We współczesnych motocyklach dominują hamulce tarczowe ze sterowaniem
hydraulicznym. Rozwiązanie to zapożyczono oczywiście z samochodu -hamulce
tarczowe zastosowano po raz piei"wszy w samochodzie wyścigowym Jaguar już w
roku 1954. Od tego czasu zostały udoskonalone, poprawiono ich skuteczność i
uproszczono konstrukcję.
W hamulcach motocyklowych skuteczność hamowania zwiększono, wprowadzając
hamulce tarczowe podwójne z obniżającymi ich masę i ułatwiającymi
chłodzenie wycięciami w tarczach. Skuteczność działania poprawiło również
zastosowanie zamiast jednego, jak to miało miejsce dotychczas, dwóch
tłoczków dociskających nakładki hamulcowe do tarczy. Wszystkie te
konieczności ulepszeń wynikają z faktu, że moce współczesnych motocykli
oraz ich masy osiągnęły niezwykle wysokie wartości. Moc ok. 72 kW,
zapewniająca jazdę z prędkością powyżej 200 km/h, nie należy dzisiaj do
rzadkości - aby zatrzymać motocykl o takich parametrach trzeba zastosować
nie byle jakie hamulce. W najnowszych konstrukcjach zaczęto już nawet
wprowadzać pierwsze motocyklowe układy przeciwblokujące. Przykładem tego
może być Yamaha XJ 650. Jej układ hamulcowy składa się z podwójnych
hamulców tarczowych z przodu i z tyłu. Prawy hamulec przedni jest sterowany
dźwignią ręczną i spełnia rolę awaryjnego. Pozostałe hamulce są ze sobą
sprzężone. Doświadczalnie dobrano rozkład ciśnień w ich cylinder-kach.
Zredukowano ciśnienie w cylinderku hamulca przedniego w stosunku do
ciśnienia w tylnych. W efekcie w czasie hamowania, gdy koło przednie jest
dociążane, a tylne odciążone, nie dochodzi do zablokowania tego drugiego. O
skuteczności układu zastosowanego w motocyklu Yamaha świadczą wyniki
przeprowadzonych prób. Yamaha wyhamowuje z prędkości 80 km/h do O w czasie
2,2 s. Jeśli do tego dodamy, że opony współczesnych motocykli są tak
zaprojektowane, aby zapewniały bardzo dużą przyczepność do podłoża, w
różnych warunkach terenowych i atmosferycznych, widać jasno, że i w
dziedzinie motocykli wiele się robi, by zapewnić wysokie bezpieczeństwo
jazdy.

Z elektroniką „za pan brat"
Okazuje się, że elektronika może być przydatna nie tylko w samochodach, ale
również (a może nawet bardziej) w motocyklach. Wynika to z pewnością z
wprowadzania coraz ostrzejszych wymagań dotyczących czystości spalin, masy
pojazdów i zużycia paliwa. Rośnie więc zapotrzebowanie na bardziej
precyzyjne sterowanie rozrządem i wtryskiem, a w konsekwencji na układy
elektroniczne, które mogą tę precyzję zapewnić bez dodania do masy
motocykla kolejnych kilogramów. Już ponad 50% produkowanych motocykli jest
wyposażonych w zapłon elektroniczny, a w klasie motocykli dużych - prawie
wszystkie. Podobnie wszystkie motocykle wyposażone w silniki
turbodoładowane mają elektroniczne sterowanie wtryskiem. Zapewnia ono
precyzyjne dobranie wielkości dawki wtryskiwanego paliwa oraz chwili
wtrysku.
Coraz większą popularnością cieszą się również elektroniczne wskaźniki
informujące kierowcę o pracy motocykla. Są wśród nich zarówno wskaźniki
zegarowe, jak i cyfrowe, a ostatnio nawet, jak to ma miejsce w motocyklu
Yamaha XJ 750 „turbo", małe monitorki. Po naciśnięciu przez kierowcę
odpowiedniego klawisza, na ekranie monitora ukazują się wartości
określające zużycie paliwa, aktualny czas, zawartość zbiornika paliwa,
oleju lub napięcie akumulatora. Ponadto stale jest wyświetlana prędkość
jazdy, a wskaźnik graficzny pokazuje prędkość obrotową wału korbowego.

Aerodynamika
Elektronizacja silników poprawia ich zużycie paliwa, ale trzeba pamiętać,
że przy dużych prędkościach jazdy znaczny wpływ na wielkość zużycia benzyny
ma kształt pojazdu. Wiedzą o tym najlepiej konstruktorzy samochodów, którzy
od dawna prowadzą poszukiwania idealnego profilu pojazdu. Oczywiście i w
przypadku motocykli nie zapomniano o aerodynamice. Z pomocą konstruktorom
przyszła chemia. To właśnie z tworzyw sztucznych wykonuje się różnego
kształtu osłony kierowcy o określonym przez wyliczenia komputerowe profilu,
które nie tylko zapewniają większy komfort jazdy, ale zmniejszają o kilka
procent współczynnik Cx określający  doskonałość   aerodynamiczną pojazdu.
A ponieważ Cx przeciętnego motocykla z wyprostowanym kierowcą oscyluje
wokół wartości l ,5 (samochodu - 0,43), te kilka procent to bardzo dużo.
Czasami słyszy się twierdzenie, że motocyklom grozi zagłada, że już wkrótce
zostaną wyparte z rynku przez samochody, trudno jednak znaleźć
potwierdzenie takich teorii. Motocykle i  samochody to pojazdy o zupełnie
innych walorach użytkowych, co nie musi oznaczać, że motocykle są mniej
nowoczesne i bardziej zaniedbane przez konstruktorów.
Wiele rozwiązań z techniki samochodowej znalazło już swoje odpowiedniki w
motocyklach. Ta tendencja utrzyma się zapewne nadal nie tylko w klasie
„superrakiet". A może przyjdzie kiedyś i taki dzień, że samochód zapożyczy
coś z rozwiązań konstrukcyjnych swego jednośladowego „brata"?