8-900-374-94-44
Текст: Артем ‘S1LvER’ Терехов
Сегодняшняя статья из цикла об устройстве мотоцикла посвящена рамам. Без этого важного узла наши двухколесные друзья превратились бы в неуправляемые снаряды, которых колбасит из стороны в сторону при малейшей попытке райдера повлиять на траекторию движения. Да и надо же как-то связать воедино все прочие элементы конструкции!
В общем, как ни крути, а рама – вещь необходимая. И пусть в последнее время конструкторы всячески пытаются опровергнуть это утверждение, до повсеместного отказа от рамы еще очень далеко (если это вообще когда-нибудь случится). Давайте рассмотрим общие для всех вариантов конструкций моменты, после чего перейдем к конкретике.
Не дать развалиться
Рама предназначена для выполнения многих функций, которые можно условно разделить на «структурные» и «геометрические». Со структурной стороны, рама нужна для того, чтобы расположить и закрепить двигатель, трансмиссию, подвеску и так далее. Чтобы осуществить это, рама должна быть жесткой, прочной, и по возможности легкой. Геометрическая роль рамы заключается в обеспечении необходимых параметров геометрии подвески и рулевого управления (об этих характеристиках рассказывается во второй части материала об устройстве передней подвески), колесной базы и положения центра тяжести. Есть и неочевидный, но очень важный момент – именно рама обеспечивает расположение колес на одной линии.
Также необходимо, чтобы рама была достаточно жесткой, чтобы обеспечить противодействие силам, возникающим в повороте, при ускорениях и торможениях – и все это без участия со стороны рулевого управления и подвески. Все вышеперечисленное является определяющим со времен появления первых мотоциклетных рам. Если нет нужной жесткости, может происходить смещение переднего колеса относительно заднего – в пределах от небольшого до очень опасного.
Малая жесткость рамы приведет не только к плохим ощущениям для райдера во время езды, она сведет все преимущества отличного двигателя на нет. Ведь если байк постоянно колбасит – ехать агрессивно и напористо у пилота не получится, и его обойдут более технически продвинутые соперники. Известный факт, подтвержденный множеством примеров из спорта – многие победы достигнуты за счет преимуществ именно по части рамы, даже несмотря на применение не самого мощного мотора.
Однако спорт – это одно, а гражданская езда – совсем другое. В последнем случае стоимость и форма рамы обладают таким же значением, как и прочие характеристики. Нет никаких сомнений в том, что прекрасно построенная рама преобразит изначально не блистающую машину. Это заметно в мелкосерийном производстве, где есть возможность уделять внимание мельчайшим деталям и оттачивать технологии до блеска. Поэтому тюнинговые рамы всегда будут популярны в узком кругу райдеров-перфекционистов, желающих довести управляемость своего байка до предела.
С появлением гоночного класса Moto2 производство отточенных и продуманных рам вышло на новый виток. Ведь теперь у производителей появилась возможность проверить свои разработки в самом суровом горниле соревнований высшего уровня. К ветеранам индустрии вроде Harris и Moriwaki присоединились новые имена – например, RSV, ранее занимавшиеся лишь проектированием элементов для авиационных конструкций. Знания, мастерство, интуиция, даже вдохновение – все это очень важно в таком непростом деле, как обеспечение баланса характеристик управляемости. И неважно, гранприйный это снаряд или дорожная «рабочая лошадка».
Гранприйный снаряд Moriwaki MD600 — рамный гений японцев во всей красе
Полкило назад, три вперед
А начинается работа над будущим «коконом» для элементов машины с распределения веса и настройки положения центра тяжести. Конструкция мотоцикла не позволяет сильно разгуляться в вопросе размещения крупных узлов, таких как топливный бак, двигатель, задняя и передняя подвески. К счастью, такое расположение узлов достаточно удачно с точки зрения распределения веса.
Центр тяжести оказывает огромное влияние на два основных показателя: во-первых, ускорение и торможение, во-вторых, прохождение поворотов. При выборе конструкторами положения центра тяжести в первую очередь руководствуются вопросами разгона-торможения, а уже потом – прохождения поворотов. Если немного подумать, также появится еще один вывод – центр тяжести определяет степень перераспределения веса при ускорениях-торможениях, а значит, непосредственно влияет на коэффициент сцепления шин с полотном.
При идеальном положении центра тяжести пробуксовка заднего во время ускорения начиналась бы только при отрыве переднего колеса от земли. Аналогично, блокировка переднего колеса в процессе торможения начиналась бы только при отрыве заднего колеса от земли.
Можно лишь представить титанический труд конструкторов, работающих над гоночными мотоциклами – ведь эти байки много времени проводят на одном колесе! Достаточно посмотреть замедленные повторы, когда райдеры MotoGP в зоне торможений отрывают заднее колесо от земли, но передняя шина при этом продолжает сохранять контакт с асфальтом. На величину сцепления шин с дорогой также влияет длина колесной базы: если ее увеличивать при неи
motocafe.ru
Рама – ключевая часть шасси мотоцикла, которая связывает рулевую колонку, двигатель и заднюю подвеску. Раму условно можно разделить на три части. Первая и обязательная – именно рулевая колонка. Здесь крепится переднее колесо, причем обязательно таким образом, чтобы райдер мог поворачивать им вправо-влево.
Средняя часть рамы, к которой крепится двигатель, бак и другое оборудование, может быть условной или даже отсутствовать. В таком случае мотор выполняет роль несущей части.
Задняя часть рамы отвечает за крепление приводного колеса. Его можно устанавливать жестко, как на велосипедах, с помощью маятника либо других рычажных конструкций. Большинство мотоциклов оснащены маятниковой задней подвеской, соответственно, главная задача задней части рамы – обеспечить надежную точку крепления маятника. Наконец, к задней части рамы относят подрамник, который удерживает сиденье, заднее крыло, багажник, кофры, твою пассажирку и прочие полезные вещи.
Рамы современных мотоциклов изготавливают из стали и ее сплавов (популярный материал – хроммолибденовый сплав), алюминия; намного реже – карбона, титана, магния. Естественно, материал сильно влияет на жесткость, вес рамы и общее распределение веса мотоцикла. Еще большее влияние на это оказывает тип рамы.
Дуплексная рама
Самая древняя конструкция мотоциклетной рамы – дуплексная (англ. double cradle). Она получила свое название из-за двух одинаковых колец прочности, которые начинаются и заканчиваются на рулевой колонке и соединяются между собой перемычками. В некоторых местах рамы эти кольца могут быть объединены. В таком случае мы имеем дело сполудуплексной рамой (англ. single cradle, half-double cradle).
Дуплексы и их разновидности просты и дешевы в изготовлении, материалом для них служат стальные трубы разного сечения (крайне редко – алюминий и его сплавы). Такие рамы нельзя назвать идеалом жесткого шасси, поэтому в современных спортбайках и спорт-туристах их не используют. А вот в круизерах и недорогих стритах – запросто.
Дуплексные рамы пользуются популярностью на бездорожье, где важна не жесткость, а способность шасси абсорбировать удары и перегрузки. Дуплексы частенько можно увидеть как на эндуро-туристах, так и на легких спортивных эндуриках. Кроссовые мотоциклы в последнее время все чаще отдают предпочтение алюминиевым конструкциям.
Мотоциклы с дуплексными рамами: Yamaha YBR125, Kawasaki W800, Harley-Davidson V-Rod, Yamaha XJR1300, KTM 350 SX-F, BMW G650GS Sertao
Хребтовая рама
Рама хребтового типа (англ. spine, backbone) используется не очень часто, хотя также является простой и недорогой в изготовлении. Это несущая конструкция из профилей в виде хребта, к которой фактически подвешен силовой агрегат, одновременно воспринимая часть нагрузок шасси.
Хребтовые рамы как правило изготовляют из стали. За счет отсутствия в такой конструкции нижней части, характерной для дуплексных рам, ее вес может быть невелик, что позволяет использовать хребтовые рамы даже в современных стритах, где лишние килограммы никому не нужны. Их также можно увидеть в круизерах, эндуро-туристах.
Мотоциклы с хребтовыми рамами: Honda CB600F Hornet, Honda CB900F Hornet, Confederate R131 Fighter, Yamaha XT1200Z Super Tenere
Диагональная рама
С развитием спорта и технологий большое распространение получили диагональные рамы (англ. perimeter, beam, diamond, deltabox, twin-spar). Их основу составляет пара металлических балок, соединяющих рулевую колонку и маятник по максимально короткой линии.
Диагональные рамы и их разновидности (диагонально-пространственные) изготавливают преимущественно из алюминия и его сплавов. Бывает, что в качестве материала для таких рам применяют сталь. Из-за высокой жесткости и небольшого веса (в случае применения алюминиевых сплавов) диагональные рамы повально используются в производстве спортбайков, спорт-туристов и мощных стритов.
Мотоциклы с диагональными рамами: Aprilia RSV4 R, BMW S1000RR, Honda CBR600RR, Kawasaki Z1000, Kawasaki ER-6n/f, Triumph Speed Triple, Yamaha FJR1300
Птичья клетка
«Птичью клетку» (англ. tubular space, итал. trellis), популярную у итальянских мотопроизводителей, можно считать разновидностью диагональной рамы. Только основа конструкции здесь – не балка, а участок труб, стальных или алюминиевых. Традиционно их сваривают таким образом, чтобы получить решетчатую конструкцию с треугольными участками. Грамотно сваренный треугольник – чрезвычайно жесткая вещь, поэтому «птичьи клетки» широко применяются в производстве спортбайков, стритов и туристов разного профиля.
Считается, что идея «птичьей клетки» принадлежит итальянскому дизайнеру Массимо Тамбурини, автору многочисленных моделей Bimota, Cagiva, MV Agusta, Ducati. В производстве рам решетчатого типа важна культура сварки, больше других в этом преуспели (кроме вышеупомянутых) компании KTM, Moto Morini, Aprilia, Benelli. В последнее время к традиционным «клеткам» подключают боковые пластины из алюминия, таким образом снижая вес не в ущерб жесткости конструкции.
Мотоциклы с «птичьими клетками»: Ducati Monster 696, Ducati Multistrada, Aprilia Dorsoduro 750/1200, KTM 1190 RC8 R, KTM 1190 Adventure, MV Agusta Brutale 675
Монокок
Рама-монокок (англ. monocoque) считается большой редкостью в современном мотопроме, хотя ее идея далеко не нова. Это пространственная конструкция, в которой несущим элементом является внешняя оболочка. Непосредственное выражение рамы-монокока в природе – куриное яйцо. Все мы знаем, что, несмотря на легкость и небольшую толщину скорлупы, яйцо способно выдерживать неслабые нагрузки.
Монококи широко использовались на заре авиации в производстве фюзеляжей самолетов. Первый двухколесный с мотором, построенный на базе шасси-монокока, появился на свет благодаря авиационному инженеру Коррадино Д’Асканио. Это был мотороллер Веспа, который без особых изменений в конструкции выпускается уже более 60 лет. В 1967 году благодаря эксперименту испанской компании Ossa монокок пришел в мир мотоциклов, пока в виде гран-прийного прототипа. В настоящее время такие рамы все также чаще используют в спортивных болидах, чем серийных мотоциклах.
Мотоциклы с рамой-монококом: Ducati 1199 Panigale, Kawasaki ZZR1400, Kawasaki 1400GTR
Несущий двигатель
В большинстве типов рам мотор берет на себя часть нагрузки, являясь в той или иной мере несущим. Массивный картер – очень жесткая вещь, и грех ею не пользоваться, экономя драгоценные килограммы рамы.
Компания BMW изобрела конструкцию шасси, при которой рама вообще отсутствует. Несущим элементом некоторых баварских моделей с оппозитом выступает блок двигателя. Передний и задний подрамники крепятся к мотору болтами, маятник с интегрированной в него карданной главной передачей присоединен к движку. Надо напомнить, что в качестве передней подвески моделей R1200R/GS немцы используют Телелевер. Трудно сказать, смогли бы они установить без посредничества рамы классическую рулевую колонку
Мотоциклы с несущим двигателем: BMW R1200R, BMW R1200GS (до 2013 года)
mmoto.tk
Как игрушки на новогодней елке, все узлы и агрегаты мотоцикла нанизаны на единую основу — раму. Несущая функция — главная, но не единственная. Рама задает геометрические характеристики мотоцикла, обеспечивая параллельность движения колес (не только в статике, но и в динамике, за счет своей жесткости сопротивляясь попыткам сбить колеса «с пути истинного»), устанавливая угол наклона рулевой колонки (параметр, напрямую влияющий на управляемость — см. «Мото», 2002, № 3, стр. 42). Поскольку конструкция рамы определяет компоновку машины, она напрямую влияет и на расположение центра тяжести и центра масс.
Понятно, что такой важнейший узел появился одновременно с рождением мотоцикла. Фактически — даже раньше, поскольку образцом для ходовой части первых мотоэкипажей послужил велосипед. Неожиданное исключение являет лишь самый первый в мире мотоцикл с ДВС — Reitwagen Готтлиба Даймлера, построенный в 1885 году. Даже современников он шокировал чрезвычайно архаичной конструкцией деревянной (!) ходовой части, скопированной не с велосипедов даже, а с их предков — бегунков-самокатов начала XIX века. Нынешний же инженер потрясен другим. Конфигурация этой рамы такая же, как у современнейших спортбайков: два мощных элемента, идущих по диагонали от рулевой колонки к заднему колесу и охватывающие все важнейшие агрегаты мотоцикла.
Но это лишь исключение, и вызвано оно тем, что герр Даймлер совершенно не интересовался развитием велосипедной техники. Подавляющее большинство создателей мотоциклов конца XIX — начала ХХ века вполне адекватно восприняло и велосипедную конструкцию рамы, и способ ее изготовления (не привычной для нас электросваркой, а пайкой). Что их привлекло? Во-первых, отработанная технология производства. Во-вторых, эта классическая конструкция, образованная двумя трубчатыми треугольниками, удачно сочетает малую массу с высокой жесткостью (на изгиб, но не на кручение).
Поначалу творцы мотоциклов просто закупали рамы у производителей велосипедов, размещали мотор либо над передним или задним колесом, либо внутри переднего «треугольника». Но при этом центр тяжести располагался слишком высоко. Выход предложили братья Вернер, некогда русские журналисты, а на стыке XIX и ХХ веков — французские изобретатели. В 1901 году они получили патент на конструкцию разомкнутой рамы: внизу трубы соединены через картер мотора. Таким образом, двигатель располагался в самой нижней точке машины, за счет чего предельно снижен центр тяжести. Решение оказалось столь удачным, что буквально через несколько месяцев подобные мотоциклы стали делать и в Европе, и в США! Некоторые изобретатели пошли еще дальше. Оскар Хедстром на первом мотоцикле Indian передал мотору функцию подседельной трубы рамы. Англичане Фелон и Мур, напротив, вставили его вместо передней трубы — это решение применялось на мотоциклах основанной ими компании P&M (позднее Panther) до 1965 года!
С тех пор и повелось разделение мотоциклетных рам на два основных типа: замкнутые, образующие неразрывный контур, и разомкнутые, включающие в свою силовую структуру силовой агрегат. У каждого типа свои достоинства. Замкнутые рамы просты в ремонте, позволяют подвешивать двигатель на сайлент-блоках, эффективно гасящих вибрацию. Кроме того, нижние трубы защищают картер от ударов. Разомкнутые рамы существенно легче, поскольку часть нагрузок воспринимает силовой агрегат (правда, при этом приходится усиливать сам двигатель, так что выигрыш в массе не столь велик).
Но это в наши времена, когда возникли современные конструкционные материалы, не столь важно, какой тип рамы выбрать — замкнутый или разомкнутый. В начале же ХХ века металлургия еще не поднялась настолько высоко, и потому с ростом скоростей владельцы мотоциклов с разомкнутыми рамами со страхом уз
www.zr.ru
— Мои друзья говорят, что мотоцикл устроен очень просто, тут и изучать-то нечего. Но я слышал, что есть мотоциклы дороже автомобиля. Наверное, не такие уж они простые ?
Действительно, назвать BMW R1100 GS стоимостью в 11 500 долларов или RVF 750 RS 45 стоимостью 28 000 долларов простыми как-то язык не поворачивается. Это сложнейшие устройства, в которых каждый грамм металла и пластика имеет свое назначение, выполняет свою задачу.
Общая схема расположения главных узлов, найденная Готлибом Даймлером больше 100 лет назад, до наших дней осталась практически неизменной.
Основу этой схемы составляет рама, то есть остов, скелет, к которому крепятся все остальные узлы.
Как мы уже отметили, к мотоциклетной раме, как к скелету, крепятся все основные компоненты мотоцикла. Она воспринимает всю необходимую нагрузку: вес этих агрегатов, а также водителя и пассажира; тяговое усилие и усилия, возникающие при торможении; динамические нагрузки, появляющиеся при прохождении поворотов и преодолении препятствий.
Диагональная алюминиевая рама мотоцикл «Bimota»
Все эти нагрузки условно можно разделить на изгибные, действующие в продольной плоскости мотоцикла, и крутильные, действующие в поперечной плоскости.
Очевидно, что чем жестче рама, тем меньше ее упругие деформации, тем лучше мотоцикл «держит дорогу», то есть сохраняет заданное направление движения.
В зависимости от конструктивного исполнения различают одинарные и двойные, закрытые и открытые рамы, а в зависимости от профиля элементов — трубчатые или штампованные сварные рамы.
Пример одинарной закрытой конструкции — рама «ИЖ-Планеты», пример двойной закрытой — рама «Урала». С первого взгляда очевидна разница: если передний подкос, идущий вниз от рулевой колонки, состоит из одной трубы (или иного элемента) — рама одинарная; если он раздваивается — рама двойная. Оба показанных варианта — закрытые, потому что образованы элементами, составляющими замкнутый контур. Иногда роль нижней образующей или переднего подкоса играет сам силовой агрегат вают открытой.
В 50-60-е годы прошлого столетия довольно широкое распространение за рубежом получили хребтовые рамы, у которых очень мощной была верхняя часть, что позволило просто подвешивать к ней силовой агрегат.
С ростом мощности двигателей хребтовая рама вышла из употребления. Ей на смену пришли монокок и дуплекс. Первая получилась из хребтовой, когда «хребет» был раздут до такой степени, что стал и вместилищем для бензобака. Дуплекс же похож на обычную трубчатую двойную раму, но две верхние трубы у него приварены к нижней части рулевой колонки, а два передних подкоса — к верхней части колонки. От этого рама стала гораздожестче, и на ней прекрасно разместился огромный топливный бак.
Ажурная рама мотоцикла Ducati
Увы, и эта конструкция оказалась не вечной. На смену ей пришла диагональная рама, сваренная из алюминиевых мощных коробчатых профилей. Назвали ее так из-за того, что она идет от рулевой колонки по диагонали к заднему маятнику. Если смотреть сверху, то при некоторой доле воображения можно увидеть, что рама похожа на латинскую «U».
Прижившись вначале на спортивных мотоциклах, диагональная рама (или «дельтабокс», как ее иногда еще называют) вскоре стала почти безраздельно господствовать и в мире дорожных «спортбайков». В заключение можно еще упомянуть о вовсе оригинальных хитросплетенных ажурных рамах мотоциклов «Ducati», даже не получивших в народе пока еще собственного названия.
Сделанная вручную рама чоппера
motocafe.ru
Все эти нагрузки условно можно разделить на изгибные, действующие в продольной плоскости мотоцикла, и крутильные, действующие в поперечной плоскости.
Очевидно, что чем жестче рама, тем меньше ее упругие деформации, тем лучше мотоцикл «держит дорогу», то есть сохраняет заданное направление движения.
В зависимости от конструктивного исполнения различают одинарные и двойные, закрытые и открытые рамы, а в зависимости от профиля элементов — трубчатые или штампованные сварные рамы.
Пример одинарной закрытой конструкции — рама «ИЖ-Планеты», пример двойной закрытой — рама «Урала». С первого взгляда очевидна разница: если передний подкос, идущий вниз от рулевой колонки, состоит из одной трубы (или иного элемента) — рама одинарная; если он раздваивается — рама двойная. Оба показанных варианта — закрытые, потому что образованы элементами, составляющими замкнутый контур. Иногда роль нижней образующей или переднего подкоса играет сам силовой агрегат вают открытой.
В пятидесятые-шестидесятые годы прошлого столетия довольно широкое распространение за рубежом получили хребтовые рамы, у которых очень мощной была верхняя часть, что позволило просто подвешивать к ней силовой агрегат.
С ростом мощности двигателей хребтовая рама вышла из употребления. Ей на смену пришли монокок и дуплекс. Первая получилась из хребтовой, когда «хребет» был раздут до такой степени, что стал и вместилищем для бензобака. Дуплекс же похож на обычную трубчатую двойную раму, но две верхние трубы у него приварены к нижней части рулевой колонки, а два передних подкоса — к верхней части колонки. От этого рама стала гораздо
жестче, и на ней прекрасно разместился огромный топливный бак.
Увы, и эта конструкция оказалась не вечной. На смену ей пришла диагональная рама, сваренная из алюминиевых мощных коробчатых профилей. Назвали ее так из-за того, что она идет от рулевой колонки по диагонали к заднему маятнику. Если смотреть сверху, то при некоторой доле воображения можно увидеть, что рама похожа на латинскую «U».
www.motosfera.ru
Современный быстроходный мотоцикл нельзя себе представить не только без мощных тормозов, но и без жесткой рамы. Жесткая рама не пружинит под воздействием нагрузок, не деформируется. Какие бы неровности ни встретились на пути, жесткая рама удерживает колеса в одной плоскости. Сколь бы круты ни оказались повороты, она не допускает взаимного перемещения плоскостей колес вбок сверх того, что им задано. Она должна обладать высокой жесткостью па изгиб и кручение. Но у нее есть одно слабое место, неизбежное при распространенной в настоящее время конструктивной схеме — узел соединения ее труб с рулевой колонкой. Именно в значительно мере определяет собой прочность и жесткость всей рамы. На кольцевых гонках, где к жесткости рамы и связанной с нею управляемостью мотоцикла предъявляются особенно высокие требования, трубы верхнего и нижнего пояса стали соединять с рулевой колонкой «вперехлест». Связанные между собой короткими: трубчатыми распорками они образовали очень жесткий узел, который всей раме придал высокую жесткость. Кроссовые мотоциклы издавна снабжались рамами, у которых места соединений верхней и передней труб с рулевой колонкой усиливались развитыми приварными косынками, Они сообщали этому узлу как жесткость, так и прочность, столь необходимую при прыжках через неровности во время состязаний. Одинарные рамы с одним замкнутым контуром из труб, как показал опыт кольцевых гонок и кроссов, несмотря на различные ухищрения по увеличению их жесткости, оставляли желать лучшего. Естественно, что предпочтение было отдано двойным, или, как их еще называют, дуплексным рамам, где применены два замкнутых трубчатых контура. По существу, они. представляли собой уже не плоскую, а пространственную ферму, обладающую, разумеется, повышенной жесткостью. Подобная конструкция широко применяется на гоночных моделях (советская С-565, японская «Ямаха-FZ250»), а также новейших кроссовых, в частности КТМ-250, на которых в чемпионате мира выступают ведущие спортсмены нашей страны. Опыт, накопленный в области мотоциклетного спорта., быстро получил практическое распространение на серийных дорожных машинах. Наряду с использованием одинарных рам («Восход-2», МЦ-ТС250, «Ямаха- RD125») теперь началось широкое применение дуплексных. Их можно встретить не только на современных тяжелых машинах («Бенелли-Сей», «Урал-М66», «Хопда- КБ750»), но также и на мотоциклах среднего, класса («Паянония-П20», «Ямаха-RD250», ЯВА-350).
xn—-dtbhnkgdbhjdadq8ad3e.xn--80adxhks
Отремонтирована рама мотоцикла Kawasaki Z1000 после аварии. Восстановлены угол рулевой колонки и форма рамы.
3 yıl önce
ремонт скутеров. создание мотопроектов. изобретения. тесты. кулибинизирование. обслуживание. видео обзоры….
2 yıl önce
trfilms.net