Przy okazji szukania czegoś o wymianie oleju w zawieszeniu znalazłem parę słów o rozwiązaniach stosowanych w BMW.
Telelever
Przednie zawieszenie Telelever było krokiem do przodu, który BMW poczyniło w konstrukcji podwozi motocyklowych. Ten system w prosty i efektywny sposób oddziela funkcję sterowania od funkcji resorowania/tłumienia, tym samym znacznie podnosząc komfort jazdy. Funkcja prowadzenia koła jest nadal pełniona przez widelec składający się z dwóch kolumn składających się z rur ślizgowych i rur stałych o maksymalnym kryciu. Dzięki możliwości pełnego zsunięcia się rur, układ ten oferuje dużą stabilność.
Wahacz pchany mocowany w przedniej części rany wspiera widelec i przednie koło. Centralny amortyzator zapewnia resorowanie i tłumienie. W przeciwieństwie do konwencjonalnego widelca teleskopowego, widelec w konstrukcji Telelever ugina się tylko nieznacznie podczas hamowania i pokonywania przeszkód, a więc nie dochodzi do „dobijania” zawieszenia. Kolejnymi zaletami konstrukcji Telelever o mniejszej średnicy rur nośnych niż w tradycyjnym widelcu teleskopowym jest niższa masa i bardzo wysoka reaktywność. Dzięki małym masom nieresorowanym i szybkiej reakcji zawieszenie znakomicie utrzymuje kontakt z podłożem w nierównym terenie. Geometria systemu Telelever pozwala na zminimalizowanie reakcji widelca podczas gwałtownego hamowania, zapewniając kierowcy lepsze panowanie nad motocyklem. Zgromadzone dane dowodzą, że oddzielenie funkcji kierowania przednim kołem od funkcji resorowania zapewnia lepszy kontakt koła z podłożem, a tym samym krótszą drogę hamowania. A oto kolejna zaleta systemu Telelever: elektroniczna regulacja systemu ABS jest precyzyjniej dostrojona. Pomimo pulsowego charakteru siły hamowania, nie występują tu wahania wysokości zawieszenia. Słowem, system Telelever przyczynia się do podniesienia komforty jazdy, pozwala zaspokoić potrzebę sportowej, szybkiej jazdy, jednocześnie zwiększając bezpieczeństwo w krytycznych sytuacjach drogowych.
W obecnej generacji modeli z płaskimi twinami po raz pierwszy zastosowano poprawioną, lżejszą wersję systemu telelever. Dzięki zmienionym właściwościom kinetycznym, osiągnięto większą stabilność hamowania i jeszcze bardziej zredukowano „nurkowanie”. W R 1200 R i RT, średnica rur widelca wynosi 35 mm, a w R 1200 S, ST i R 1200 GS oraz R 1200 GS Adventure - 41 mm. Zoptymalizowany w celu zapewnienia większej precyzji dostrojenia centralny amortyzator w R 1200 GS i R 1200 GS Adventure może zostać mechanicznie ustawiony w dziewięciu równych pozycjach, zapewniając skok zawieszenia o długości od 190 do 220 mm To bardzo dużo, nawet do forsownej jazdy terenie.
Widelec teleskopowy WAD: widelec odwrócony o progresywnej charakterystyce tłumienia.
Charakterystyczny dla BMW system telelever nie oferuje dostatecznie dużego skoku zawieszenia przedniego, wymaganego do intensywnej sportowej jazdy terenowej. Dlatego też w motocyklu HP2 Enduro przednie koło jest prowadzone przez wysokiej jakości widelec teleskopowy typu upside-down o imponującym skoku 270 mm.
Chociaż płynna regulacja fazy odbicia i kompresji są standardem w tego rodzaju zawieszeniach, to progresywna charakterystyka tłumienia jest w motocyklu produkowanym seryjnie nowością na skalę światową. Progresywna charakterystyka dowiodła już swoich zalet w tylnych zawieszeniach szeregu modeli motocykli BMW.
Zasada progresywnej charakterystyki tłumienia wywodzi się ze sportów terenowych i ma za zadanie pogodzić dwa wymogi, które w rzeczywistości są ze sobą sprzeczne: czułość reakcji zawieszenia przy małych nierównościach i małym obciążeniu oraz wysoki stopień ochrony w razie mocnych uderzeń, a nawet skoków. Innymi słowy, amortyzator jest miększy przy małych ugięciach i twardszy przy dużych. Taka progresywna charakterystyka widelca teleskopowego była dotąd nieosiągalna. W tym widelcu, progresywna charakterystyka tłumienia jest realizowana przez dwuzakresowe tłumienie w fazie kompresji: oddzielnie regulowane dla pierwszych 2/3 skoku i oddzielnie dla końcowej 1/3 skoku. Dzięki temu kierowca może ustawić widelec tak, aby był czuły w głównym zakresie kompresji, i jednocześnie zapewniają znacznie większe tłumienie w ostatnich kilku centymetrach skoku, dla zapewnienia bezpiecznego zapasu skoku.
Amortyzator WAD
Skrót WAD dotyczy do tłumienia uzależnionego od skoku zawieszenia i wywodzi się ze sportu terenowego. Firma BMW Motorrad zaadoptowała zasadę WAD i rozwinęła ją. Ten nowatorski system tłumienia jest obecnie wykorzystywany w tylnych amortyzatorach motocykli R 1200 ST, R 1200 RT, R 1200 GS i R 1200 GS Adventure. Luksusowy motocykl tyrystyczny K 1200 LT również posiada amortyzator WAD. Dzięki tej funkcji, znacznie wzrósł komfort i bezpieczeństwo jazdy w sytuacjach ekstremalnych.
Systemy zawieszeń w motocyklach pełnią zasadniczo dwie funkcje: muszą reagować na najmniejsze nierówności i wyboje w nawierzchni, tak, aby nie doszło do uderzenia w podwozie. Dotyczy to zwłaszcza sytuacji, w której motocykl jest w pozycji całkowicie pionowej i jest obciążony masą kierowcy i wyposażenia. W takiej sytuacji zawieszenie jest już skompresowane o około 1/3 pełnego skoku. System resorujący i tłumiący musi być twardszy podczas ostrego przyśpieszania, jak również na wybojach i nierównych podłożach. Nawet, jeżeli zawieszenie jest niemal całkowicie skompresowane, amortyzator nie powinien „dobijać". Takie zachowanie jest możliwe dzięki progresywnej charakterystyce resorowania i tłumienia. Motocykle BMW linii R i K wykorzystują sprężyny progresywne oraz amortyzator połączony skośnie z wahaczem paralever. Napięcie wstępne sprężyny może być w wygodny sposób regulowane odpowiednio do obciążenia przy użyciu pokrętła. Regulacja jest płynna i dokonuje się hydraulicznie.
Amortyzator WAD posiada również system tłumiący, którego opór wzrasta wraz z kompresją, tzn. tłumienie jest tym większe, im większe ugięcie zawieszenia. System ten pozwala również na precyzyjne dopasowanie tłumienia w fazie kompresji i odbicia do rodzaju i sposobu użytkowania pojazdu. Konstrukcja ta potencjalnie umożliwia wzrost tłumienia w fazie kompresji o 100%, oraz o 50% w fazie odbicia. Ten opatentowany system tłumienia firmy BMW Motorrad w oczywisty różni się działaniem od systemów konwencjonalnych. Równolegle go głównego tłoka w amortyzatorze, wewnątrz pustego kanału tłoka, pracuje dodatkowy tłok, stanowiący dodatkowy system tłumienia. Zarówno amortyzator WAD jak amortyzatory nieposiadające charakterystyki progresywnej pozwalają kierowcy na regulację tłumienia w fazie odbicia stosownie do stylu jazdy i przystosowanie motocykla do jazdy szosowej lub terenowej.
Zawieszenie pneumatyczne
Nowy amortyzator tylny w motocyklu HP2 Enduro, to kolejny przykład nowatorskiego rozwiązania konstrukcji zawieszeń motocyklowych zastosowanego przez BMW. Nowy pneumatyczny system tłumienia, w którym powietrze odpowiada zarówno za resorowanie jak tłumienie, jest o niemal 2 kg lżejszy od konwencjonalnych amortyzatorów ze stalowymi sprężynami śrubowymi i tłumieniem olejowym: ten innowacyjny element waży tylko 2,3 kg.
Podstawowa zasada budowy amortyzatorów pneumatycznych jest analogiczna do amortyzatorów konwencjonalnych: tłoczek porusza się w cylindrze, ale zamiast oleju, przepycha z jednej komory do drugiej powietrze. Tłumienie jest uzyskiwane przez zdławienie przepływu powietrza przez zawór płytkowy, a resorowanie - przez kompresję powietrza.
Powietrze jest medium posiadającym optymalne właściwości do pracy w pneumatycznym układzie resorująco-tłumiącym.
Pod większym obciążeniem (kiery zawieszenie jest mocno ściśnięte) i przy wyższych temperaturach (po dłuższym czasie pracy), ciśnienie w układzie wzrasta, powodując naturalną progresywność charakterystyki sprężynowania: im wyższe jest ciśnienie w powietrza, tym większa siła jest potrzebna, aby to powietrze jeszcze bardziej sprężyć. Takie zachowanie zapewnia stanowi dobre zabezpieczenie przed przeciążeniem, które rośnie wraz z obciążeniem.
Rosnąca lepkość powietrza pod dużym obciążeniem również przyczynia się do naturalnego wzrostu progresywności tłumienia przy wyższych temperaturach, bez ryzyka przegrzania, które występuje w konwencjonalnych amortyzatorach.
Precyzyjne dopasowanie wewnętrznego przepływu powietrza i wielkości średnicy zaworu jest z kolei źródłem tłumienia niezależnego od częstotliwości ugięć oraz selektywnego tłumienia zależnego od częstotliwości ugięć: tylne koło idealnie podąża za wszystkimi nierównościami, również z bardzo krótkimi i następującymi bardzo szybko po sobie (np. na pofałdowanym metalowym torze testowym). Optymalny kontakt z podłożem w każdej sytuacji oznacza z kolei idealne przeniesienie sił podczas przyśpieszania i większe bezpieczeństwo hamowania.
Mniejsze masy nieresorowane systemu mają również pozytywny wpływ na charakterystykę reakcji amortyzatora i przyczepność tylnego koła.
Z zewnątrz pneumatyczny jednostka resorująco-tłumiąca składa się z aluminiowego cylindra będącego właściwym amortyzatorem, który zawiera dwie komory powietrzne oraz z hermetycznego gumowego miecha, który całkowicie uszczelnia amortyzator wraz z tłoczyskiem. W ten sposób zespół jest chroniony przez zanieczyszczeniem ziemią, co ułatwia jego konserwację i zapobiega uszkodzeniu o-ringu tłoka przez pył. Amortyzator napełnia się powietrzem atmosferycznym przez zwykły zawór automatyczny. W zestawie znajduje się wysokociśnieniowa pompka ręczna i manometr. Możliwość zmiany ciśnienia powietrza w amortyzatorze pozwala na dość łatwe dostrojenie motocykla do różnych obciążeń oraz regulację wysokości siedzenia. Dla ułatwienia regulacji na ramie znajduje się pęcherzyk wskazujący normalną wysokość motocykla. Oprócz tego, regulacji można dokonać tylko za pośrednictwem małego pokrętła zmieniającym charakterystykę tłumienia, pomiędzy wariantami „Sport” a „Competition”. Pokrętło otwiera dodatkowy wąski kanał pomiędzy dodatkowy wąski kanał pomiędzy komorami powietrznymi.
Wahacz Paralever
Wahacz Paralever i wałek napędowy pomiędzy sprzęgłem a tylnym kołem charakteryzuje się nadzwyczajnie długim czasem bezawaryjnej pracy bez zmiany charakterystyki. Oznacza to, że wymagana jest jedynie minimalna konserwacja. Wałek napędowy obraca się wewnątrz wahacza Paralever. Wahacz Paralever z górnym drążkiem reakcyjnym, wykorzystywany np. w modelach R 1200 GS i K 1200 R, łączy w sobie sportowy projekt z konsekwentną, lekką konstrukcją. Redukcja wagi sprawia, że reakcja tylnego zawieszenia jest bardzo precyzyjna dzięki obniżeniu masy nieresorowanej.
Łączący w sobie funkcje prowadzenia tylnego koła i przenoszenia napędu system Paralever ogromnie redukuje siły wywierane przez wałek napędowy, które w przeciwnym razie utwardzałyby zawieszenie podczas przyśpieszania. Zjawisko to jest efektywnie eliminowane - konwencjonalny wahacz musiałby mieć ponad 1,4 m długości, aby poradzić sobie z tym zadaniem. Zaletą nowej konstrukcji jest znacznie większy prześwit w okolicy tylnego koła. N.p. skok tylnego zawieszenia R 1200 GS wynosi 200 mm, efektywnie redukując „dobijanie” na wybojach.
Lekki odlew obudowy przekładni tylnej osi połączony jest przegubowo z lekkim odlewem jednostronnego wahacza pralever. Znajduje się w nim wałek napędowy. W punkcie ugięcia tego złącza znajduje się dodatkowy przegub uniwersalny wału napędowego przenoszący moc na przekładnię napędową tylnego koła, której obudowa połączona jest drążkiem reakcyjnym z ramą. Sam wał napędowy jest również połączony ze zdawczym wałkiem skrzyni biegów przegubem uniwersalnym znajdującym się w osi obrotu wahacza. Kinetyka systemu Paralever jest tak zaprojektowana, że wał napędowy nie zmienia długości, a więc nie jest potrzebny żaden element suwakowy. Dla zapewnienia dodatkowej wygody, wałek posiada zintegrowany tłumik sił skręcających. Wahacz Paralever jest osadzony w osi obrotu w ramie - zarówno w ramie z lekkich stopów modeli K, jak i w stalowej konstrukcji modeli z płaskim twinem - na bezobsługowych, regulowanych, stożkowych łożyskach rolkowych. Cały układ napędowy opiera się na ramie za pośrednictwem centralnego amortyzatora na wahaczu. Poza wymianą oleju wykonywaną w ramach regularnych przeglądów okresowych, układ napędowy we wszystkich motocyklach BMW - zarówno z płaskimi silnikami 2-cylindrowymi jak i w modelach K z silnikami 4-cylindrowymi - jest bezobsługowy. Teraz jednak przekładnia końcowa systemu Paralever jest - po raz pierwszy w historii tego rozwiązania - dożywotnio napełniona olejem, zarówno w modelach z płaskimi twinami jak i z silnikami 4-cylindrowymi.
Oprócz samego układu Paralever, pozostałe elementy układu napędowego również zostały udoskonalone i odchudzone. Całość jest znacznie sztywniejsza. Stożkowe i koronowe koło zębate przekładni napędowej tylnej osi zostały w nowych modelach dodatkowo wzmocnione, dla zapewnienia wyższych osiągów. Słowem, układ przeniesienia napędu na tylną oś jest teraz mniejszy i lżejszy. W połączeniu z zoptymalizowaną wagowo konstrukcją wahacza oraz większemu o 50 mm światłu obudowy przegubu napędowego, znacznie zredukowano masę nieresorowaną oddziaływującą na tylne koło. Dzięki temu na nierównych nawierzchniach zawieszenie reaguje szybciej i precyzyjniej. Większe światło kanału osi zapewnia również lepsze odprowadzanie ciepła z obudowy tylnej osi.
ESA (Elektroniczna regulacja charakterystyki zawieszenia)
Pierwszy elektroniczny system regulacji zawieszenia motocyklowego - ESA - miał swoją premierę w modelu K 1200 S. Ten opcjonalny element wyposażenia pozwala kierowcy idealnie dostosować zawieszenie do stylu jazdy, obciążenia motocykla i warunków drogowych.
Przy użyciu przycisku przy lewej manetce kierownicy kierowca może zmienić napięcie wstępne sprężyny i charakterystykę tłumienia tylnego i przedniego amortyzatora. Regulacja zachodzi dwuetapowo, za pośrednictwem jednostki sterującej centralnego systemu elektronicznego.
W pierwszym etapie kierowca wybiera napięcie wstępne sprężyny odpowiednie do obciążenia motocykla (jazda w pojedynkę; z bagażem lub pasażerem; z bagażem i pasażerem). Silnik elektryczny dokonuje regulacji, która ze względów wydajności i bezpieczeństwa możliwa jest tylko podczas postoju.
W drugim etapie, kierowca wybiera charakterystykę tłumienia odpowiednią do jego stylu jazdy: dostępne są ustawienia Sport, Norml i Comfort. Ustawienie charakterystyki tłumienia można zmieniać również podczas jazdy. W przednim amortyzatorze ESA regulowane jest tłumienie w fazie odbicia, a w tylnym amortyzatorze regulowane jest zarówno tłumienie w fazie odbicia, jak w fazie kompresji. Rzeczywista regulacja jest dokonywana przez silniki skokowe znajdujące się bezpośrednio przy amortyzatorze. System elektroniczny wybiera ustawienie tłumienia, które jest odpowiednie do wybranego napięcia wstępnego sprężyny: w ten sposób sprężynowanie i charakterystyka tłumienia są zawsze idealnie dopasowane. Ponieważ kierowca może łączyć ze sobą wszystkie trzy ustawienia do różnych obciążeń i stylów jazdy, w rzeczywistości dostępnych jest ogółem dziewięć programów regulacyjnych. Aktualnie wybrany program jest wskazywany na wyświetlaczu informacyjnym w kokpicie.
Elektroniczny system regulacji zawieszenia motocyklowego ESA ma taką przewagę nad konwencjonalną mechaniczną regulacją napięcia wstępnego sprężyny i charakterystyki tłumienia amortyzatora, że zapewnia stałą, harmonijną koordynację pracy wszystkich elementów zawieszenia. A przy tym kierowca oszczędza czas, ponieważ nie musi się brudzić i „bawić” narzędziami: zamiast tego po prostu naciska przycisk, a ustawienia zmieniają się same w ciągu 10 sekund. Umożliwia to bardzo szybką regulację zawieszenia, np. jeżeli decydujemy się zabrać pasażera, lub kiedy jakość nawierzchni się gwałtownie zmieni.
System ESA w motocyklach BMW K 1200 S, K 1200 R, R 1200 R i R 1200 RT jest wygodnym i szybkim i łatwym w obsłudze narzędziem do optymalnej regulacji zawieszenia, umożliwiającym kierowcy wykorzystanie pełnych możliwości oferowanych przez nowoczesne zawieszenie. Dlatego też system ESA jest unikalnym rozwiązaniem w przemyśle motocyklowym, wydajnie przyczyniającym się do podniesienia bezpieczeństwa i wygody na drodze.
