Suspensão da motocicleta - Motorcycle suspension

Da Wikipédia, a enciclopédia livre

A suspensão de uma motocicleta tem um duplo propósito: contribuir para o manuseio e frenagem do veículo e fornecer segurança e conforto ao manter os passageiros do veículo confortavelmente isolados do ruído da estrada, solavancos e vibrações.

A motocicleta típica tem um par de tubos de garfo para a suspensão dianteira e um braço oscilante com um ou dois amortecedores para a suspensão traseira.

Suspensão dianteira

A forma mais comum de suspensão dianteira para uma motocicleta moderna é o garfo telescópico . Outros projetos de garfos são garfos de viga, suspensos em elos paralelos com mola (não são comuns desde os anos 1940) e projetos de elos principais inferiores, não comuns desde os anos 1960.

Vincent Black Lightning com suspensão dianteira hidráulica

Alguns fabricantes (por exemplo, Greeves) usaram uma versão do braço oscilante para a suspensão dianteira em seus designs de motocross. Uma versão unilateral da ideia também é usada em scooters a motor como a Vespa .

A direção hub-center desenvolvida por Ascanio Rodorigo , em um conceito associado a Massimo Tamburini, é um complexo sistema alternativo de braço oscilante dianteiro que envolve suspensão e direção, como visto em projetos como as motocicletas Bimota Tesi e Vyrus .

Garfos telescópicos

Scott produziu uma motocicleta com garfos telescópicos em 1908 e continuaria a usá-los até 1931. Em 1935, a BMW se tornou o primeiro fabricante a produzir uma motocicleta com garfos telescópicos hidraulicamente amortecidos. A maioria das motocicletas hoje usa garfos telescópicos para a suspensão dianteira. Os garfos podem ser mais facilmente entendidos como simplesmente grandes amortecedores hidráulicos com molas helicoidais internas . Eles permitem que a roda dianteira reaja às imperfeições da estrada enquanto isola o resto da motocicleta desse movimento.

Garfos telescópicos em um BMW 1969

A parte superior dos garfos é conectada ao quadro da motocicleta em uma pinça de árvore tripla (conhecida como "yoke" no Reino Unido), que permite que os garfos sejam girados para dirigir a motocicleta. A parte inferior dos garfos é conectada ao eixo da roda dianteira.

Nos garfos telescópicos convencionais, a parte inferior ou os corpos dos garfos ( "controles deslizantes dos garfos" no Reino Unido) deslizam para cima e para baixo nos tubos dos garfos ( "suportes dos garfos" no Reino Unido). Os tubos do garfo devem ser lisos como um espelho para vedar o óleo do garfo dentro do garfo. Alguns tubos de garfo, especialmente nos primeiros roadsters e motocicletas off-road, são fechados em polainas de proteção de plástico .

Os garfos "invertidos" (USD) , também conhecidos como garfos invertidos, são instalados invertidos em comparação com os garfos telescópicos convencionais. Os corpos deslizantes ficam na parte superior, fixados nas pinças triplas , e os tubos de escora na parte inferior, fixados ao eixo . Este arranjo em USD tem duas vantagens: (i) diminui o peso não suspenso da motocicleta; e (ii) aumenta a rigidez torcional , o que pode melhorar o manuseio. Duas desvantagens dos garfos USD são: (i) eles são mais caros do que os garfos telescópicos convencionais; e (ii) eles estão sujeitos a perder todo o seu óleo de amortecimento se um retentor de óleo falhar. Garfos em dólares são normalmente encontrados em bicicletas esportivas , embora a Honda Valkyrie tenha garfos em dólares.

Ajuste de pré-carga

As suspensões das motocicletas são projetadas de forma que as molas estejam sempre sob compressão, mesmo quando totalmente estendidas. A pré-carga é usada para ajustar a posição inicial da suspensão com o peso da motocicleta e do piloto agindo sobre ela.

A diferença entre o comprimento totalmente estendido da suspensão e o comprimento comprimido pelo peso da motocicleta e do piloto é chamada de "curvatura total" ou "curvatura de corrida". A curvatura total é definida para otimizar a posição inicial da suspensão para evitar o fundo ou o pico em condições normais de pilotagem. O "fundo do poço" ocorre quando a suspensão é comprimida a ponto de não poder mais ser comprimida mecanicamente. O enchimento ocorre quando a suspensão se estende totalmente e não pode mais se estender mecanicamente. O aumento da pré-carga aumenta a força inicial na mola, reduzindo assim a curvatura total. A diminuição da pré-carga diminui a força inicial na mola, aumentando assim a curvatura total.

Algumas motocicletas permitem o ajuste da pré-carga alterando a pressão do ar dentro dos garfos. As válvulas na parte superior dos garfos permitem que o ar seja adicionado ou liberado do garfo. Mais pressão de ar resulta em mais pré-carga e vice-versa.

Amortecimento de garfo

Os projetos básicos do garfo usam um sistema de haste do amortecedor simples , no qual o amortecimento é controlado pela passagem do óleo do garfo através de um orifício. Embora seja barato de fabricar, é difícil ajustar esses garfos, pois eles tendem a amortecer muito pouco em velocidades baixas do controle deslizante, mas amortecem demais em velocidades maiores do controle deslizante. Qualquer configuração de ajuste sempre será um compromisso, proporcionando um amortecimento excessivamente macio e rígido. Como os garfos atuam como amortecedores hidráulicos, alterar o peso do óleo do garfo alterará a taxa de amortecimento. Alguns garfos telescópicos possuem ajustes externos para amortecimento.

Uma abordagem mais sofisticada é o garfo de cartucho , que usa cartuchos internos com um sistema de válvula. O amortecimento em velocidades baixas do controle deslizante é controlado por um orifício muito menor, mas o amortecimento em velocidades maiores do controle deslizante é controlado por um sistema de calços flexíveis, que atuam como uma válvula de desvio para o óleo do garfo. Esta válvula tem vários calços de espessuras variadas que cobrem os orifícios da válvula para controlar o amortecimento do garfo em lombadas de alta e média velocidade.

Alguns dos calços (ou "molas de lâmina") se elevam com pouca força, permitindo que o fluido flua através do orifício. Outras molas requerem maior força para levantar e permitir o fluxo. Isso dá ao garfo um amortecimento digressivo , permitindo que ele seja rígido em pequenas saliências, mas relativamente mais macio em saliências maiores. Além disso, as molas (ou calços) só permitem o fluxo em uma direção, portanto, um conjunto de molas controla o amortecimento de compressão e outro amortecimento de recuperação. Isso permite que os amortecedores sejam ajustados separadamente.

Emuladores de cartucho são peças de reposição que fazem os garfos de haste do amortecedor se comportarem virtualmente como garfos de cartucho. O orifício de amortecimento na haste do amortecedor é tão grande que praticamente não tem efeito no amortecimento e, em vez disso, um "emulador" assume a função de amortecimento. O emulador tem um orifício muito pequeno para amortecimento em baixa velocidade do garfo e uma pilha de calços ajustável para amortecimento em alta velocidade.

Os garfos de cartucho carregados a gás , que se tornaram disponíveis em 2007, consistem em cartuchos carregados a gás encaixados em garfos padrão. Este kit é adequado para classes de supersport de corrida, onde os regulamentos proíbem a substituição completa do garfo, mas permitem a modificação dos garfos originais.

Mergulho de freio

Aplicar os freios de uma motocicleta em movimento aumenta a carga suportada pela roda dianteira e diminui a carga suportada pela roda traseira devido a um fenômeno denominado transferência de carga . Para obter uma explicação detalhada e um cálculo de amostra, consulte a seção de frenagem do artigo Bicicleta e dinâmica de motocicleta .

O garfo Earles 1955-1969 da BMW eliminou e inverteu o mergulho no freio

Se a motocicleta for equipada com garfos telescópicos , a carga adicional na roda dianteira é transmitida pelos garfos, que comprimem. Este encurtamento dos garfos faz com que a extremidade dianteira da bicicleta se mova para baixo, e isso é chamado de mergulho de freio . Os garfos telescópicos são particularmente propensos a isso, ao contrário dos designs de link principais.

O mergulho no freio pode ser desconcertante para o motociclista, que pode sentir que está prestes a ser jogado pela frente da motocicleta. Se a bicicleta mergulhar até o fundo dos garfos dianteiros, isso também pode causar problemas de manuseio e frenagem. Um dos objetivos da suspensão é ajudar a manter o contato entre o pneu e a estrada. Se a suspensão atingiu o fundo do poço, ela não está mais se movendo como deveria e não está mais ajudando a manter o contato.

Embora o mergulho com freio excessivo seja desconcertante e o fundo do poço possa causar perda de tração, uma certa quantidade de mergulho com freio reduz a inclinação e o rastro da motocicleta, permitindo que ela vire com mais facilidade. Isso é especialmente importante para os pilotos que fazem a travagem em trilha na entrada das curvas.

O mergulho com freio com garfos telescópicos pode ser reduzido aumentando a taxa de mola das molas dos garfos ou aumentando o amortecimento de compressão dos garfos. No entanto, todas essas mudanças tornam a motocicleta menos agradável para andar em estradas irregulares, uma vez que a dianteira ficará mais rígida. Na década de 1980, vários fabricantes tentaram contornar isso por meio de métodos anti-mergulho, como:

Honda TRAC
  • ACT: Desenvolvido por Marzocchi e instalado em motocicletas Buell como a Buell RR 1200 (1988).
  • ANDF (Anti Nose Dive Forks): foi instalado em vários modelos Suzuki GSX e no RG250.
  • AVDS (Sistema de Amortecimento Variável Automático): foi instalado em várias motocicletas Kawasaki.
  • NEAS (nova suspensão eletricamente ativada): conforme instalado no Suzuki GSX-R 1100 e GSX-R 750 Limited Edition.
  • PDF (Posi Damp Fork): Foi instalado no Suzuki RG500, GSX1100E / GS1150E e GSX-R 750 e foi um aprimoramento das unidades Anti Dive anteriores (que funcionam pela pressão do fluido de freio fechando uma válvula no mecanismo quando os freios são aplicados, restringindo o fluxo de óleo de amortecimento e desacelerando a compressão do garfo). As unidades PDF funcionam de maneira semelhante, exceto que dependem inteiramente do curso de compressão em si. As válvulas são acionadas por mola, portanto, se a roda bater em um solavanco, elas ricocheteiam em seus assentos e restauram o fluxo de óleo por um momento para permitir que a suspensão absorva o choque.
  • TCS (Travel Control System): Sistema anti-mergulho com amortecimento variável. TCS foi introduzido no FZ 400 R (1984, apenas para o mercado japonês).
  • TRAC (Torque Reactive Anti-dive Control): Desenvolvido pela Honda, é um sistema mecânico simples que está totalmente contido na suspensão dianteira. A pinça do freio dianteiro é montada em uma dobradiça e usa o torque criado na ação de frenagem para operar uma válvula no garfo, que inibe o fluxo de óleo durante a frenagem. Esse sistema foi instalado em várias motocicletas, principalmente na série Goldwing de 1983 a 2000, na Costa do Pacífico , CB1100F , CB1000C e VFR750F .

Com o advento dos garfos de cartucho, que permitem mais amortecimento em baixa velocidade e menos amortecimento em alta velocidade do que os garfos de haste de amortecimento anteriores, os mecanismos anti-mergulho separados geralmente caíram em desuso.

Outro método para reduzir ou eliminar o mergulho de freio em garfos telescópicos é usar um link reativo ou braço de torque para conectar os componentes de freio ao quadro da motocicleta por meio da braçadeira tripla.

Alguns designs de garfo atenuam o mergulho, eliminam-no ou mesmo invertem-no sem afetar adversamente a suspensão dianteira. O garfo Earles está entre os últimos; ao travar o freio dianteiro com força, a extremidade dianteira da motocicleta realmente sobe. O garfo Telelever da BMW foi projetado para quase eliminar o mergulho e poderia ter sido projetado para eliminá-lo completamente se o fabricante decidisse fazê-lo. Os garfos dianteiros de ligação dianteira, como os usados ​​em algumas motocicletas Ural , também podem ser projetados para reduzir ou eliminar o mergulho.

Forquilha Saxon-Motodd (Telelever)

BMW R1200c com Telelever

O Saxon-Motodd (comercializado como Telelever pela BMW ) tem um braço oscilante adicional que é montado no quadro e suporta a mola. Isso faz com que a inclinação e o rastro aumentem durante a frenagem, em vez de diminuir como com os garfos telescópicos tradicionais.

Garfo Hossack / Fior (Duolever)

O Hossack / Fior (comercializado como Duolever pela BMW ) separa completamente a suspensão das forças de direção. Foi desenvolvido por Norman Hossack embora usado por Claude Fior e John Britten em motos de corrida. O próprio Hossack descreveu o sistema como uma "posição vertical orientada". Em 2004, a BMW anunciou o K1200S com uma nova suspensão dianteira baseada neste design.

De um lado

Uma suspensão dianteira com braço oscilante de um lado foi usada no Yamaha GTS1000 , lançado em 1993. O GTS usou a suspensão dianteira RADD, Inc. projetada por James Parker. Um garfo de viga de lado único foi usado na motocicleta alemã Imme R100 entre 1949 e 1951, e a scooter Vespa tem um garfo de elo móvel de lado único . Mais recentemente, entre 1998 e 2003, a scooter " Dragster " da ItalJet também usou uma suspensão de braço oscilante de um lado, embora, ao contrário da GTS1000, não houvesse braço de controle superior; a parte superior da suspensão do Dragster servia apenas para transmitir informações de direção.

Direção centro-central

A direção do centro do cubo é caracterizada por um braço oscilante que se estende da parte inferior do motor / quadro até o centro da roda dianteira, em vez de um garfo.

As vantagens de usar um sistema de direção no centro do cubo em vez de um garfo de motocicleta mais convencional são que a direção do centro do cubo separa as funções de direção, frenagem e suspensão.

Com um garfo, as forças de travagem são aplicadas na suspensão, situação que leva à compressão da suspensão, consumindo uma grande quantidade de curso da suspensão, o que torna extremamente difícil lidar com solavancos e outras irregularidades da estrada. À medida que os garfos mergulham, a geometria da direção da moto também muda, deixando a moto mais nervosa e, inversamente, na aceleração se torna mais preguiçosa. Além disso, ter a direção trabalhando nos garfos causa problemas de atrito , diminuindo a eficácia da suspensão. O comprimento do garfo típico de motocicleta significa que eles agem como grandes alavancas sobre o cabeçote, exigindo que os garfos, o cabeçote e o quadro sejam muito robustos, aumentando o peso da bicicleta.

O piloto de endurance "Nessie", construído pela equipe de corrida Mead & Tomkinson , usou uma versão adaptada da direção central do Difazio , em que as forças de frenagem eram direcionadas para o quadro por meio de um garfo pivotado (ao invés do cabeçote de direção ). Isso permitiu direção neutra e ausência de mergulho de freio.

Suspensão traseira

Suspensão traseira com êmbolo em um BMW R51 / 3

Suspensões traseiras antecipadas

Embora as suspensões dianteiras fossem quase universalmente adotadas antes da Primeira Guerra Mundial, vários fabricantes não usaram suspensão traseira em suas bicicletas até depois da Segunda Guerra Mundial. No entanto, motocicletas com suspensão traseira foram oferecidas ao público antes da Primeira Guerra Mundial. Entre elas, destacam-se a ASL de 1909, que tinha suspensão pneumática dianteira e traseira, a Indian Single de 1913 com braço oscilante suspenso por uma mola de lâmina e a Pope de 1913 com rodas apoiado em um par de êmbolos, cada um deles suspenso por uma mola helicoidal .

Suspensão do êmbolo

Várias motocicletas antes e imediatamente após a Segunda Guerra Mundial usavam suspensão por êmbolo, na qual o movimento vertical do eixo traseiro era controlado por êmbolos suspensos por molas.

Os fabricantes notáveis ​​de bicicletas com suspensão por êmbolo incluem Adler , Ariel , BMW , BSA , Indian , MZ , Saroléa , Norton , Cossack / Ural e Zündapp .

Embora a suspensão do êmbolo pudesse ser sofisticada, com mola e amortecimento tanto na compressão quanto no ressalto, ela tinha três desvantagens (em comparação com o braço oscilante quase universal que a sucedeu), como segue: (i) o curso da roda era limitado, (ii) a roda podia sair do eixo vertical necessário e (iii) era mais caro de produzir e manter.

Braços oscilantes

O braço oscilante básico da motocicleta é um quadrilátero, com um lado curto conectado ao quadro da motocicleta com rolamentos para que ela possa girar. O outro lado curto é o eixo traseiro em torno do qual a roda traseira gira. Os lados longos são conectados ao quadro da motocicleta ou subestrutura traseira com um ou dois amortecedores com molas helicoidais.

Nas motocicletas de produção, os braços oscilantes não são exatamente retangulares, mas sua função pode ser mais facilmente compreendida pensando-os como tal.

CA.RC de Moto Guzzi

Quando um braço oscilante está presente em apenas um lado da motocicleta, isso é conhecido como braço oscilante de um lado . Em 1981, a BMW introduziu o braço oscilante de um lado (alavanca mono) para motocicletas em seu modelo R 80 GS. Exemplos notáveis ​​incluem o Honda VFR800 e as séries R e K da BMW . Os braços oscilantes de um lado facilitam a remoção da roda traseira, embora geralmente aumentem o peso não suspenso da suspensão traseira. Isso se deve ao material adicional necessário para dar rigidez torcional idêntica a uma configuração de braço oscilante convencional (de dois lados). Por esta razão, as bicicletas esportivas raramente são vistas usando a configuração. Exclusões notáveis ​​são a Ducati 916, que foi projetada para corridas de resistência, a MV Agusta f4 que tem um interior oco para peso reduzido (uma versão de magnésio também está disponível) e a Ducati 1098, que recebeu um braço oscilante de um lado exclusivamente para razões de estilo.

Suspensão traseira Paralever da BMW em um R1200GS

Em muitas motocicletas com transmissão de eixo, o eixo de transmissão está contido em um dos lados longos do braço oscilante. Exemplos notáveis ​​incluem todos os modelos BMW pós-1955 anteriores ao uso de braços oscilantes unilaterais da BMW, Urais , muitos gêmeos Moto Guzzi , Honda Goldwing , Yamaha XS Eleven e Yamaha FJR1300 .

As séries BMW R e K combinam uma transmissão do eixo contida no braço oscilante com um braço oscilante unilateral, e a combinação é comercializada como Paralever . As motocicletas Moto Guzzi mais novas usam um arranjo semelhante comercializado como CA.RC ("CArdano Reattivo Compatto" - Compact Reactive Shaft Drive).

Para motocicletas com transmissão por corrente, o eixo traseiro pode geralmente ser ajustado para frente e para trás em relação ao braço oscilante, para ajustar a tensão da corrente, mas alguns modelos (como alguns 1971/72 Triumph e BSA quatro tempos e Ducati 860 GTS e Darmah 900s) faça o ajuste no ponto de pivô do braço oscilante.

Absorventes de impacto

Os amortecedores hidráulicos usados ​​nas suspensões traseiras de motocicletas são essencialmente os mesmos usados ​​em outras aplicações de veículos.

Os amortecedores de motocicleta diferem ligeiramente porque quase sempre usam uma mola helicoidal. Em outras palavras, a mola da suspensão traseira é uma mola helicoidal que é instalada sobre ou ao redor do amortecedor.

Em termos de ajuste, os amortecedores traseiros abrangem a faixa de nenhum ajuste a ajustes de pré-carga apenas a amortecedores de corrida com ajustes de comprimento, pré-carga e quatro tipos diferentes de amortecimento. A maioria dos choques possui reservatórios de óleo internos, mas alguns possuem reservatórios externos e alguns oferecem amortecimento assistido por ar.

Várias empresas oferecem amortecedores traseiros personalizados para motocicletas. Esses amortecedores são montados para uma combinação específica de motocicleta e piloto, levando em consideração as características da motocicleta, o peso do piloto e o estilo de pilotagem / agressividade preferencial do piloto.

Amortecedores gêmeos

Choque duplo refere-se a motocicletas que possuem dois amortecedores. Geralmente, este termo é usado para denotar uma era particular de motocicletas e é mais frequentemente usado para descrever motocicletas todo -o-terreno .

Durante o final dos anos 1970 e 1980, o design e o desempenho da suspensão traseira da motocicleta passaram por avanços tremendos. O objetivo principal e o resultado desses avanços foram o aumento do deslocamento da roda traseira, medido em quanto a roda traseira poderia se mover para cima e para baixo. Antes deste período de intenso foco no desempenho da suspensão traseira, a maioria das motocicletas off-road tinha um curso da roda traseira de cerca de 3,5–4 polegadas (9–10 cm). No final desse período, a maioria dessas motocicletas tinha um deslocamento da roda traseira de aproximadamente 30 cm. No início deste período, vários projetos de suspensão traseira foram usados ​​para atingir esse grau de desempenho. No entanto, no final desse período, um projeto que consistia em usar apenas um amortecedor (em vez de dois) foi universalmente aceito e usado. O desempenho das suspensões de amortecedor único foi muito superior ao de motocicletas de choque duplo. Consequentemente, essa distinção de design é prontamente usada para categorizar motocicletas. Com exceção do sistema Bentley e Draper ( máquinas New Imperial e Brough Superior ) e do sistema HRD (mais tarde Vincent ), ambos desenvolvidos e patenteados na década de 1920, somente a partir da década de 1980 as motocicletas monoshock passaram a ser a norma, o termo "twinshock" agora é usado para categorizar motocicletas vintage. Essa distinção é importante porque fornece classes usadas para competições de motocicletas vintage. Por exemplo, corridas de motocross vintage são realizadas para motocicletas de motocross mais antigas. Para evitar que as motocicletas monocampo de melhor desempenho dominem a competição, existem classes de competição separadas para as motocicletas monochoque e duplo-choque, o que as impede de competir diretamente entre si.

Amortecedor simples

Em uma motocicleta com suspensão traseira de um único amortecedor, um único amortecedor conecta o braço oscilante traseiro ao quadro da motocicleta. Normalmente, este amortecedor solitário fica na frente da roda traseira e usa uma articulação para se conectar ao braço oscilante. Essas ligações são freqüentemente projetadas para fornecer uma taxa crescente de amortecimento para a parte traseira. Em 1972, a Yamaha introduziu o sistema de suspensão traseira com amortecedor único Mono-Shock em suas motocicletas que competem no Campeonato Mundial de Motocross . A suspensão projetada por Lucien Tilkens tornou-se tão bem-sucedida que outros fabricantes de motocicletas desenvolveram seus próprios projetos de amortecedores individuais. A versão da Honda é chamada Pro-link , a da Kawasaki é Uni-Trak e a da Suzuki é Full-Floater . O Unit Pro-Link da Honda , usado primeiro no piloto Honda RC211V MotoGP e depois na moto esportiva Honda CBR600RR 2003 , destina-se a isolar o quadro e a cabeça de direção de forças indesejáveis ​​transmitidas pela suspensão traseira ao conter o suporte superior dos amortecedores dentro do chassi auxiliar do braço oscilante traseiro, em vez de conectá-lo ao próprio quadro.

Veja também

Notas

Referências

Leitura adicional