Марка стали для вилки мотоцикла

Как выбрать вилочное масло?

Для поддержания работоспособности передних вилок и амортизаторов мотоциклов используются вилочные масла. Некоторые автолюбители полагают даже, что аналогичные продукты целесообразно заливать и в амортизаторы автомобилей. Разберёмся в марках и особенностях этой группы масел.

Условия работы вилки амортизатора мотоцикла

Передняя вилка представляет собой две длинные трубчатые детали, которые удерживают переднее колесо на мотоцикле. Эти детали перемещаются вверх-вниз, чтобы компенсировать неровности на поверхности дороги.

В отличие от автомобильного амортизатора, имеющаяся в узле пружина позволяет ножке вилки сжиматься, а затем отпружинивать: это делает езду лучше и улучшает тягу. Каждая из передних вилочных трубок для большинства мотоциклов содержит пружину и масло. Ещё в середине прошлого века ножки вилки были просто пружиной внутри трубы. При сжатии у пружины от ударов передняя часть мотоцикла подпрыгивала.

После разработки системы демпфирования процесс такого подпрыгивающего движения стал значительно более мягким. Однако для смягчения ударных воздействий в системе должна быть несжимаемая жидкость, хорошо воспринимающая ударные нагрузки – вилочное масло. Наиболее распространённой конструктивной схемой является та, где внутри каждой ножки вилки амортизатора имеется трубка с отверстиями и камерами, которые управляют движением масла.

Функции и особенности

Несмотря на широкую номенклатуру предлагаемой продукции, в её обозначении и параметрах имеется немало разночтений и неопределённостей. Так, в число эксплуатационных требований к вилочным маслам включаются:

  1. Обеспечение оптимального демпфирования вилок и стабильности их функционирования в широком диапазоне температур.
  2. Независимость работоспособности масла от конструкции вилок.
  3. Предотвращение пенообразования.
  4. Исключение корродирующего воздействия на металлические части амортизатора и вилки.
  5. Химическая инертность состава.

Все марки вилочных масел для мотоциклов являются гидравлическими жидкостями, а потому в их качестве могут использоваться даже некоторые индустриальные масла общего применения по ГОСТ 20799-88 с подходящей вязкостью. Отметим, что с повышением вязкости масла отработка вилки в своё первоначальное положение будет происходить медленнее. С другой стороны, с ростом вязкости повышается работоспособность масла, особенно при езде по плохим дорогам, для кроссовых мотоциклов.

Как выбрать вилочное масло?

В первую очередь – по его вязкости. Как известно, кинематическая вязкость измеряется в сантистоксах (сСт), и представляет собой скорость потока жидкости через условную трубку определённого поперечного сечения. На практике чаще используется размерность мм 2 /с. Применительно к вилочным маслам действуют нормы американского общества автомобильной инженерии SAE, которые соотносят значения вязкости при определённой температуре (обычно при 40 ° С) с плотностью и весом продукта. Вес по-английски weight; от начальной буквы этого слова и образуются обозначения марок вилочных масел. Так, рассматривая вилочные масла для мотоциклов марок 5W, 10W, 15 W, 20W и так далее, следует запомнить, что, например, масло класса 10W соответствует продукту с номинальной вязкостью около 10 мм 2 /с.

Масса вилочного масла определяется промышленными стандартами, применяемыми в гидравлических системах, которые называются Saybolt Seconds Universal (SSU). К сожалению, волюнтаризм основных производителей часто приводит к неразберихе среди маркировки вилочных масел. Экспериментально установлено следующее соответствие параметров вязкости:

Маркировка Фактическое значение вязкости, мм 2 /с при 40 ° С, по ASTM D 445 для продукции торговых марок
RockShox Liqui Мoly Motul Motorex Racing Fork Oil
5W 16,1 17,2 18 15,2
10W 33 29,6 36 32
15W 43,8 43,9 57 46
20W 77,9 68

Чем заменить вилочное масло?

Для градуировки масла используется гораздо более чувствительная калибровочная шкала вязкости, поэтому на практике можно получать «под себя» условные 7,5W или 8W, смешивая в необходимых пропорциях обычные индустриальные масла. Для работоспособности продукта в конкретных условиях эксплуатации важно не само значение вязкости, а так называемый индекс вязкости. Он обычно указывается по шкале Saybolt Seconds Universal (SSU) при 100 ° С. Допустим, что цифры, указанные на ёмкости, читаются как 85/150. Это означает, что значение SSU масла при 100 º C составляет 85. Затем вязкость масла измеряется при 40 ° C. Второе число — 150 — это значение, показывающее разницу в расходе между двумя температурами, что и определяет заявленный индекс вязкости.

Какое это имеет отношение к мотоциклетным вилкам? Трение, создаваемое скользящими металлическими деталями и маслом, перемещающимся взад-вперёд, увеличивает температуру внутри узла. Чем более постоянным остаётся вес масла, тем меньше вероятность изменения демпфирования вилки.

Таким образом, вилочное масло вполне возможно заменять индустриальным маслом, комбинируя его марки соответственно условиям эксплуатации вашего мотоцикла.

С известными оговорками этот принцип можно использовать и для других транспортных средств (за исключением гоночных мотоциклов).

Источник

Изготовление длиннорычажной вилки

При подготовке кроссового мотоцикла М-63К к соревнованиям выполняют большие работы по регулировке и доводке узлов экипажной части.

К наиболее крупным переделкам относится изготовление длиннорычажной передней вилки (вместо телескопической) и облегченной коляски с пружинно-гидравлическим амортизатором. Мотоцикл с длиннорычажной передней вилкой более устойчив на неровностях и поворотах. Параметры вилки можно легко отрегулировать в зависимости от трассы.


рис. 62. Длиннорычажная вилка, изготовленная на основе узлов вилки мотоцикла М-63.
1 — верхний мостик, 2 — нижний мостик, 3 — перо вилки, 4 — удлинительная втулка, 5 — ось колеса, 6 — крыло, 7 — амортизатор, 8 — ось рычага, 9 — кронштейн крепления амортизатора; 10 — качающийся рычаг (маятник), 11 — проушины, 12 — ушки крепления амортизатора

Читайте также:  Как проходит нормализация стали

По кинематической схеме рычажные вилки можно разделить на толкающие (ось качания рычагов расположена сзади оси колеса) и тянущие (ось качания рычагов находится впереди от колеса). В зависимости от конструкции качающихся рычагов как тянущие, так и толкающие вилки подразделяются на длиннорычажные и короткорычажные. У длиннорычажных вилок длина рычагов близка к величине радиуса колеса. Длина рычагов короткорычажной вилки значительно меньше радиуса колеса. Примером короткорычажной вилки является вилка мотоцикла К-750, а длиннорычажной — передние вилки отечественных мотороллеров. Подавляющее большинство спортсменов нашей страны используют толкающие длиннорычажные вилки.

Рассмотрим конструкцию длиннорычажной вилки (рис. 62). Два ее пера соединены нижним мостиком при помощи сварки. В этот мостик запрессован стержень, на который надевают верхний мостик при монтаже вилки на раму. В нижние концы перьев вставлены удлиняющие втулки, к которым приварены втулки для размещения подшипников осей качающегося рычага, а в средней части перьев под нижним мостиком приварены кран-штейны под амортизаторы.

Качающийся рычаг выполнен в виде единой изогнутой трубы, к которой приварены проушины для крепления осей и ушки для крепления оси колеса. Амортизаторы через резино-металлические шарниры крепят верхней втулкой к кронштейну пера вилки, а нижней — к ушкам качающегося рычага.

При изготовлении длиннорычажной вилки от унифицированной телескопической берут трубы перьев вилки, мостик рулевой колонки со стержнем траверса, затяжные гайки, детали крепления вилки в раме мотоцикла, наконечники перьев.

Дополнительно следует изготовить удлинители перьев, маятник, кронштейны и ушки, крепления амортизаторов, проушины крепления маятника, усилительные стяжки, узел крепления маятника. Перья вилки можно сделать из цельнотянутых труб, имеющих внешний диаметр 36 мм и толщину стенки 5—6 мм. При использовании хромансилевых труб толщина стенки может быть уменьшена. Усилительные стяжки делают из цельнотянутой трубы диаметром 20—22 мм с толщиной стенки 1—1,5 мм.


Рис. 63 Детали и узлы передней вилки:
а — маятник с вставками крепления оси б — ушко крепления амортизатора, в — проушина крепления маятника, г — распорная шайба между подшипниками и проушиной, д — обойма крепления подшипников, е — распорное кольцо между подшипниками, ж — развертка крепления кронштейна амортизатора, з — крепление удлинителя и обоймы к перу вилки, / — вставки для крещения оси, 2 — места сварки, 3 — обойма, 4 — удлинитель, 5 — перо

Качающийся рычаг (маятник) изготовляют, пользуясь трубогибом, из цельнотянутой бесшовной трубы диаметром 32 мм с толщиной стенки 2,5—3 мм. Из наконечников перьев вилки М-63 делают вставки для крепления оси колеса. С этой целью наконечники протачивают на токарном станке. Проточенные вставки запрессовывают в торцы маятника и закрепляют сваркой. Из стали 20 (рис. 63) изготовляют две проушины для крепления маятника и два ушка крепления амортизатора, а также два кронштейна для крепления верхней втулки амортизатора.

Существуют различные варианты узла крепления маятника. В одном варианте маятник качается на шариковых подшипниках № 202, запрессованных по две штуки в обоймы, которые приваривают к удлинителям перьев. В другом варианте конструкция крепления маятника более проста. Маятник качается на резино-металлических втулках, в качестве которых используют укороченные резиновые сайлент-блоки заднего маятника ирбит-ского мотоцикла, т. е. узел решен так же, как узел заднего маятника.

Примерный порядок сборки вилки таков: в перья вилки (если применяются перья от М-63) вставляют удлинители и закрепляют сваркой Затем к удлинителям (или непосредственно к перьям), если они изготовлены из целой трубы, приваривают обоймы подшипников. На раму ставят и закрепляют в подшипниках нижний и верхний мостики, устанавливают перья вилки. В обойму крепления подшипников вставляют втулки, с помощью вспомогательной оси размещают отверстия соосно и закрепляют перья в мостиках вилки. Прогревая перья газовой горелкой, загибают их у основания нижнего мостика до тех пор, пока расстояние между осью подшипника маятника и осью крепления двигателя не составип 360 мм (см. рис. 62).

В торцах маятника размещают вставки крепления оси вместе с осью и приваривают. Затем устанавливают проушины относительно передней оси. После этого проушины крепят сваркой к маятнику. На правый рычаг маятника наваривают стальное полукольцо для крепления тормозного барабана. Устанавливают и приваривают усилительные стяжки, а затем ушки крепления амортизаторов по месту в соответствии с имеющимися амортизаторами. После окончательной сборки проверяют среднюю длину вылета которая должна составлять 40— 60 мм.

В качестве амортизаторов для такой вилки можно использовать любые гидравлические амортизаторы, имо-ющие ход 120—150 мм. Нужно только подобрать пружины соответствующей жесткости. Хорошие результаты дает применение амортизаторов от автомобилей «Москвич» и «Жигули» в соединении с пружинами от мотоцикла М-63.

Рассмотрим изготовление амортизаторов из передних амортизаторов автомобиля «Москвич».
Автомобильные амортизаторы разбирают, верхнюю часть поршня, к которой прижимаются пружинящие шайбы, притирают на плите, переделывают или изготавливают заново шток длиной 177 мм. После изготовления его обязательно хромируют и полируют, чтобы он не подвергался коррозии. Изготовляют также два верхних наконечника амортизатора (можно использовать детали этого узла от мотоцикла М 63) и четыре сухаря, а к корпусу приваривают опорную шайбу пружины, используемую от подвесок мотоцикла М-63.

Перед установкой протачивают на конус первые че-тыре-пять витков пружины. Проточенная пружина имеет переменную жесткость, в результате чего подвеска хорошо работает и на мелких неровностях дороги, и при прыжках.

Верхним кожухом самодельной подвески служит нижний кожух подвески мотоцикла М-63. Нижние кожухи на подвесках спортивных мотоциклов не ставят, чтобы избежать заклинивания подвески при смятии обоих кожухов. Для нижнего наконечника амортизатора используют от автомобиля «Москвич» резино-металличес-кие втулки, для верхнего — его рессорную втулку. Чтобы грязь и мелкие камни не попадали между штоком и сальником, применяют полиэтиленовую пленку, прорезиненный капрон и другой подобный материал, который наматывают в два-три слоя на собранную подвеску и закрепляют изолентой.

Читайте также:  Набор посуды tramontina allegra 3 предм нерж сталь

Находят применение также амортизаторы от автомобилей «Волга» и «Жигули», однако они требуют составной пружины, изготовленной из полутора пружин мотоцикла М-63.

Длиннорычажную переднюю вилку следует снабдить двухкулачковым тормозным барабаном от мотоцикла М-67, что позволит существенно улучшить динамику мотоцикла.

Источник

Про рейк, трейл и прочие приблуды

Перевод статьи про геометрию передней части байка. Взята с какого-то янковского сайта, который нашел Wong. В принципе, тема уже сто раз обсосанная, но эта статья стоит того, чтобы ее прочитать.

Угол наклона («Рейк») – это термин, используемый для описания углового отношения между рулевой колонкой мотоцикла и воображаемой вертикальной линией, опущенной из места крепления рулевой колонки к раме. У мотоцикла с рейком в 0 градусов рулевая колонка перпендикулярна земле.

Такое устройство не работает должным образом из-за того, что колесо движется в направлении противоположном прилагаемой к нему силы. Если сила приложена прямо сверху, то колесо просто будет вращаться на месте вокруг своей вертикальной оси и никуда не сдвинется (Рис.1).

Однако если мы изменим угол прилагаемой силы с прямо перпендикулярного земле, то колесо будет следовать по линии, начинающейся под осью колеса и заканчивающейся в точке пересечения линии действия силы с плоскостью земли (Рис. 2).

Чем большую силу мы прикладываем и/или чем меньше угол этой силы по отношению к земле, тем устойчивее колесо движется по прямой линии. Однако если уменьшить прикладываемую к колесу силу или сделать угол приложения силы больше, то у колеса появится тенденция к вращению вокруг своей вертикальной оси и сила притяжения, действующая сверху вниз, возможно будет «преодолевать» угловые силы как показано на рисунке 3 ниже.

По этой причине ваш байк ведет себя нестабильно на очень малых скоростях. Если движущую силу уменьшить, то сила притяжения «возобладает» и это закончится тем, что вы будете балансировать передним колесом, чтобы удержать равновесие. С увеличением скорости угол приложения движущей силы также возрастает по мере того как она «преодолевает» силу притяжения, даже несмотря на угол наклона рулевой колонки, и на очень больших скоростях угол движущей силы становится почти «касательным» к поверхности дороги и управление становится опять-таки нестабильным.
Чтобы преодолеть эту особенность всех мотоциклов и велосипедов, был сделан механизм, позволяющий сдерживать силы, прикладываемые к переднему колесу под таким углом, который обеспечивает относительно хорошую маневренность на малых скоростях, и стабильность на больших.
Этот механизм называется «угол наклона рулевой колонки» (перевод дословный).

Два примера различного угла наклона рулевой колонки показаны на рисунке 4 выше. Слева изображена фактически серийная рулевая колонка, а справа более радикальная, обычно применяемая на тюнинговых чопперных рамах.
Сдвиг назад и наклон рулевой колонки относительно оси колеса заставляют мотоцикл двигаться по прямой линии, даже если вы его толкаете вручную. Без этого наклона рулевой колонки переднее колесо будет только вращаться относительно вертикальной оси, например, если вы захотите затолкать его на парковочное место руками.

Почти у всех серийных мотоциклов угол наклона рулевой колонки около 25-30 градусов. У тюнингованных мотоциклов: чопперов, бобберов и других, этот угол увеличен ещё на 5-10 градусов, а у радикальных чопперов угол наклона может доходить до 50 градусов.

По общему правилу меньший угол наклона рулевой колонки благоприятствует хорошей маневренности на малых скоростях, а больший – стабильности и устойчивости при больших в ущерб манёвренности на малых. Но это утверждение очень общее, так как есть много других факторов влияющих на управление, таких как: центр тяжести, вес байка, предпочтительная скорость движения, размер шин, дорожное покрытие, жёсткость пружин, тип задней подвески, длина и тип передней вилки.

Хотя это руководство посвящено чопперам, нужно отметить, что увеличение угла наклона рулевой колонки по сравнению со стандартными мотоциклами делается только ради внешнего вида за исключением дрегстеров, которые создаются для движения по прямой. Чтобы выглядеть круто, вам придется пожертвовать некоторой долей управляемости, хочется вам того или нет. Чем эффектнее вы хотите выглядеть, тем больше вам придется жертвовать.

На рисунке 5 изображен, возможно, максимальный угол наклона вилки при котором мотоцикл остаётся относительно управляемым благодаря низкому расположению рулевой колонки, траверсам с углом коррекции и небольшой колёсной базе по сравнению с традиционными чопперами.

На следующих иллюстрациях изображена одна и та же рама с четырьмя разными углами наклона вилки для того, чтобы показать его влияние на весь профиль отдельно взятого байка. В возрастающем порядке показаны углы в 30; 35; 40 и 45 градусов.

Стандартный байк с углом 30 градусов может развернуться на маленькой скорости в пределах круга с радиусом 2,5 м., тогда как чопперу с углом 45 градусов для этого потребуется еще 3 метра пространства. Иногда это означает разницу между простым поворотом и головокружительным манёвром.

След (Трейл) – термин, описывающий ещё одну переменную, которая сильно затрагивает управляемость мотоцикла, возможно ещё более важную, чем «Рейк», особенно в том отношении, как будет вести себя на дороге конкретное сочетание отдельно взятой рамы и вилки.

Трейл – расстояние, отложенное на горизонтальной линии находящейся на уровне земли между точкой лежащей под осью колеса и линией, являющейся продолжением продольной оси рулевой колонки (Рис.6).

Читайте также:  Физические свойства инструментальных сталей

На этом примере, демонстрирующем стандартную геометрию, трейл равен трём дюймам, а угол наклона рулевой колонки 30 градусов, вследствие чего байк имеет хорошее управление, как на малых, так и на больших скоростях. Если мы увеличим угол наклона до 40 градусов и соответственно удлиним вилку, оставив все остальное, как есть, то трейл увеличится до 9 дюймов как показано на рисунке 7.

Теперь мы имеем байк, который очень стабилен на больших скоростях, возможно, даже чересчур стабилен, с замедленной реакцией на поворот руля, тогда как на малых скоростях он требует предельного внимания для сохранения прямолинейного движения. При этом значительно увеличивается радиус поворота.

Многие авторитеты придерживаются мнения, что трейл должен быть в пределах от 2 до 4.5 дюймов, независимо от угла наклона вилки. По мнению автора статьи, это утверждение довольно общее и данную величину трейла следует рассматривать только как отправную точку при проектировании геометрии передней части вашего байка. Существует множество мотоциклов с трейлом более 5 дюймов, которые имеют хорошую управляемость на всех скоростях и мотоциклов с маленьким трейлом или вообще без него, которые тоже неплохо управляются. Один известный разработчик рычажных вилок создаёт мотоциклы практически с нулевым трейлом, и они управляются просто изумительно.

При создании байков с большими углами наклона рулевой колонки и телескопической вилкой невероятно трудно удержать трейл в разумных пределах без применения траверс с углом коррекции, которые отодвигают ось переднего колеса вперёд, уменьшая таким образом трейл, при этом оставляя рулевую колонку нетронутой. Такие траверсы обычно делают с углами 3; 5 или 7 градусов. Они применяются исключительно на тюнингованных рамах с углом наклона рулевой колонки более 37 градусов.

Траверсы с углом коррекции относительно дешевы, и некоторые люди используют их для того, чтобы увеличить угол наклона вилки путем малых денежных затрат, что может привести к гибельным последствиям. Горе-самодельщик может закончить тем, что столкнется с отрицательным трейлом, т.е. линия, являющаяся продолжением продольной оси рулевой колонки окажется позади точки, лежащей под осью колеса, как показано на рисунке 8.

Такая ситуация очень опасна, т.к. кажется, что байк отлично управляется на малых скоростях с которыми обычно сталкиваются в городском потоке, но с увеличением скорости мотоцикл становится все более и более неустойчивым, но байкер этого не замечает до тех пор пока какая-нибудь дорожная яма не отправит его в близлежащую канаву.

Кроме случаев, когда отрицательный трейл создается намеренно путем неправильного использования траверс с углом коррекции, какие ситуации очень редки на мотоциклах с телескопическими и рычажными вилками, но очень часто их можно наблюдать на мотоциклах с параллелограммными вилками.

Можно сказать без преувеличения, что вся теория передней геометрии мотоцикла несколько усложнена в плане математических вычислений, и если ее приложить к конкретному байку, то окажется, что большинство величин, необходимых для его постройки определяются опытным путем, например, в каком-то отдельном случае придется довольно значительно изменить угол наклона вилки, прежде чем перемены в управлении станут заметны пилоту. Увеличение или уменьшение трейла вплоть до полутора дюймов дает мало ощутимую разницу в управлении. Также факт, что изменение угла наклона вилки в какую-либо сторону от стокового, в целом не оказывает большого влияния на управляемость.

Для примера, с изменением угла наклона рулевой колонки с 30 до 35 градусов, трейл увеличивается чуть больше, чем на один дюйм на обычном Big Twin. С увеличением с 30 до 40 градусов, трейл возрастет на 3.3 дюйма, но если увеличить разнос верхней траверсы на 1 дюйм, то трейл увеличится в целом только на 2 дюйма, т.е. останется в пределах, необходимых для нормальной управляемости.

В итоге, по мнению автора статьи, если вы хотите увеличить угол наклона вилки, делайте это путем внесения глубоких изменений в конструкцию, и не портите дело мелкими изменениями, которые дают небольшой внешний эффект. Также надо сказать, что вы мало выиграете в плане внешнего вида, увеличивая угол наклона вилки более 40 градусов, 42 максимум. При угле наклона 45 и более расчет и проектирование становятся все более и более сложными, так что, возможно, игра не стоит свеч, если вы только не строите байк для выставки.

Наиболее простой и дешевый путь изменить трейл – это использование траверс с различными величинами разноса.
Разнос – это расстояние между осью рулевой колонки и линией, проходящей через оси несущих труб, как показано рисунке 9, на котором изображена верхняя траверса.

Кроме байков с отрицательным трейлом, увеличение разноса уменьшает трейл, а уменьшение разноса увеличивает трейл. Обратное утверждение тоже верно, если вы пытаетесь исправить отрицательный трейл. Рисунок 10 показывает эффект от изменения разноса, то есть с увеличением разноса ось переднего колеса смещается вперёд ближе к линии, являющейся продолжением оси рулевой колонки.

Другой метод использует уменьшение трейла путём использования вилок, у которых ось переднего колеса находится перед несущей трубой, как на гоночных мотоциклах (а также на мотоциклах марки ИзЖ – прим. переводчика). Рычажные вилки – ещё один способ корректировки трейла. В конце 60-х, в начале 70-х автор этой статьи и сотоварищи устанавливали 12 дюймовые коромысла (рычаги, соединяющие несущие трубы с осью колеса), чтобы удержать трейл в пределах разумного при сильно заваленной вилке.

Источник