В 2009 году вилки Showa, созданные по технологии BPF (Big Piston Fork – с англ., «вилка с большим поршнем») появились на Kawasaki ZX-6R, годом позже – на Suzuki GSX-R1000. Со следующего 2011 года BPF будут полностью оснащены линейки спортивных мотоциклов Suzuki и Kawasaki. Big Piston наступает!
Изначально система передней подвески Showa Big Piston Fork была разработана в 2007 году и успешно применена на байках гоночных серий MotoGP и Superbike. Специалисты Showa утверждают, что их технология обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с традиционной картриджной вилкой. Чтобы понять особенности и преимущества новой технологии, необходимо углубиться в принцип работы телескопической вилки.
Как известно, принципиальным элементом подвески является пружина. Однако, ее действие весьма примитивно: она резко сжимается/разжимается, подвержена затухающим колебаниям. Чтобы сгладить эти особенности работы пружины, используют демпфирующие механизмы. Собственно, демпфированием называется сопротивление работе пружины, которое обеспечивает плавность хода подвески.
В конструкции простейших нерегулируемых вилок с демпфирующим стержнем масло пребывает в нескольких взаимосвязанных резервуарах, разделенных трубкой полого стержня. Когда происходит сжатие/разжатие вилки, объем главного резервуара изменяется, и поскольку масло по своей физической структуре практически не сжимается, ему необходимо куда-то деться. Под давлением оно перетекает в свободную емкость. Его поток ограничивают небольшие отверстия в том самом стержне, за счет чего и достигается эффект демпфирования. При одинаковой скорости сжатия вилки и вязкости масла, сила демпфирования зависит от диаметра отверстий.
Демпфирующие отверстия в нерегулируемой вилке – фиксированного размера, и рассчитаны они на оптимальную работу при средней скорости сжатия/расжатия вилки. Результат, как в анекдоте: если одна нога в кипятке, а вторая в ледяной воде, то в среднем им хорошо.
При малой скорости сжатия вилки отверстия оказываются слишком большими, масло легко перетекает сквозь них, и мы ощущаем, что вилка мотоцикла слишком мягкая. Это можно наблюдать в начальной фазе торможения. Когда вилка сжимается с большой скоростью (грубо говоря, мы наехали на большую выбоину), отверстия оказываются слишком маленькие для того, чтобы быстро пропустить значительный объем масла.
Больше того, сопротивление жидкости пропорционально квадрату скорости, с которой она пытается пройти отверстия. Поэтому в крайних случаях возникает эффект «гидравлической блокировки». Скорость, с которой масло должно пройти через отверстия настолько велика, что получается обратный эффект – оно отказывается проходить вовсе. Огромное сопротивление жидкости блокирует работу вилки, соответственно, она отказывается сжиматься в момент, когда это больше всего нужно. Следствие – ощущение жесткого удара и отсутствие сцепления с дорогой, поскольку шины в этот момент не отслеживают покрытие. В общем, нерегулируемые вилки с демпфирующим стержнем обеспечивают адекватную работу подвески в среднем диапазоне скорости сжатия вилки, но плохо справляются при малых и высоких скоростях сжатия.
1. Внутренности вилки BPF Kawasaki ZX-6R 2009 года 2. Регулировка предподжатия пружины переехала вниз вилки 3. И сжатие, и отбой регулируются винтами, установленными вверху над траверсой
Чтобы контролировать ситуацию, инженеры придумали пропускать масло через клапаны с регулируемыми отверстиями и гибкими шайбами. Так появилась картриджная вилка, которая называется так потому, что рабочие компоненты размещены в отдельной трубке внутри вилки – картридже.
При помощи регулировочных винтов, выведенных наружу вилки, мы можем по собственному усмотрению изменять в клапанах сечение отверстий, через которые проходит масло, и регулировать таким образом силу демпфирования сжатия и отбоя. Из-за конструктивных ограничений, отверстия в клапанах относительно маленькие, и следственно, скорости прохождения масла большие. Поэтому картриджная вилка не лишена недостатков: 1) присутствует эффект клевка при торможении; 2) наблюдается явление кавитации – вспенивания масла, которое приводит к непредвиденным изменениям в работе системы.
Идея BPF состоит в том, чтобы, увеличив размер поршня и сечение отверстий в нем, уменьшить скорость, с которыми перетекает жидкость в вилке. Ведь через большие отверстия за одно и то же время масло перетечет со значительно меньшей скоростью. Сила демпфирования при этом сохраняется неизменной, а недостатки картриджной вилки исчезают.
Увеличить размер поршня можно просто: выбросить картридж на свалку и установить поршень с клапанами прямо внутри пера. Конечно, речь идет о вилках перевернутого типа. Увеличение поршня с 20 мм в диаметре до 37-39 мм означает, что его площадь увеличилась в 3,5-4 раза.
Кроме того, что диапазон скоростей прохождения жидкости сквозь клапаны уменьшился, также уменьшилась степень нарастания этой скорости. Значит, улучшился контроль за процессом демпфирования, особенно на низких скоростях сжатия, например, в начальной фазе торможения.
Интересно, что в сравнении с картриджной вилкой, недостатков у конструкции BPF практически нет. Есть спорное мнение, что объединенные в одном поршне клапаны сжатия и отбоя усложняют настройку подвески. Британская компания K-Tech даже выпустила набор, который разводит эти настройки в разные перья. Но, повторюсь, это мнение неоднозначное.
Возникает вопрос: «почему до этого не додумались раньше»? Дело в том, что технология BPF может быть реализована только в вилке-перевертыше. Последние впервые появились лет тридцать назад, но на дорожной технике массово начали использоваться последние лет пять. Вот и получается, что спустя несколько лет эволюция продолжается.
Есть и определенные технологические сложности в реализации BPF. Перо обычной вилки шлифуется только с наружной стороны, где оно контактирует со стаканом. Перо вилки с большим поршнем должно точно так же зеркально быть отшлифовано и внутри. Сегодня новые вилки уже взяли на вооружение Kawasaki и Suzuki. Вполне вероятно, что на новых спортбайках Honda и Yamaha также будут установлены вариации на тему Big piston
источник БАЙК №12/2010….
