Shimmy i inne wibracje motocyklowej kierownicy to czarny sen miłośników szczególnie szybszej jazdy. Z czego wynikają i co należy robić, by uniknąć tych atrakcji? Tzw. shimmy i inne drgania motocyklowej kierownicy to dwa duże zagadnienia, które wymagają omówienia przyczyn oraz technik jazdy na motocyklu. Co robić gdy kierownica wyrwie się z rąk, drgając w dużej części swego zakresu ruchu, choć wcale nie od ogranicznika do ogranicznika, jak często to jest opisywane? Dziś bierzemy na warsztat pierwszy problem.
Shimmy – kto lub co szarpie kierownicą podczas tego zjawiska?
Shimmy i inne drgania kierownicy motocyklowej wynikają z zaburzeń kompensacji sił utrzymujących motocykl w równowadze. By zrozumieć, na czym polegają te zjawiska, trzeba prześledzić, dlaczego jednoślady podczas jazdy się nie przewracają.
Skąd się biorą siły utrzymujące jednoślad w równowadze?
Pozostający w bezruchu jednoślad zawsze przewróci się na lewą bądź prawą stronę. Wystarczy jednak, że zacznie się poruszać, by bez trudu móc pokonać w równowadze nawet setki kilometrów. Mało tego, nawet niekoniecznie po linii prostej, ale również na zakrętach, ściśle po wybranym przez kierowcę torze przejazdu. Co trzyma ten typ pojazdów w równowadze? Odpowiada za to kilka zjawisk, ale w dużej mierze to zasługa geometrii przedniego zawieszenia.
Jak geometria przedniego zawieszenia chroni jednoślad przed upadkiem?
Przednie zawieszenie każdego jednośladu – od dziecięcego rowerka po Hondę Gold Wing – zawsze ma dwie fundamentalne cechy cech.
- Oś zwrotnicy jest nachylona – przednie koło jest wysunięte ku przodowi pojazdu, co jest najbardziej widoczne w przypadku cruiserów i chopperów.
- Oś koła znajduje się przed teoretycznym punktem przecięcia z osią zwrotnicy – widać to w przednim widelcu rowerowym, który ma swoje ramiona odgięte ku przodowi albo mocowania osi przed goleniami.
Upraszczając, można stwierdzić, że właśnie te cechy geometrii przedniego zawieszenia odpowiadają za zjawisko, które niemal każdy kierowca jednośladu zna. Podczas jazdy, po swobodnym puszczeniu kierownicy, jakaś niewidzialna siła zawsze porusza kierownicą we właściwym kierunku.
Zjawisko nie ma jednak miejsca w przypadku hulajnogi z pionową osią zwrotnicy i osią koła w linii zwrotnicy – puszczenie kierownicy oznacza natychmiastowy upadek.
Kluczowa kwestia dla geometrii przedniego zawieszenia – równowaga
Jak w praktyce działa geometria przedniego zawieszenia jednośladów? Otóż jednoślady zawsze jeżdżą po łukach. Paradoksalnie ten typ pojazdu jest zdolny do jazdy na wprost tylko wówczas, gdy porusza się z wielką prędkością i za równowagę zaczyna odpowiadać efekt żyroskopowy kół. Dowód? Wystarczy spróbować pojechać rowerem z zablokowaną na wprost kierownicą.
Opisywane zjawiska działają w pewien charakterystyczny sposób. Wyobraźmy sobie, że rowerzysta bądź motocyklista porusza się na wprost. W pewnym momencie bryła pojazdu i kierowcy zaczyna nachylać się w lewo. Podczas postoju oznaczałoby to gwarantowany upadek bądź konieczność wsparcia się nogą. Tu jednak pochylenie powoduje wywołany przez kierowcę (lub automatyczny w przypadku gdy kierownica byłaby puszczona swobodnie) niewielki skręt w lewo. W konsekwencji pojazd podjeżdża pod odchyloną od pionu w lewo część swojej masy i odzyskuje równowagę.
Nieco inaczej sprawa wygląda podczas pokonywania łuku. Tam na bryłę pojazdu i kierowcy działa siła odśrodkowa, próbująca przewrócić ją w kierunku przeciwnym do kierunku zakrętu. Stąd, dla wspomnianej równowagi, bryła pochyla się w przeciwnym kierunku. Im prędkość wyższa i – co za tym idzie – wyższa wartość siły odśrodkowej, tym pochylenie musi być głębsze.
Oczywiście nie zwalnia to jednośladu z zachowywania równowagi jazdy mimo pojawienia się dwóch dodatkowych czynników – siły odśrodkowej i zmiany kierunku wektora siły ciążenia.
Znacznie upraszczając, można powiedzieć, że motocykl podczas jazdy jest utrzymywany w równowadze przez dwie siły ciągnące go za główkę ramy: jedną ciągnącą w lewo i drugą w prawo. By się nie przewrócił, obie te siły muszą pozostawać w równowadze.
W jakiej sytuacji dochodzi do „shimmy” lub innego rodzaju drgań kierownicy?
Do „shimmy” i rozmaitych innych drgań przedniego zawieszenia motocykli dochodzi w sytuacji, gdy zaburzona zostanie równowaga sił odpowiadających za utrzymywanie motocykla w pionie bądź w odpowiednim do wartości działającej siły odśrodkowej pochyleniu. Kiedy dochodzi do takich sytuacji? Zawsze, gdy pojawia się czynnik wzbudzający i istnieje margines luzu w zakresach sztywności układu pozwalający na wygenerowanie drgań harmonicznych, lub paradoksalnie – gdy układ jest zbyt sztywny.
Czynniki mogące wzbudzić drgania układu kierowniczego jednośladu to:
- nierównomiernie zużyte opony pojazdu lub skrzywienia obręczy i tarcz hamulcowych;
- najechanie na nierówność drogi;
- nieumiejętne zakończenie odcinka jazdy z przednim kołem uniesionym ponad powierzchnię drogi;
- dodatkowa masa zawieszona na kierownicy (torebki, piórniki).
Czynniki tworzące możliwość samoistnego powstania drgań to zwykle:
- zużyte łożyskowanie główki ramy;
- zużyte łożyskowanie ślizgowe przedniego widelca bądź przegubów w przypadku zawieszenia zwrotnicowego;
- zużyte łożyskowanie kół;
- zużyte łożyskowanie tylnego wahacza.
Czy każdy motocykl jest równie podatny na „shimmy” i innego rodzaju drgania kierownicy?
Układy kierownicze motocykli projektowane są zawsze w sposób zapewniający jednośladom pożądane cechy. Dwa bieguny, do których zbliżają się konstruktorzy, to:
- poręczność – zdolność do łatwego wyprowadzania pojazdu z jazdy po prostej;
- stabilność – zdolność do stabilnego utrzymywania kierunku jazdy na wprost.
Oczywiście Ducati Panigale V4 będzie zaprojektowane w kierunku uzyskiwania dużej poręczności, natomiast Harley-Davidson Road Glide w kierunku stabilności. Warto pamiętać, że im bardziej geometria przedniego zawieszenia ukierunkowana jest na uzyskiwanie poręczności, tym tendencja do występowania drgań, w tym „shimmy”, jest większa.
W następnym artykule wyjaśnię, jak zapobiegać powstawaniu drgań układu kierowniczego i co robić gdy do nich dojdzie.
Tylko u nas – 5 lat ochrony
Twoje bezpieczeństwo jest dla nas ważne. Nasze produkty są objęte naszym bezpłatnym programem 5 lat ochrony, dzięki któremu możesz otrzymać wsparcie w przypadku kradzieży czy uszkodzeń. Aby skorzystać z tej wyjątkowej oferty, zarejestruj swój zakup na naszej stronie internetowej.
