Τεχνική ανάλυση πλαισίων: Ποιο είναι το σωστό κέντρο βάρους

Η απομυθοποίηση των μύθων
1
Μπάμπη Μέντη
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!

2

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.

4

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.

3

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.

4

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.   

Τεχνικό: Διαλέγοντας τις σωστές πιέσεις ελαστικών

Πότε βάζουμε του κατασκευαστή της μοτοσυκλέτας και πότε του κατασκευαστή των ελαστικών
1
Μπάμπη Μέντη
Από τον

Μπάμπη Μέντη

11/12/2023

Η σωστή πίεση αέρα στα ελαστικά παίζει τεράστιο ρόλο στη συμπεριφορά της μοτοσυκλέτας μας, αλλά και στην διάρκεια της ζωής τους. Πρόκειται για ένα θέμα που όλοι πάνω-κάτω γνωρίζουν τα βασικά, όμως σπανίως τα εφαρμόζουν και ακόμα πιο σπάνια αντιλαμβάνονται πόσο σημαντικό είναι για την ασφάλεια, τις επιδόσεις αλλά και την οικονομία χρήσης. Επίσης το γεγονός πως πρόκειται για ένα θέμα με πολλές πτυχές και αρκετές λεπτομέρειες, γίνεται συχνά πεδίο απλοποιήσεων και γενικεύσεων, δημιουργώντας πολλές παρανοήσεις. Για να τα βάλουμε σε μία τάξη όλα αυτά, θα πρέπει να ξεκινήσουμε από τα βασικά.

3

Για κάθε μοτοσυκλέτα ξεχωριστά ο κατασκευαστής γράφει στο Owners’S Manual (και για ευκολία στο ψαλίδι ή σε κάποιο εμφανές σημείο του πλαισίου) τις δικές της “σωστές” πιέσεις ελαστικών.

Συνήθως δίνει μία πίεση σε (psi ή bar) για το εμπρός ελαστικό και δύο ή τρεις πιέσεις για το πίσω. Ο λόγος που δίνει διαφορετικές επιλογές πιέσεων πίσω έχει να κάνει με το επιπλέον βάρος που έχει την δεδομένη στιγμή η μοτοσυκλέτα μας. Με ένα άτομο στη σέλα η πίεση που μας δίνει είναι η πιο χαμηλή. Με δεύτερο άτομο στη σέλα μας ζητάει να αυξήσουμε την πίεση στο πίσω ελαστικό και κάποιες φορές μας δίνει και μια τρίτη ακόμα πιο υψηλή πίεση αν έχουν γεμάτες μπαγκαζιέρες κ.τ.λ.

 

Οι λόγοι που οι πιέσεις των ελαστικών έχουν άμεση σχέση με το συνολικό βάρος μιας μοτοσυκλέτας, αλλά και την κατανομή του βάρους, οφείλονται στην παραμόρφωση του σκελετού.

 

Οι πιέσεις που δίνει ο κατασκευαστής της μοτοσυκλέτας αναφέρονται όταν τα ελαστικά έχουν θερμοκρασία περιβάλλοντος. Γι΄αυτό και το τσεκάρισμα των πιέσεων πρέπει να γίνεται πριν ζεσταθούν. Αν οδηγήσουμε για αρκετή ώρα, η αύξηση της θερμοκρασίας θα διογκώσει τον αέρα, με αποτέλεσμα να αυξηθεί η πίεση, κάνοντας δύσκολο τον υπολογισμό για το πόσο αέρα θα πρέπει να συμπληρώσουμε ή να αφαιρέσουμε, καθώς πλέον δεν γνωρίζουμε πόσο θα έπρεπε να είναι η πίεση στη συγκεκριμένη θερμοκρασία. Σε κάθε περίπτωση όμως, αν η πίεση με ζεστά τα ελαστικά είναι κάτω από τις τιμές που προτείνει ο κατασκευαστής της μοτοσυκλέτας, τότε συμπληρώνουμε αέρα και με την πρώτη ευκαιρία τα αφήνουμε να επανέλθουν σε θερμοκρασία περιβάλλοντος και τσεκάρουμε ξανά.

 Αν με τα ελαστικά ζεστά η πίεση είναι μεγαλύτερη από τις τιμές του κατασκευαστή, ΠΟΤΕ δεν αφαιρούμε πίεση, καθώς είναι φυσιολογικό να αυξάνεται η πίεση με την αύξηση της θερμοκρασίας. Ακόμα κι αν έχουμε την υπόνοια πως έχουμε υψηλότερες πιέσεις, δεν αφαιρούμε αέρα μέχρι να βρούμε την ευκαιρία να πέσει η θερμοκρασία τους και να κάνουμε σωστή μέτρηση. 

4

 

Αν η πίεση είναι χαμηλότερη από το ιδανικό, το πέλμα του ελαστικού θα παραμορφωθεί πιο έντονα στο σημείο που έρχεται σε επαφή με την άσφαλτο. Το αποτέλεσμα σε αυτή την περίπτωση θα είναι η πιο έντονη κάμψη του σκελετού κατά την κίνηση της μοτοσυκλέτας, κάτι που με την σειρά του θα προκαλέσει υπερθέρμανση του σκελετού στις υψηλές ταχύτητες (σε ακραίες περιπτώσεις αποκόλληση της γόμμας από τον σκελετό) και φυσικά αστάθεια, στο φρενάρισμα την επιτάχυνση και στις στροφές.

Πέρα από την αστάθεια και τον κίνδυνο καταστροφής των ελαστικών, η οδήγηση με χαμηλές πιέσεις στο δρόμο, μειώνει την διάρκεια ζωής των ελαστικών, αυξάνει την κατανάλωση καυσίμου και υποβαθμίζει τις επιταχύνσεις της μοτοσυκλέτας λόγω αύξησης της τριβής κύλισης. Σε αυτό το σημείο να τονίσουμε πως η αύξηση της τριβής κύλισης  λόγω μεγαλύτερου εμβαδού επαφής του πέλματός στην άσφαλτο δεν έχει καμία σχέση με την αύξηση της πρόσφυσης στους δημόσιους δρόμους, καθώς αυτό ισχύει μόνο υπό συγκεκριμένες προϋποθέσεις σε συνθήκες αγωνιστικής οδήγησης, κάτι που δεν έχει καμία απολύτως σχέση με την οδήγηση στο δρόμο, όσο γρήγορα κι αν οδηγάμε.

7

Κι εδώ αρχίζουν να μπλέκουν τα πράγματα, διότι οι πιέσεις που δίνουν οι κατασκευαστές ελαστικών για οδήγηση σε πίστα, είναι εντελώς διαφορετικές από εκείνες που δίνουν οι κατασκευαστές μοτοσυκλετών για οδήγηση στο δρόμο και σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να μπερδεύουμε τις δύο αυτές διαφορετικές χρήσεις, πιστεύοντας πως η γρήγορη οδήγηση στο δρόμο έχει την οποιαδήποτε σχέση με την οδήγηση σε πίστα.

Τί αλλάζει όμως στην πίστα και γιατί θα πρέπει να λάβουμε υπόψη μας τις πιέσεις του κατασκευαστή ελαστικών και όχι του κατασκευαστή της μοτοσυκλέτα μας;

Το πρώτο που αλλάζει είναι το περιβάλλον και οι συνθήκες, οι οποίες είναι σταθερές και επαναλαμβανόμενες (κάνεις την ίδια διαδρομή ξανά και ξανά). Το δεύτερο αλλά εξίσου σημαντικό είναι πως στην πίστα αλλάζουν οι προτεραιότητες.

9

Ξεκινώντας από τις συνθήκες, τα ελαστικά μέσα στην πίστα έχουν να αντιμετωπίσουν ένα συγκεκριμένο επίπεδο πρόσφυσης (σαφώς υψηλότερο από των δημόσιων δρόμων) και έναν σταθερό ρυθμό οδήγησης, πράγμα που σημαίνει πως το φάσμα θερμοκρασίας λειτουργίας τους είναι σταθερό και περιορισμένο, χωρίς έντονες αυξομειώσεις στην πίεσή τους λόγω διαστολής και συστολής του αέρα.

Σε ό,τι αφορά τις προτεραιότητες όταν οδηγούμε στην πίστα, η μέγιστη πρόσφυση είναι το ζητούμενο, ενώ η σταθερότητα έπεται και φυσικά η κατανάλωση καυσίμου και η φθορά του ελαστικού δεν είναι κάτι που μας απασχολεί περισσότερο από την πρόσφυση.  

Έτσι οι πιέσεις που δίνουν οι κατασκευαστές ελαστικών για οδήγηση στην πίστα είναι σαφώς χαμηλότερες από εκείνες που δίνει ο κατασκευαστής της μοτοσυκλέτας μας για οδήγηση στο δρόμο.

Όχι μόνο αυτό, αλλά ενώ οι πιέσεις των κατασκευαστών μοτοσυκλετών για οδήγηση στο δρόμο είναι μεγαλύτερη για το πίσω ελαστικό σε σχέση με το εμπρός, οι πιέσεις των κατασκευαστών ελαστικών είναι αντίστροφες, δηλαδή η πιο χαμηλή πίεση που δίνουν είναι για το πίσω ελαστικό και η πιο υψηλή για το εμπρός.

Μάλιστα τα τελευταία χρόνια οι κατασκευαστές ελαστικών έχουν αναλυτικούς πίνακες πιέσεων για τα supersport και semi-slick ελαστικά τους, όπου αναφέρουν λεπτομερώς ποιες πιέσεις πρέπει να βάλεις με τα ελαστικά κρύα και ποιες πιέσεις αν χρησιμοποιείς κουβέρτες. Ακόμα πιο αναλυτικοί είναι οι πίνακες για τα αγωνιστικά semi-slick και slick ελαστικά όπου οι προτεινόμενες πιέσεις λαμβάνουν υπόψη τους και την θερμοκρασία της ασφάλτου. Κι αυτές είναι μόνο οι προτεινόμενες πιέσεις για να ξεκινήσεις, διότι μετά από πέντε-δέκα λεπτά οδήγησης εντός πίστας σου δίνει το δικαίωμα να αλλάξεις τις πιέσεις στο προσωπικό σου στιλ οδήγησης, στην χρονική διάρκεια που είσαι μέσα στην πίστα και στο set-up της κάθε μοτοσυκλέτας ξεχωριστά…

12

Όλες αυτές οι λεπτομέρειες στις πιέσεις των ελαστικών που αφορούν την οδήγηση εντός πίστας (είτε αγωνιστική οδήγηση, είτε Trackday) δεν έχουν καμία απολύτως εφαρμογή στο δρόμο. Αντιθέτως μπορεί να προκαλέσουν σοβαρότατα προβλήματα, ακόμα και να φτάσουν στο σημείο να βάλουν σε κίνδυνο τη ζωή μας.

Οπότε στο δρόμο ακολουθούμε αυστηρά τις πιέσεις του κατασκευαστή της μοτοσυκλέτας μας ανεξαρτήτως της μάρκας και του τύπου ελαστικών που έχουμε βάλει.

Μετράμε τις πιέσεις τουλάχιστον μια φορά την εβδομάδα με τα ελαστικά κρύα, ειδικά τον χειμώνα όπου οι θερμοκρασίες περιβάλλοντός είναι χαμηλές κάτι που ευνοεί τις διαρροές αέρα από τις βαλβίδες. Αγοράζουμε ένα δικό μας αξιόπιστο πιεσόμετρο γιατί υπάρχουν μεγάλες αποκλείσεις στα βενζινάδικα. 

2