Raspored mase je bitniji od same težine vozila

Nije sama masa ta koja određuje ponašanje u vožnji, već njen položaj odnosno kako je raspoređena. Gornji kofer i bočne torbe čine motocikl nestabilnijim, dok suvozač, naprotiv, doprinosi stabilnosti. Ko pametno rasporedi prtljag, vozi bezbednije – kako pri ubrzavanju, tako i pri kočenju. Na upravljivost presudno utiču težište i raspored tereta.

Kako promena položaja težišta motocikla utiče na njegovo ponašanje, testom su utvrdile naše kolege iz MOTORRAD-a, na njihovom poligonu, a zatim su detalje dinamičkog ponašanja analizirali putem kompjuterske simulacije. Mi prenosimo njihova zapažanja…

Postavka eksperimenta: slalom i vožnja kroz krivinu

Postavka je sledeća. Predviđeno je da se slalom (rastojanje čunjeva 20 m) prođe konstantnom brzinom od 80 km/h i da se savlada krivina od 180 stepeni (radijus 47 m) brzinom od 50 km/h.

Za test vozilo korišćen je jedan „golać“ – BMW R 1250 R, koji je za potrebe eksperimenta opterećivan u četiri faze.

Upravljački napor nije veći

Test počinje bez dodatnog opterećenja i sa gotovo praznim rezervoarom. U toj konfiguraciji BMW, zajedno sa vozačem, teži 305,4 kg (napred 160,1 kg, pozadi 145,3 kg). Očekivano, motocikl leži stabilno i može se precizno usmeravati. Ništa se ne menja ni kada se rezervoar napuni, čime težina raste za 11,8 kg, na 317,2 kg (napred 167,5 kg, pozadi 149,7 kg).

Blago pomeranje težišta unapred i naviše čak se pozitivno odrazilo, primećuje profesionalni test-vozač Štefan Nebel: „Motocikl leži lepo čvrsto i vozim tačno tamo gde želim. Upravljački napor nije veći“.

„Motocikl se u poređenju vozi totalno užasno“

Da dodatna masa na drugom mestu može imati mnogo negativnije posledice po ponašanje u vožnji, pokazuje se nakon ugradnje gornjeg kofera (+4 kg), u koji je smešten džak sa 15 kg peska. Ukupna težina tada iznosi 266,2 kg.

Pošto je dodatnih 19 kg postavljeno veoma visoko i skroz pozadi, glavni MOTORRAD-ov tester Karsten Švers opisuje: „Motocikl se u poređenju vozi totalno užasno, preciznost i osećaj prednjeg točka potpuno su nestali. Zanimljivo, potrebna sila na upravljaču ostaje ista“. Dakle, natovaren gornji kofer ima ogroman uticaj na osećaj u vožnji, ali ne i na upravljački napor.

Može i gore

Ali može biti još gore. Sada se uključuju i dve bočne torbe, svaka opterećena sa po 15 kg. BMW R 1250 R tada bez vozača ima 121,0 kg na prednjem i 185 kg na zadnjem točku, ukupno 306 kg.

Rezultat: više nije moguće savladati slalom pri 80 km/h, jer motocikl usled pomeranja težišta unazad snažno podupravlja i pri skretanju se primetno zanosi. To zanošenje, koje zahteva stalne korekcije, prisutno je i u dugoj krivini. Objašnjenje će dati simulacija, ali pre toga se dodatno pojačava zahtevnost testa.

Šta još nedostaje?

Tako je – suvozač. Težak 88,9 kg, povećava masu BMW-a R 1250 R na 394,9 kg. Zajedno sa test vozačem od 70 kg, ukupna težina sada iznosi 464,9 kg, što za 4,9 kg premašuje dozvoljenu ukupnu masu BMW-a (460 kg).

Ipak, rezultat vožnje kroz slalom iznenađuje: „Mnogo bolje“, priznaje Karsten. Dinamičar vožnje Dirk Fiselman, međutim, ne deluje previše iznenađeno i odmah navodi razlog poboljšanja upravljivosti i stabilnosti: „Suvozač, za razliku od prtljaga, nije čvrsto povezan s motociklom“.

Pošto se u slalomu može kretati u odnosu na motocikl, on – kao i vozač – suprotstavlja dodatnu masu koja deluje poput prigušivača, pa se teško opterećeni motor lakše kontroliše. To se detaljno vidi i u narednim simulacijama.

Simulacioni model – kako funkcioniše

Ovaj simulacioni model sastoji se od osam tela (prednji i zadnji točak, gornji i donji deo teleskopske viljuške, šasija s motorom, zadnja viljuška i vozač podeljen na gornji i donji deo tela) koja su povezana zglobovima i mogu se kretati jedno u odnosu na drugo. Virtuelni motocikl se tako može kretati gotovo isto kao pravi na putu.

Da bi mogao da „vozi“ i u virtuelnom svetu, model poseduje složen model pneumatika, kao i elemente ogibljenja s oprugama i amortizerima. Pored toga, uračunate su i poprečna, uzdužna i torziona krutost viljuške, torziona krutost rama i torziona i savojna krutost zadnje viljuške.

Vozač je takođe modelovan kao pokretljiv, a uzeto je u obzir i dejstvo aerodinamike – otpor vazduha i uzgonske sile.

Rezultati simulacije

U simulaciji su posmatrana tri različita stanja opterećenja: motocikl s vozačem i praznim rezervoarom (305 kg), motocikl s vozačem, punim rezervoarom i prtljagom (375 kg) i motocikl s vozačem, suvozačem i prtljagom (465 kg). Potrebni obrtni moment za skretanje se gotovo ne menja, pa se potpuno natovaren motocikl može upravljati gotovo istom snagom na upravljaču kao i bez opterećenja.

Stručnjak za dinamiku vožnje, Beno Brandlhuber, dodaje: „Isprva ni sami nismo mogli da poverujemo, ali statičke mase imaju vrlo mali uticaj na potrebni obrtni moment u poređenju s rotirajućom masom prednjeg točka“.

Najvažnije pitanje koje je test vožnje pokrenuo glasi: šta je tačno toliko promenilo osećaj u vožnji?

Ugao poniranja nastaje usled sabijanja i izduživanja prednjeg i zadnjeg ogibljenja, tj. kretanja motocikla oko njegove poprečne ose. Što je veća razlika između ova dva pomeranja, to je veći i ugao poniranja.

Dok se opterećenje prednjeg točka u sprovedenom slalomu gotovo ne menja, varijacije opterećenja zadnjeg točka sa potpuno natovarenim koferima i gornjim koferom povećavaju se za faktor 1,6. Motocikl pozadi vidno više „upada“ i „izlazi“, a ugao poniranja raste skoro duplo.

Ova dinamička promena položaja u vožnji – moglo bi se nazvati i „divljim ljuljanjem“ – izaziva gubitak osećaja za vožnju na koji su se test vozači žalili. Praktičan zaključak glasi: prtljag u koferima i gornjem koferu značajno povećava varijacije opterećenja na zadnjem točku i time unosi nestabilnost. Težak teret zato treba pakovati u torbu koja ide preko rezervoara, a ne u gornji kofer.

A sa suvozačem?

Dolazimo time do trećeg pitanja: kako se suvozač može stabilizujuće odraziti na ponašanje motocikla? Dirk Fiseleman je to već ukratko objasnio. Ali prvo sledi prolazak kroz krivinu od 180 stepeni – koja se sastoji od skretanja, vožnje kroz krivinu i ponovnog uspravljanja motocikla.

Pokazalo se da suvozač ima prigušujući efekat, naročito na njihanje motocikla oko upravljačke ose. Njegova težina se naime ne ubraja u nepokretnu masu motocikla, već deluje suprotno od nje. Istina, za manevar su potrebni veći uglovi upravljanja (uslovljeni povećanim nagibnim uglom), ali njihanje je primetno smanjeno.

Ubrzanje s teretom

Položaj težišta je od ključne važnosti za mnoge primene u dinamici vožnje, ne samo za prolazak kroz krivine. Uzmimo, na primer, ubrzanje punim gasom i pretpostavimo da imamo koeficijent trenja µ = 1. µ („mi“) je mera prianjanja pneumatika za kolovoz. Vrednost µ = 1 se postiže na suvom kolovozu sa standardnim putnim gumama.

Za ovaj slučaj može se motocikl svesti na težište i tačku oslonca zadnjeg točka. Može se sada nacrtati linija koja pri ubrzanju polazi iz tačke oslonca zadnjeg točka. Ako je µ = 1, ta linija ide pod uglom od 45° unapred-nagore.

Tada dolazi do propinjanja (wheelie)

Ako se težište sistema motocikl-vozač nalazi ispod te linije, pri ubrzanju punim gasom došlo bi do proklizavanja zadnjeg točka (pod uslovom da motocikl ima dovoljno snage i bez kontrole proklizavanja). Ako je pak težište visoko i pozadi (npr. zbog teškog tereta i suvozača) i samim tim iznad linije, tada dolazi do propinjanja (wheelie), naravno bez elektronskih pomoćnih sistema. A optimalne uslove za ubrzanje imali bismo onda kada bi se težište nalazilo tačno na toj liniji.

Ako bi koeficijente trenja bio veći od µ = 1, kao što je slučaj sa dobro zagrejanim supersportskim gumama, tada bi linija bila položenija od 45° i (ponovo uz pretpostavku dovoljne snage motora) došlo bi još lakše do propinjanja.

Kod kočenja važi slično pravilo: što se težište više pomera nagore, to se lakše (bez ABS-a) proizvodi stoppy (propinjanje na prednji točak). Praktičan primer pokazuje merenje kočenja sa BMW-om R 1250 RT-om. Bez suvozača zaustavlja se sa 100 km/h do nule na 41,6 metara, a sa suvozačem treba 44,2 metra.

MotoRepublika

(141)