Τεχνική ανάλυση πλαισίων: Ποιο είναι το σωστό κέντρο βάρους

Από τον

Μπάμπη Μέντη

17/10/2023

Η αδυναμία κατανόησης της πολυπλοκότητας σχεδιασμού μιας μοτοσυκλέτας και της τεχνολογικής προόδου σε όλους τους τομείς, έχει οδηγήσει στη δημιουργία ορισμένων μύθων που στοιχειώνουν τον μοτοσυκλετισμό επί δεκαετίες. Ένας τέτοιος μύθος αφορά και το “Κέντρο Βάρους” μιας μοτοσυκλέτας, όπου για κάποιο λόγο έχει επικρατήσει η άποψη πως “καλό” είναι μόνο το “χαμηλό κέντρο βάρους”. Αυτή η γενίκευση, όπως και όλες οι γενικεύεις σε αυτή τη ζωή, οδηγεί σε εντελώς λανθασμένα συμπεράσματα για το πώς πρέπει να είναι σχεδιασμένη μια μοτοσυκλέτα για να έχει την επιθυμητή συμπεριφορά για την χρήση που προορίζεται.

Ο καλύτερος τρόπος για να σπάσεις έναν τέτοιο μύθο είναι να ανατρέξεις στην ιστορία και να αναλύσεις τα προβλήματα και τις λύσεις που έβρισκαν οι μηχανολόγοι την εκάστοτε εποχή. Σε ό,τι αφορά το “ιδανικό κέντρο βάρος”, τότε η τεχνολογική εξέλιξη των μοτοσυκλετών της Yamaha τις τελευταίες δεκαετίες είναι το καλύτερο παράδειγμα που μπορείς να χρησιμοποιήσεις.

Η Yamaha με την φιλοσοφία GENESIS στις αρχές της δεκαετίας του ’80 έβαλε τις βάσεις για διαλυθεί η κακή φήμη που είχαν οι ιαπωνικές superbike σχετικά με τη συμπεριφορά τους στη γρήγορη οδήγηση, αλλά και για την σταθερότητά τους στις υψηλές ταχύτητες.

Έχοντας ως βασική προτεραιότητα τη γρήγορη συναρμολόγηση στις γραμμές παραγωγής, τα ιαπωνικά εργοστάσια χρησιμοποιούσαν μέχρι τότε ατσάλινα περιμετρικά πλαίσια με βιδωτό το κάτω τμήμα ώστε να μπαίνουν εύκολα και γρήγορα μέσα τους οι ογκώδεις αερόψυκτοι τετρακύλινδροι κινητήρες.

Τα τεράστια μεταξόνια, οι ανοιχτές γωνίες κάστερ και οι μεγάλης διαμέτρου εμπρός τροχοί ήταν τα μόνα όπλα που είχαν για να περιορίσουν την εμφάνιση επικίνδυνων ταλαντώσεων.

Με το FZ750 Genesis το 1985 η Yamaha ανέτρεψε οριστικά τον βασικό σχεδιασμό των ιαπωνικών superbike, σχεδιάζοντας έναν τετρακύλινδρο με το μπλοκ των κυλίνδρων του να έχουν 45⁰ κλίση εμπρός. Αυτή η αρχιτεκτονική ου κινητήρα επέτρεψε τον σχεδιασμό ενός πλαισίου που συνδέει (σχεδόν) ευθύγραμμα τον λαιμό με τον άξονα του ψαλιδιού και την ίδια στιγμή το κέντρο βάρος του κινητήρα χαμηλώνει και το βάρος της κεφαλής πλησιάσει τον εμπρός τροχό. Μεταφέροντας το βάρος του κινητήρα πιο χαμηλά και πιο κοντά στον εμπρός τροχό, αυτομάτως δημιούργησαν μια μοτοσυκλέτα που ήταν πολύ πιο σταθερή στις υψηλές ταχύτητες από τους υπόλοιπους ανταγωνιστές της. Ο μύθος πως το χαμηλό κέντρο βάρους είναι το απόλυτο “καλό” μόλις δημιουργήθηκε!

Την ίδια στιγμή όμως θυσίασαν μεγάλο μέρος της ευελιξίας. Για να “διορθώσουν” το πρόβλημα που δημιουργήθηκε από το χαμηλό κέντρο βάρους κοντά στον εμπρός τροχό, κατέφυγαν στη λύση ενός μικρού εμπρός τροχού 16”, κάτι που ταλαιπώρησε τη ζωή μας μέχρι και το 1998, όταν πλέον τον εγκατέλειψε και η Honda στο τελευταίο CBR900RR που κατασκεύασε. Οι εμπρός τροχοί των 16” έγιναν ξαφνικά το μαγικό χάπι που θεραπεύει κάθε νόσο και κάθε σχεδιαστική μαλ… και στον πειρασμό επέπεσαν ακόμα και οι ευρωπαίοι κατασκευαστές όπως η Ducati στα πρώτα Paso και 851.

Το πρόβλημα των εμπρός τροχών 16” δεν ήταν τόσο το μικρό μέγεθός τους για τις συνθήκες των δημόσιων δρόμων, όσο η ελλιπής τεχνολογία των ελαστικών σε ό,τι αφορά τους σκελετούς τους, με αποτέλεσμα οι μοτοσυκλέτες να αντιδρούν απότομα. Στα πρώτα Fireblade η Honda ζήτησε από την Bridgestone να φτιάξει ένα ειδικό εμπρός ελαστικό 16”, το οποίο θα έχει εξωτερική διάμετρο ίδια με τα ελαστικά των 17”, κάτι που ανάγκασε την Bridgestone να αυξήσει το πλάτος του στα 130mm από 120mm ώστε να πετύχει μια προοδευτική καμπυλότητα στην κορόνα του.

Κατανοώντας το πρόβλημα, η Yamaha εγκαταλείπει τους μικρούς εμπρός τροχούς των 16” στα FZR και με την ισχυρότερη ακαμψία των νέων γιγαντιαίων πλαισίων Delatabox, αρχίζει να χρησιμοποιεί πιο γρήγορα γεωμετρικά χαρακτηριστικά.

Όμως τη νέα μεγάλη αναθεώρηση του “ιδανικού κέντρου βάρους” στις σύγχρονες μοτοσυκλέτες θα την κάνει με ένα μοντέλο που δεν ήταν supersport. Μιλάμε φυσικά για το TDM 850, την πρώτη μοτοσυκλέτα της Yamaha που είχε κινητήρα με Tri-Axis κιβώτιο ταχυτήτων, το οποίο μείωνε σημαντικά το μήκος του κινητήρα, καθώς ο στρόφαλος, και οι άξονες του κιβωτίου ταχυτήτων δεν ήταν πλέον ο ένας πίσω από τον άλλον.

Η ιδέα αυτή έδειξε τα πραγματικά της πλεονεκτήματα λίγα χρόνια αργότερα στην πρώτη R1, επιτρέποντας στους σχεδιαστές του πλαισίου της να κρατήσουν το μεταξόνιο κάτω από τα 1.400mm και την ίδια στιγμή να βάλουν ένα πολύ μακρύτερο ψαλίδι, αλλά και να φέρουν τον στρόφαλο του τετρακύλινδρου κινητήρα των 1000 κυβικών πιο ψηλά και πιο κοντά στο σώμα του αναβάτη. Έτσι πέρα από την ιδανική κατανομή του βάρους 50/50 εμπρός-πίσω, η στροφορμή του στροφάλου (πολύ πιο έντονη στους τετρακύλινδρους εν σειρά λόγω μήκους και βάρους του στροφάλου σε σχέση με τους δικύλινδρους και τους V4) είχε ευεργετική επίδραση στην ευελιξία. Ταυτόχρονα το μακρύτερο ψαλίδι βοήθησε στην προοδευτικότερη λειτουργία της πίσω ανάρτησης, άρα και την πρόσφυση.

Μόνο που τα μακριά ψαλίδια από μόνα τους δεν επαρκούν για να προσφέρουν καλύτερη πρόσφυση. Ίσα-ίσα που αν βάλεις μακρύτερο ψαλίδι στη μοτοσυκλέτα σου πιθανότατα να χάσεις πρόσφυση καθώς απομακρύνεις βάρος από τον πίσω τροχό. Μακρυψάλιδο Hayabusa με ελαστικά δρόμου έχει οδηγήσει κανείς; Μιλάμε για ατελείωτα drift!

Μάλιστα το πρόβλημα της απώλειας πρόσφυσης και σταθερότητας, την ίδια στιγμή που θέλεις ευελιξία, γίνεται όλο και μεγαλύτερο όσο αυξάνεται η ιπποδύναμη.

Γι΄αυτό σήμερα στα MotoGP κυριαρχούν οι μοτοσυκλέτες με V4 κινητήρες. Το σχήμα του V4 κινητήρα φέρνει περισσότερο βάρος πίσω και ψηλά (ανάμεσα στα πόδια του αναβάτη) κάτι που χρειάζεσαι για να αλλάξεις εύκολα πορεία και να έχεις το απαιτούμενο βάρος στον πίσω τροχό όταν επιταχύνεις στις εξόδους των στροφών.

Όταν όμως η μοτοσυκλέτα είναι όρθια αυτή η κατανομή βάρους ψηλά και κοντά στον πίσω τροχό προκαλεί εύκολα σούζες, οπότε χρειάζεσαι έναν μηχανισμό που να μειώνει το ύψος της πίσω ανάρτησης και αεροδυναμικά φτερά που να κρατούν τη μούρη κάτω.

Αν καταργηθούν τα φτερά και οι μηχανισμοί μείωσης του ύψους της πίσω ανάρτησης, τότε οι μοτοσυκλέτες με V4 κινητήρες θα χάσουν τα βασικά πλεονεκτήματά τους και πιθανότατα οι τετρακύλινδρες εν σειρά θα επανέλθουν στην κορυφή. Εκτός κι αν η Yamaha έχει στα συρτάρια της κάποιο μυστικό σχέδιο Genesis II.

Από όλα τα παραπάνω γίνεται σαφές πως ούτε το χαμηλό κέντρο βάρους, ούτε το υψηλό κέντρο βάρους είναι απόλυτα καλό για όλες τις μοτοσυκλέτες. Αναλόγως την τεχνολογία των ελαστικών, των αναρτήσεων, των ηλεκτρονικών και της αεροδυναμικής, αλλά κυρίως της αρχιτεκτονικής του κάθε κινητήρα και την χρήση που προορίζεται κάθε μοτοσυκλέτα, το ιδανικό κέντρο βάρους είναι εκείνο που μας δημιουργεί τα λιγότερα προβλήματα για να λύσουμε.

https://bit.ly/MOTO_654

Από τον

Αλέξανδρο Λαμπράκη

13/5/2024

Ξεκινώντας ως ιδέα πίσω στο 2000, σκοπός του Performance Damper ήταν να ελαττώσει τους κραδασμούς που περνούν από τις αναρτήσεις στο πλαίσιο, φέρνοντάς το πρώτα στα αυτοκίνητα το 2004, ενώ τώρα, όπως είδαμε στην ιστοσελίδα της ιαπωνικής Y’S Gear, η τεχνολογία αυτή φαίνεται ότι αρχίζει να βρίσκει εφαρμογή και στις μοτοσυκλέτες.

Με αφορμή τα δύο φαίρινγκ για το XSR 900 GP που στόχο έχουν να γαργαλήσουν το τμήμα του εγκεφάλου που σχετίζεται με το συναίσθημα της νοσταλγίας, μπήκαμε στον πειρασμό να περιηγηθούμε λίγο στο site της Y’S Gear, η οποία αποτελεί τον επίσημο έμπορο αξεσουάρ Yamaha για την Ιαπωνία. Εκεί, πέσαμε πάνω στο ιδιαίτερο Yamaha Performance Damper, ένα αξεσουάρ που για την ώρα δεν έχουμε δει κάπου αλλού, τουλάχιστον για τις μοτοσυκλέτες. Όπως καταλαβαίνετε, το ανήσυχο πνεύμα μας, δεν μας άφησε να το αφήσουμε να περάσει έτσι. Οπότε, το ψάξαμε λίγο περισσότερο.

Yamaha Performance Damper – Ένα σταμπιλιζατέρ για το πλαίσιο – [VIDEO]

Η ιστορία έχει τις ρίζες της στο μακρινό 1989, όταν η Yamaha ίδρυσε ένα ανεξάρτητο τμήμα ανάπτυξης και εξέλιξης πλαισίων, με στόχο την αρμονική συνεργασία της ραχοκοκαλιάς του κάθε οχήματος με τους ολοένα ισχυρότερους κινητήρες και τα όλο και καλύτερα ελαστικά. Το εργοστάσιο της Iwata είχε ξεκινήσει την ενασχόλησή του με τη βελτίωση των πλαισίων ακόμη πιο πριν, ήδη από το 1987, εισάγοντας την έννοια του “Deltabox” με την παρουσίαση του FZ750. Η ιδέα, ωστόσο, για τη δημιουργία ενός συστήματος όπως το Performance Damper ήρθε σχεδόν δεκαπέντε αργότερα, στις αρχές του 21ου αιώνα. Το 2004, το Performance Damper βγήκε σε μαζική παραγωγή, κυρίως για τον χώρο των αυτοκινήτων. Στην συνέχεια, βρήκε το δρόμο του και στα snowmobile του ιαπωνικού εργοστασίου, ενώ όπως βλέπουμε τώρα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί και στις μοτοσυκλέτες, μετρώντας ήδη 3 εκατομμύρια πωλήσεις.

Αφορμή για τη δημιουργία του, σύμφωνα με τη Yamaha, στάθηκε η αλλαγή κατεύθυνσης, όσον αφορά την κατασκευή των πλαισίων. Αντί λοιπόν να επικεντρωθούν αποκλειστικά στην ακαμψία του, οι μηχανολόγοι της αποφάσισαν να ασχοληθούν και με τις στρεβλώσεις που προκαλούνται στο πλαίσιο, ανάλογα με τα φορτία που ασκούνται πάνω του. Όπως ήδη γνωρίζουμε, το πλαίσιο ενός οχήματος αναλαμβάνει περισσότερους από έναν ρόλους. Ένας από αυτούς είναι να λειτουργεί σαν ένα είδος ανάρτησης, φιλτράροντας ό,τι καταφέρνει να ξεφύγει από πιρούνια και αμορτισέρ. Ταυτόχρονα, όμως, το ατσάλι και το αλουμίνιο, δύο υλικά που χρησιμοποιούνται κατά κόρον στην μαζική παραγωγή κατασκευής πλαισίων, οφείλουν να έχουν και ένα ορισμένο ποσοστό ακαμψίας, προκειμένου να μην εμφανίζουν στρεβλώσεις στα διάφορα φορτία που τους ασκούνται. Επομένως, οι δυνατότητες απορρόφησης των κραδασμών, περιορίζονται.

Το Yamaha Performance Damper, αποτελεί τη λύση του εργοστασίου της Iwata, πάνω σε αυτό ακριβώς το ζήτημα. Ο τρόπος που δουλεύει, αλλά και η εμφάνισή του θυμίζει αρκετά το σταμπιλιζατέρ τιμονιού, το οποίο συναντάμε στις περισσότερες σύγχρονες μοτοσυκλέτες επιδόσεων. Ένα δοχείο χωρίζεται σε δύο τμήματα, ένα γεμάτο με λάδι και ένα με πεπιεσμένο άζωτο. Στο χώρο που υπάρχει το λάδι βρίσκουμε ένα έμβολο, το οποίο στο πίσω μέρος του έχει ελατήριο, για να εξισορροπεί τις αντιδράσεις του αζώτου, ενώ μία βαλβίδα πάνω στο έμβολο ρυθμίζει την απόκριση, ανάλογα με την ταχύτητα που κινείται το εκάστοτε όχημα. Σύμφωνα με τη Yamaha, το συγκεκριμένο σύστημα έχει τη δυνατότητα μικρομετρικών ρυθμίσεων, λειτουργώντας και στις χαμηλές ταχύτητες. Αυτό που καταφέρνει να κάνει στην ουσία, είναι να μειώσει τις ταλαντώσεις που περνάνε από τις ανωμαλίες του οδοστρώματος και τις δυνάμεις που ασκούνται κατά την επιτάχυνση, την επιβράδυνση και τις στροφές, στο πλαίσιο. Συνέπεια είναι η αυξημένη σταθερότητα του οχήματος.

Στην περίπτωση των αυτοκινήτων, όπως βλέπουμε, χρησιμοποιούνται δύο ράβδοι, μπροστά και πίσω, οι οποίες ενώνουν τα πλευρικά τμήματα του πλαισίου. Όπως δηλώνει η Yamaha, τα οφέλη είναι πολλά και έχουν να κάνουν με λιγότερους θορύβους να περνάνε στην καμπίνα, βελτιωμένη ακουστική εντός αυτής, χαμηλότερη παραγωγή θορύβου στο κλείσιμο της πόρτας, καλύτερη συμπεριφορά στις στροφές, και αυξημένη διάρκεια ζωής των ελαστικών. Τα δύο τελευταία είναι αυτά που μας απασχολούν και στις μοτοσυκλέτες, όπου όπως βλέπουμε μία πολύ μικρότερη σε μέγεθος μπάρα, σε σύγκριση με αυτή των τετράτροχων οχημάτων, τοποθετείται με δύο αντάπτορες στην μία από τις δύο πλευρές της μοτοσυκλέτας, περνώντας πάνω από την κεντρική δοκό του πλαισίου.

Προς το παρόν, στο site της Y’S Gear, βρίσκουμε ότι το συγκεκριμένο σύστημα είναι διαθέσιμο για πλήθος μοτοσυκλετών, που ανήκουν στην γκάμα της Yamaha. Απουσιάζει όμως από τον κατάλογο αξεσουάρ των μοντέλων που εξοπλίζονται με τον τετρακύλινδρο εν σειρά crossplane κινητήρα των 998 κυβικών. Ίσως το σταμπιλιζατέρ τιμονιού που ανήκει στον βασικό εξοπλισμό των YZF-R1 / SP και MT-10 να μην επιτρέπει την ταυτόχρονη χρήση του Performance Damper.

Η αλήθεια είναι ότι θέλουμε πολύ να δοκιμάσουμε την συγκεκριμένη τεχνολογία, ώστε να διαπιστώσουμε οι ίδιοι το κατά πόσο βελτιώνει την οδηγική εμπειρία σε μια μοτοσυκλέτα. Μέχρι στιγμής, όμως, η Yamaha Ευρώπης δεν προσφέρει το συγκεκριμένο αμορτισέρ, που σημαίνει ότι προς το παρόν πρέπει να ταξιδέψουμε μέχρι την Ιαπωνία και να βρούμε κάποια μοτοσυκλέτα που το έχει ήδη τοποθετημένο. Δύσκολο το εγχείρημα, επομένως περιμένουμε να δούμε αν και πότε το Performance Damper θα φτάσει και στα μέρη μας.