Маятниковая вилка на мотоцикл

Передняя вилка мотоцикла — разные конструкции

Передняя вилка мотоцикла является одной из главных деталей любого байка и от неё зависит не только комфортная езда по нашим «прекрасным» дорогам, но ещё и наряду с мотоциклетной рамой, мотоциклетная вилка является главным компонентом любого байка, отвечающим за красивый силуэт и дизайн мотоцикла в целом. В этой статье, рассчитанной больше на новичков, я постараюсь описать устройство практически всех конструкций мотоциклетных вилок, начиная от самой распространённой телескопической, и заканчивая самыми экзотическими конструкциями, которые сейчас завоёвывают рынок благодаря модному сейчас направлению в кастомайзинге, в стиле олдскул (старая школа).

Передняя вилка мотоцикла — разные конструкции.

Телескоп — как много в этом слове!

Начнём с самой распространённой конструкции передней вилки — телескопической. Вилки такой конструкции давно уже устанавливают практически на все современные серийные модели мотоциклов. Первой такую конструкцию применила датская компания Nimbus ещё в 1919 году, на своём мотоцикле, показанном на фото слева.

Конструкция простейшего телескопа совсем не сложная и главные детали — это подвижные трубы, которые скользят во втулках, расположенных в неподвижных трубах (перьях). Наличие заменяемых по мере износа втулок, делает телескопическую вилку довольно долговечной, та как втулки изнашиваются быстрее самих труб и их можно в любой момент заменить новыми.

Об устройстве, обслуживании и ремонте простейшей отечественной телескопической вилки я уже писал вот в этой статье, а о обслуживании более современной вилки перевёрнутого типа (и замене сальников на такой вилке — см. фото чуть ниже) желающие могут почитать вот здесь. Ну а как и с помощью чего грамотно выровнять погнутые перья телескопической вилки советую почитать вот тут, надеюсь многим пригодится.

Снятые с вилки старые сальник, пыльник, шайба и стопорное кольцо.

Дальнейшим развитием телескопических вилок в 80-е годы прошлого века стала возможность наполнять их сжатым воздухом (например на кросачах Чезет 80-х годов, или на лицензионной вилке ИЖ планета 5). Это позволило подстроить вилку под нужный вес и дорожные условия. Но наиболее совершенные конструкция для регулировок ходов сжатия и отбоя, стали появляться в 90-е годы прошлого века, на спортивных мотоциклах для шосейно-кольцевых гонок.

В те же годы инженеры не стояли на месте и более толстые подвижные трубы стали устанавливать вверху, а не внизу и эти более толстые трубы вилки стали неподвижными — так и появился перевёртыш — современная телескопическая вилка перевёрнутого типа. Установка более толстых и более жёстких труб вверху в траверсах, позволила сделать телескопическую вилку более жёсткой на скручивание, что существенно улучшило управляемость и комфорт байка на высоких скоростях.

Такая конструкция начала появляться не только на спортбайках, но и на современных кросачах и далее перешла на серийные дорожные мотоциклы и стритфайтеры. Позднее перевёртыш стал появляться даже на некоторых серийных чопперах или круизёрах (Yamaha XV 1700 Warrior, Suzuki Desperado, Suzuki VTX, Triumph Rocket III и др.)

Устройство более современных телескопических вилок перевёрнутого типа, которые устанавливают на современные спортбайки и кроссовые мотоциклы чуть более сложное и здесь применяется система, с помощью которой можно регулировать хода отбоя или сжатия.

Это позволяет настроить переднюю вилку мотоцикла под вес водителя и дорожные условия, и позволяет настроить управляемость байка. К тому же на самых современных вилках появилось антиклевковое устройство, позволяющее устранить клевок мотоцикла при резком торможении.

Я не буду здесь подробно разбирать устройство таких вилок, и как работают их системы, иначе статья превратится в необъятное полотно (как нибудь выберу время и напишу отдельную статью). Кстати, подробно о регулировках подвесок — передней и задней, чтобы восстановить нормальную управляемость современного мотоцикла, я написал вот в этой статье.

Казалось бы, что современная телескопическая вилка перевёрнутого типа — это идеал, к которому стремились мото-инженеры и все мотоциклисты мира и вилкам других конструкций суждено кануть в лету, и осталось прозябать им только в мотоциклетных музеях мира.

А вот и нет — зачахли бы более древние вилки в мото-музеях, если бы не кастомайзинг и модное нынче направление — олдскул — старая школа кастомайзинга, которая завоевала своей популярностью весь мир. И поэтому мы плавно переходим к более экзотическим моделям.

Передняя вилка мотоцикла спрингер (springer — мечта чоппериста).

Такие красивые штукенции (как говорил покойный Индеец Лари) появились довольно давно, практически на самых первых мотоциклах. Но всё же первые кастомы и боберы с такими вилками начали делать на основе вилок от легендарного военного «Валуя» (Харлей Девидсон WLA).

При доработке и хромировнии такая вилка украсит любой чоппер. А популярные ныне чопперы в стиле олдскул вообще немыслимы без спрингера. Конечно же есть и другие достойные и интересные конструкции вилок, способные украсить кастом в стиле старой школы, но о них немного позже.

Но самое главное преимущество спрингера, помимо его красивого внешнего вида, это возможность нормально работать под запредельными углами наклона вилки, при которых телескопическая вилка отказывается нормально работать, а если и работает, то направляющие втулки для перьев телескопа очень быстро изнашиваются.

К тому же спрингер позволяет отказаться от угла в траверсах, который сделать довольно сложно в гаражных условиях и без которого длинный телескоп не будет нормально рулиться.

Основное отличие спрингера от телескопа — это наличие третьей траверсы, в которую упираются пружины или амортизатор. Ну и перья вилки более тонкие и изящные, чем у телескопа.

К тому же конструкция спрингера очень ремонто-пригодна и в ней практически нечему изнашиваться, ну разве что втулки (или игольчатые подшипники) в серьгах, которые можно выточить самостоятельно даже на самом маленьком токарном станочке у себя в гараже (бронзовые втулки — см. рисунок ниже, вполне можно установить вместо игольчатых подшипников).

Гердер (Girder).

Гердер в переводе с английского — ферма. Эта передняя вилка мотоцикла параллелограммного типа (ещё одно название этих вилок трапеция — trapeze). Такие вилки устанавливались на большинстве серийных мотоциклов 20 — 30-х годов прошлого века (например на наших отечественных М1 Москва или ИЖ-350).

Один из примеров изготовления такой вилки своими руками можно посмотреть в видеоролике чуть ниже.

А в шестидесятые годы прошлого века эти вилки устанавливались на самодельных чопперах не реже вышеописанных спрингеров. Параллелограммные вилки, так же как и спрингеры, оказались бы сейчас вымершим видом, если бы не олдскул мания, захватившая мир кастомайзинга в 21 веке.

Многие американские (и не только) фирмы, производившие такие вилки с 60-х годов прошлого столетия (например фирма Durfee) наверняка бы обанкротились, но благодаря моде на олдскул, фирмы, производившие трапеции, снова на коне.

Параллелограмные вилки бывают как классические трубчатые, так и в виде штампованных из листового металла перьев-ферм (как на ИЖ-350). Кстати, классические трубчатые гердеры тоже бывают оригинальной формы.

Например как у вилок модели «Nanna» с перьями в форме лука, от американского кастомайзера Джесси Рука (см. фото). У него даже есть одноперьевые параллелаграммные вилки под консольное крепление переднего колеса.

Кстати, некоторые считают, что гердеры можно устанавливать якобы только на тихоходные чопперы, из-за небольшой жёсткости таких вилок.

Доказательством того, что это мнение ошибочно, служит спортбайк, показанный на фото чуть ниже, а также скоростной мотоцикл от того же Джесси Рука (см. фото) с оборотистым двигателем фирмы КТМ.

Гердер мотоцикла на фото ниже изготовлен из углепластика, а жёсткости и отточенной управляемости этого мотоцикла с такой гердерной вилкой, позавидует любой серийный спортбайк с банальным перевёртышем. Но главным козырем аппаратов с вилками гердерами конечно же является эксклюзивный внешний вид.

Кстати, перья параллелограммных вилок некоторых эксклюзивных конструкций (например от того же Джесси Рука) могут быть подвешены на осях только на нижней траверсе, а вверху перья опираются в амортизатор, расположенный не вертикально, а почти горизонтально.

Здесь также как и у спрингера имеются игольчатые подшипники (или бронзовые втулки), которые при необходимости несложно выточить самостоятельно. Но втулки (подшипники) расположены на осях рычагов не внизу как у спрингера, а вверху.

Ход сжатия таких вилок небольшой, по сравнению с телескопом, но зато такие вилки не так сильно клюют при торможении. Но главный плюс параллелограммных конструкций вилок для мотоцикла (как и у спрингера) — это простота и эксклюзивный внешний вид.

Особенно когда вилка изготавливается на фрезерном станке из дюралюминиевой пластины. Пример такой конструкции показан на фото слева. Здесь полёт фантазии неограничен, а наличие фрезерного станка (особенно с ЧПУ) делает воплощение в металле любой творческой задумки вполне реальным (например как в видеоролике под этой статьёй).

Ресорная передняя вилка для мотоцикла.

Ну а эта конструкция появилась ещё на самых первых серийных мотоциклах, например на BMW R32 1923 года выпуска (см. фото).

Мотоцикл BMW R32 1923 года выпуска с рессорной передней вилкой.

И также как и вышеописанные спрингеры и гердеры, рессорная вилка осталась бы жить только лишь в музеях мотостарины, если бы не тот же олдскул.

Именно популярность старой школы кастомайзинга во всём мире опять возродила эти древние, и по своему эксклюзивные конструкции. Особенно большой вклад в популяризацию рессорных вилок внёс известный кастомайзер Хэнк Янг.

Причём из его мастерской выходили уникальные кастом-аппараты не только с передней рессорной вилкой, но и с рессорой в задней подвеске.

Конечно же рессорная вилка имеет очень маленький ход и не имеет системы депфирования (амортизатора) и не подходит для поездок по плохим дорогам, но как известно, для большинства кастомов, функциональность не играет никакой роли — главное эксклюзивный внешний вид не как у всех, и чем непохожее на других кастом, тем он считается круче.

Этим наверное и объясняется возрождение и популярность вилок старых конструкций.

К тому же поле для творческой деятельности не ограничено и на кастом чемпионатах можно встретить вовсе оригинальные конструкции (например как на фото справа), которые даже трудно отнести к какому то конкретному виду.

Продолжая эту тему, нельзя не упомянуть про вилки талантливейшего канадского кастомайзера Роджера Голдаммера, у которого как правило, что ни кастом, то новая уникальная конструкция передней вилки.

Есть у него и несколько эксклюзивных гердеров, которые изготавливались им из разных материалов (начиная от алюминия и заканчивая углепластиком с алюминиевыми вставками — см. фото 3), а также вилки, которые вообще трудно отнести к какому то классу. Но всё же уникальные траверсы для телескопа от Роджера, позволили сделать имя и завоевать прибыльную нишу на мировом рынке.

Вообще тема кастомайзинга довольно необъятная и на эту тему можно говорить (или писать) часами, но пора переходить к другим конструкциям вилок.

Рычажная вилка для мотоцикла.

Такие вилки появились в 50 годах прошлого столетия на некоторых серийных мотоциклах, например на мотоцикле BMW R50 1955 года выпуска, показанного на фото. Кстати, в 50-70-е годы прошлого века и наш советский мотопром использовал рычажные вилки на мотороллерах тульского производства (мотороллеры Тула, Тулица, Турист).

Вилка рычажная мотоцикла BMW R50 (1955 года выпуска). И вилка наших Уралов и Днепров.

Основное достоинство такой конструкции — это комфорт. Я и сам ездил на мотороллерах и был в восторге от их плавности хода, машинка словно плывёт по волнам (кстати, я после этого приобрёл и реставрирую мотороллер Турист).

Но как утверждают многие мотоциклисты, ездившие на байках с рычажной вилкой, такие вилки на слишком большой скорости начинают рыскать (особенно если ещё и втулки подизношены) и управляемость мотоцикла с такой вилкой мягко говоря требует сброса газа.

Наверное именно поэтому наш отечественный мотопром устанавливает примерно с 90-х годов рычажные вилки только на мотоциклы с боковым прицепом (на некоторые модели колясочников), то есть на наши тяжёлые колясочники Уралы и мотоциклы Днепр. Пример такой вилки показан на фото в правом углу.

Но модель мотоцикла BMW R50 предназначалась заводом и как одиночка и наши мотороллеры тоже.

Современные вилки для мотоцикла оригинальной конструкции.

Мотоциклетная вилка и вообще передняя подвеска мотоцикла постоянно не давала мото-инженерам покоя и долгие годы совершенствовалась. В итоге на самых последних концептуальных мотоциклах вилка как таковая исчезла, превратившись в переднюю подвеску подобную автомобильной.

Многие концептуальные конструкции передней мотоциклетной подвески представляют собой мощные рычаги, связанные с передним колесом с помощью шаровых опор, а с рулём мотоцикла переднее колесо связано системой рычагов и тяг. И основное обслуживание иремонт у таких подвесок примерно такой же, как и у автомобилей — это замена изношенных шаровых опор и рулевых тяг.

Современных оригинальных конструкций передней подвески довольно много, и описать все нереально в одной статье. Впрочем это и не нужно, так как тема статьи — передняя вилка мотоцикла и я не буду отвлекаться от слова вилка, описывая современные подвески концептуальных байков. Лучше опишу парочку оригинальных конструкций самых современных вилок — именно вилок, а не передних подвесок. Причём тех вилок, которые устанавливают на серийные мотоциклы, а не концептуальные.

Вилка БМВ объединяющая телескопическую и рычажную систему

В разработках самых современных и оригинальных вилок для серийных байков лидирует всё тот же концерн БМВ, который всегда славился гениальными инженерами, как в авто, так и в мото-индустрии. Им удалось разработать для своих современных мотоциклов и внедрить в серийное производство знаменитые вилки Telelever и Paralever.

Пример их работы — вилка, показанная на фото слева, которая объединяет в себе две системы — телескопическую и рычажную.

Начнём с того, что у мотоцикла (модель BMW R1200C) по сути отсутствует мотоциклетная рама, а её функцию выполняет двигатель. Мощный А-образный рычаг своей вершиной (через шаровую опору) опирается на нижнюю траверсу телескопической вилки, а двумя другими концами рычаг через втулки крепится к двигателю.

В середину рычага упирается амортизатор, который своим верхним концом закреплён в передний подрамник. Ну а верхняя траверса так же как на обычных телескопах удерживает неподвижные перья вилки.

Ещё одна оригинальная конструкция вилки от концерна БМВ показана на фото справа.

По сути это вроде как Гердер (параллелограмная вилка) но крепится она не через оси траверс, а через шаровые опоры, закреплённые в вершинах мощных рычагов.

Ну а связь вилки с рулём происходит через шарнирную рулевую тягу. Перья вилки выполнены массивными на вид, но лёгкими (так как легкосплавные) и очень жёсткими, так же как и рычаги, и жёсткость такой вилки ощутимо превышает даже современные вилки перевёрнутого типа.

Вилка современного мотоцикла — стритфайтера

Целью всех инженеров и их современных разработок является исключение клевка при торможении и конечно же повышение жёсткости конструкции, и в итоге достижение отточенной управляемости байка.

Самые современные мото-вилки становится сложно отнести к какому то виду, и вместе с новыми конструкциями появляются и новые названия. Все новые разработки, конечно же невозможно описать в одной статье, но с основными видами вилок для мотоцикла надеюсь я ознакомил начинающих мотоциклистов, успехов всем на дороге!

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

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.

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