ЯВА с прогрессивной задней подвеской

Наверное, многие со мной согласятся, что каждый конкретный мотоцикл должен отвечать требованиям своего хозяина, быть подогнан под него, как хорошая перчатка по руке. Только тогда езда доставляет удовольствие и радость. В этом, как мне кажется, и причина возникновения всех самодельных и доработанных конструкций (ну, может быть, еще и тщеславие, желание самоутвердиться - тоже ведь двигатель прогресса!). Скажи мне, каков твой мотоцикл, и я скажу кто ты, тоже ведь верно. Бородатый, с пивным брюшком, мощный байкер органично смотрится на "Харлее", а представьте его на кроссовой "125-ке", смешно, да? Это лирическое вступление для того, чтобы пояснить, что побудило меня заняться тюнинговой доработкой своей "Явы-638".

Одна из немаловажных проблем, которая встала передо мной в процессе эксплуатации, - ходовая часть мотоцикла. Не секрет, что "Ява" очень мягкий, я бы даже сказал женский мотоцикл, доброжелательный к водителю, отлично ведущий себя на ровной дороге. Но на бездорожье поневоле приходится снижать скорость, сказывается малый ход подвесок (150 мм спереди, 90 мм сзади) и небольшая жесткость. Как же сделать одинаково комфортной езду на любых дорогах? Не открою большого секрета, если скажу, что эта задача была давно и успешно решена с помощью подвесок с прогрессивной характеристикой. В начале хода довольно мягкая работа (ровная дорога, мелкие неровности), о затем, чем дальше, тем жесткость амортизирующего элемента все больше и больше возрастает по нелинейному закону (крупные неровности), а в идеале - бесконечное возрастание жесткости в конце хода, чтобы амортизатор никогда не срабатывал до конца (безударная работа при прыжках) Так, например, работают подвески мотоциклов эндуро. Это как раз и отвечает моей концепции универсального мотоцикла - и для дальних поездок по шоссе, и для рейдов по бездорожью. Итак, задача поставлена, можно переходить к ее реализации.

Рис.2. Маятник заднего колеса: 1 – маятник, 2 – распорная втулка, 3 – сальник, 4 – подшипники, 5 – стопорное кольцо, 6 – дистанционная втулка, 7 – закрывающие пластины, 8 – усиливающие пластины

Хода колес в 220 мм в принципе оптимальны для неспортивных эндуро. С передней подвеской было довольно просто, я поставил вилку от "ИЖ-П5-013" (довольно жесткая на кручение, прочная, ведь диаметр труб 38 мм, кроме того, применил самодельные траверсы толщиной 40 мм из дюраля), увеличил ее ход со 180 мм (фактически вместо 200 мм был такой) до 220 мм, немного изменил работу гидравлики на отбой и ввел третью пружину с увеличенной жесткостью для большей прогрессивности. А вот с задней подвеской пришлось повозиться.

Основной трудностью в доработке готовой конструкции является вмешательство в проработанные узлы, сложность компоновки. Заводские конструкторы, проектируя мотоцикл "с листа", увязывают раму вокруг двигателя, состыковывают ее с подвесками, колесами и т.д., им легче. А здесь все настолько завязано друг с другом, тронешь одно, приходится изменять другое. Чтобы было минимальным "хирургическое" вмешательство, я выбрал кинематическую схему с нижним расположением шатунов (рис.1).

Рис. 3. Детали подвески: а - рычаг, б - шатуны(тяги), * - размеры для справок, ** - гарантированный нагяг в соотношении рычаг (шатун) - втулка 0,05-0,1 мм

Задняя вилка с целью снижения веса выполнена из дюралюминия марки Д16Т, прямоугольного сечения 35x70 мм. Чтобы получить достаточную жесткость на изгиб и кручение, применена так называемая "сотовая" конструкция - вернее, "псевдосотовая", что связано с технологическими трудностями (литье под давлением в кокиль мне недоступно, пришлось обходиться фрезеровкой) (рис.2) "Сотовые" конструкции давно применяются в самолетостроении и отличаются феноменальной прочностью. Расчеты на компьютере методом "конечных элементов" (тот, кто изучал сопромат, поймет, о чем я говорю) показали, что несмотря на увеличение длины маятника прочность увеличилась по сравнению со штатным (диаметр трубы 32 мм, стальной) в среднем в 2,3 раза, а вес остался практически тот же. Верх и низ вилки закрыт от грязи пластинами из дюраля толщиной 2 мм, крепящимися винтами МЗ впо-тай, но лучше, конечно, проварить аргонно-дуговой сваркой по контуру. Вилка подвешена на подшипниках 104, под ось диаметром 20 мм. Так как штатная ось диаметром 22 мм, предусмотрены втулки в раму 22x20x5 мм. Ось полая внутри, с отверстием под рычаг тормоза диаметром 14,5 мм, закаленная, материал - сталь 45. От грязи подшипники закрыты сальниками, аналогичными колесным Снизу вилки предусмотрено крепление шатунов осью диаметром 1 4 мм. Вообще, все оси сделаны одного диаметра - 14 мм, закаленные, из стали 45 или 40Х. Рычаг и шатуны вращаются на запрессованных бронзовых втулках (БрБ2 или ЛС63), диаметром 20x14 мм, гарантированный зазор в сопряжении ось - втулка 0,01-0,03 мм. Конечно, я понимаю, втулки -- это старомодное решение, более современное и, значит, лучшее - игольчатые подшипники, но я исходил из соображений компактности, доступности (выточить втулку дело минут, а достать подшипник может быть проблемой), дешевизны, и, в конце концов, углы поворотов невелики. Кстати, после пробега 35000 км износа во втулках практически нет, а я планировал менять их через 30000 км, ресурс еще не выработан. Втулки закрываются от внешних воздействий уплотнениями - кольцами из маслостойкой резины Осевой зазор между рычагом и шатунами, шатунами и креплениями вилки и т.д. равен 2 мм, толщина резиновых колец несколько больше -- 2,5 мм, поэтому при монтаже они сдавливаются, что обеспечивает необходимое уплотнение.

Рычаг и шатуны выполнены также из дюраля Д16Т, для облегчения внутри выбраны пазы (рис.3).

Рис.4. Система смазки: 1 - емкость для масла, 2 - фильтр воздуха, 3 - тройник, 4 - подводные шланги, 5 - штуцер подвода масла к подшипникам задней вилки, 6 - подвод масла к втулкам шатуна, 7 - задняя вилка, 8 - шатун, 9 - рычаг, 10 - ось крепления рычага к канавкам для смазки

Немаловажное значение для работоспособности и долговечности всего узла оказывает смазка, поэтому здесь применена целая система (рис.4). Она состоит из резервуара емкостью 150-200 мл, подводящих трубок к подшипникам задней вилки, к втулкам рычага и шатунов. Оси имеют спиральные канавчи для смазки, по длине не выходящие за пределы втулок (чтобы не вытекало масло наружу), а ось рычага, крепящего его к раме внутри, полая (отверстие диаметром 3,5 мм), с обоих концов врезаны штуцеры для подвода масла. Ось составная, из двух частей, сделано это из соображений удобства монтажа. Внутри рычага и шатунов также имеются смазочные отверстия. Масло подается самотеком, и одной заправки резервуара при нормальном уплотнении хватает на 10-15 тыс. км.

Амортизатор я применил от ВАЗ-2101, передний, ход его 83 мм, вполне хватает. Но тут надо учесть одну тонкость, мотоциклетные амортизаторы ограничивают поворот вилки на обратном ходу, а на автомобиле стоят ограничители перемещения рычага, т.е. амортизатор в конце хода не испытывает нагрузки разрыва. Значит, надо и здесь предусмотреть отбойники, иначе в экстремальных ситуациях, например, при прыжке, шток амортизатора (диаметром 12 мм) может не выдержать, неподрессоренные массы все-таки велики. Корпус амортизатора доработан, удлинен, немного изменены характеристики отбоя. Пружина также "жигулевская", передняя, конструкция амортизатора такова, что предусмотрена регулировка жесткости поджатием в весьма широких пределах от самой мягкой, на одного человека весом 60 кг для движения по шоссе, до самой жесткой, для прыжков с трамплина, ход регулировок 100 мм (рис.5). Амортизатор двухтрубный, расположен вертикально, штоком вверх, поэтому не требует дополнительного балончика для создания давления, хотя в корпусе я все же предусмотрел отверстие с резьбой М10 под его присоединение для трудных, напряженных трасс.

Наиболее ответственная операция - доработка рамы. Так как амортизатор конструктивно размещается в центре рамы под баком, необходимо удалить перемычку, на которой стоят коробка под аккумулятор и воздухофильтр. Но перед тем, как резать раму, сначала нужнс приварить усиливающие элементы (рис. 6), причем, чтобы не нарушить геометрию рамы и не ослабить прочность, следует пользоваться электросваркой, электродами диаметром 3-3,25 мм, АМО-26. Варить участками по 25-30 мм, чтобы не вызвать вредного перегрева и коробления, кроме того, при этом не требуется и отжиг для снятия напряжения. Верхний узел крепления амортизаторе находится в силовой связке труб рамы что наиболее благоприятно с точки зрения распределения сил и нагрузки. Боковые элементы 1 (рис.6) можно сделать вырезав соответствующие участки другой, старой рамы, элемент 2 из трубы диаметром 20-22 мм.

Рис.5. Амортизатор: 1 - шток амортизатора, 2 - резиновый буфер, 3 - гайка, 4 - пружина, 5 - корпус амортизатора, 6 - отверстие под присоединение баллончика

Так как. теперь аккумулятор и соответственно коробку под него нельзя поставить на старое место, разместим его сбоку, приварив полочку в треугольнике труб рамы. С другой стороны от аккумулятора на текстолитовой пластине размещено все электрооборудование: реле и т.д.

Рис.6. Доработка рамы: 1 - боковые силовые элементы, 2 - нижний силовой элимент, 3 - полочка под аккумулятор, 4 - крепление рычага, 5 - пластина, для размещения электрооборудования, 6 - верхний узел крепления амортизатора

Воздухофильтр тоже не разместить по-прежнему, поэтому я доработал его коробку от 634 модели (не хотелось резать свою, но можно использовать и штатную), подрезав ее по ширине и высоте, чтобы входила в раму сверху, а потом пропаял ее паяльником - не сложно, пластик все-таки. Крепится она винтами-саморезами к раме в трех точках, по бокам и сзади. После сборки необходимо проверить, не цепляет ли колесо за коробку фильтра при максимальном ходе, зазор должен быть минимум 10 мм. Подвод очищенного воздуха к карбюратору осуществляется гофрированным гибким шлангом (от "печки" УАЗа), в принципе можно любым, резиновым, например, лишь бы был маслостойким и внутренний диаметр был не меньше входного диаметра карбюратора. Отверстие под шланг в коробке фильтра находится сбоку, и шланг огибает амортизатор.

Железный подкрылок убирается, вместо него из тонкого гибкого пластика ставится щиток с креплением саморезами к крылу и коробке фильтра, а нижний край фиксируется планкой задней вилки (рис. 6). Так как длина маятника увеличилась, а ход его возрос в 2,5 раза, возникает проблема с цепью и ее защитой. Чехлы цепи удлиняются, технология проста: от старого чехла отрезается передняя часть нужного размера с припуском 20-25 мм, затем этот отрезок стыкуется со штатным на герметике Кроме защиты, чехлы при большом ходе маятника служат и успокоителями цепи, ведь приходится делать ее провис не 20-30 мм, как по инструкции, а 40-50 мм, чтобы при максимальном срабатывании она не перетянулась. А вообще, на мотоциклах эндуро давно отказались от защиты цепи чехлами и кожухами Применяют грязезащищенные О-ппд, кроме того, при разрыве цепи велика вероятность заклинивания ее в кожухах (чем это чревато, сами понимаете), неудобно менять звездочки, настраиваясь на определенные трассы Я, исходя из этого, отказался от чехлов и кожуха, цепь поставил с шагом 15,875 мм на 114 звеньев от кроссового CZ, которая гораздо прочнее, чем штатная (можно и "ижевскую", но ресурс ее не очень велик) Для хороших дорог и города использую комплект звездочек 13*41,42 зуба (аналог "явского" передаточного отношения 17-52 зуба), для рейдов 13-49 зубьев, а для очень пересеченной местности 13-51 зуб.

Рис.7. Система натяжения и ориентации цепи: 1 - ведущая звездочка,2 - цепь, 3 - успокоитель цепи, 4 - грязеотсекатель, 5 - задняя вилка, 6 - ведомая звездочка, 7 - натяжитель цепи, 8 - ловушка, 9 - ролик, 10 - подшипники №200, 11 - распорная втулка.Рис. 7. Система натяжения и ориентации цепи: 1 - ведущая звездочка,2 - цепь, 3 - успокоитель цепи, 4 - грязеотсекатель, 5 - задняя вилка, 6 - ведомая звездочка, 7 - натяжитель цепи, 8 - ловушка, 9 - ролик, 10 - подшипники №200, 11 - распорная втулка

Для того чтобы цепь при максимальном провисе не соскакивала, предусмотрена целая система: ловушка цепи на задней звездочке, ролик натяжения (крепится к кронштейну на раме, к которому присоединяется глушитель), на вилке сверху стоит успокоитель (сделан из башмака натяжителя цепи ГРМ от ВАЗ-2101, 03, 06) (рис.7). Как все это размещается и работает, можно посмотреть на кроссовом мотоцикле. Оттуда же можно позаимствовать ролик и ловушку, ну а если нет такой возможности - великолепный ролик получается из хоккейной шайбы, а ловушка из дюраля толщиной 2 мм и жесткой маслостойкой резины или капролактана.

Рис.8. Размещение фильтра и грязевого щитка: 1 - коробка воздухофильтра,2 - заднее крыло, 3 - защитный шиток, 4 - точки крепления, 5 - планка фиксации щитка, 6 - шланг подвода очищенного воздуха к карбюратору

Ну и краткое резюме в конце. "Ява" с такой прогрессивной подвеской прошла около 35000 км в сезоне 96 года. Было все- и шоссейные дороги с полной нагрузкой - туристическое снаряжение плюс пассажир, и бездорожье, и рейды по пересеченной местности с высокой скоростью (в ходе подготовки к соревнованиям на эндуро "Чернозем-трофи" проверил на себе проходимость всех трасс), и прыжки. Опыт этой эксплуатации показал верность всех теоретических расчетов, то есть "попал" и с жесткостью пружины, и с прочностью, и с кинематикой. Вся система работает надежно, управляемость мотоцикла улучшилась, комфортность езды возросла, значительно увеличилась безопасная скорость езды по неровностям. Без риска падения можно ехать по "гребенке" со скоростью 80-100 км/ч, все "глотает" и гасит достаточно энергоемкая подвеска. Я, конечно, не претендую на истину в последней инстанции, может, кто-то и сделает гораздо лучше меня, но я предлагаю готовое, отработанное, испытанное решение, причем задача оптимизирована по следующим факторам; потребительские качества, стоимость доработки, доступность деталей, узлов и материалов, доступность станочных работ, трудоемкость, ремонтоспособность, надежность и долговечность, И если кто-нибудь захочет повторить в металле эту конструкцию, желаю успеха!

Сергей Янкин, инженер
Прислал материал: Шуйский Владимир