PREDNÉ VIDLICE ARIEL A TLMIACE VLOŽKY

O predných vidliciach, teleskopických tlmičoch
a tlmiacich vložkách.

Nasledujúci článok je výťah z článku Race Tech’s “Motorcycle Suspension Bible” (viď. http://racetech.com/html_fi les/DampingRodForks.HTML) Vidlice s tlmiacou tyčou (prietokové tlmenie) Najbežnejším riešením prednej vidlice na motorkách je tlmiaca tyč alias teleskopický tlmič.. Viem, viem: teleskopy? Prečo teleskopické tlmiče? Ak chápete princípu teleskopických tlmičov, ich obmedzeniam a riešeniam, tak ľahšie pochopíte tlmiace vložky. Teleskopické tlmiče sa používajú už roky a dnes sú bežne používané na väčšine cruiserov, cestných aj terénnych motorkách, na duál športoch, minibikoch a väčšine historických strojoch. Teleskopické tlmiče sú menej nákladné na výrobu, ale neposkytujú veľmi sofistikovaný spôsob tlmenia a ovládania.

Anatómia teleskopickej vidlice Obrázok 3.8 ukazuje časti teleskopickej vidlice. Spodná časť vidlice – klzák je pripevnený k oske predného kolesa a trubky vidlice sú hore uchytené v okuliaroch. Vo vnútri sú potom pružiny a tlmiace tyče. Hlavná pružina vidlice sa nachádza priamo na vrchu tlmiacej tyče a dole uchytená skrutkou na dne klzáka. Hlavná pružina drží odpruženú hmotu prednej časti motocykla a jazdca. Vidlica tiež obsahuje menšiu odskokovú pružinu, ktorá sa nachádza medzi spodnou časťou tlmiacej tyče a spodnou častou trubky vidlice. Odskoková pružina zamedzuje búchaniu do tlmiacej tyče, keď je vidlica úplne vysunutá. Táto pružina je používaná vo väčšine moderných vidlíc. Vrchnou časťou tlmiacej tyče je v podstate piest, ktorý má piestny krúžok, ktorý tesní vo vnútornej strane trubky vidlice. Piestny krúžok udržiava tlmiaci olej medzi tlmiacou tyčou a vnútornou časťou trubky vidlice. Na niektorých starších motocykloch (60te a 70te roky) mnohé vidlice nemali piestny krúžok. Tieto vidlice však boli problematické z pohľadu výkonu a opotrebenie bol významný faktor, ktorý ovplyvňoval spätný odskok vidlice pri pružení.

Moment stlačenia teleskopickej vidlice Keď sa vidlica stlačí (obr. 3.9), trubka vidlice (horná časť) sa pohybuje smerom dole do komory A.
Objem vytlačeného oleja je taký, aký vytlačí samotná trubka. ( To znamená objemom hrúbky steny trubky a nie vonkajším, alebo vnútorným obvodom.) Ako sa vidlica stláča, tak objem oleja v komore A sa zmenšuje a v komore B zväčšuje. Tým pádom sa tlak v komore A zvyšuje a v komore B znižuje. Avšak hneď ako vznikne pohyb, kontrolný ventil odskoku sa otvára a umožňuje oleju tiecť bez prekážky do komory B. To znamená, že tlak v komore B je o čosi menší ako v komore A a dá sa povedať, že obe komory sa stávajú jednou komorou AB. V tomto momente objem oleja, ktorý vytláča hrúbka trubky vidlice stále musí uniknúť z komory AB. Uniká cez otvory tlmiacej tyče, ktoré sú na spodu tlmiacej tyče a olej sa presúva do komory C. Taktiež môže prechádzať cez otvory odskoku vidlice, ale len v malom množstve. Tlmenie stlačenia je ovládané počtom a veľkosťou otvorov a tiež viskozitou oleja. Všimnite si, že odskokové otvory vlastne redukujú celkové tlmenie kompresie, ktorá vzniká kompresnými otvormi. Tento typ tlmenia je označovaný ako otvorový/prietokový štýl, pretože tlmenie vzniká obmedzeným prietokom kvapaliny cez dierky alebo otvory. Je tiež dôležité spomenúť, že tlak oleja v komore C narastá so znížením tlaku vzduchu. Tento tlak v komore C je závislý na počiatočnom tlaku, kompresnom pomere (hladine oleja) a zdvihu vidlice. Pokiaľ stlačenie vidlice nie je príliš rýchle, tak prietokové tlmenie poskytuje pomerne pohodlnú jazdu ako predné koleso naráža na malé nerovnosti. Bohužiaľ nie všetky nerovnosti sú malé a oblé, takže ak koleso narazí na ostrý a veľký hrbol, tak prietokové otvory môžu spôsobiť veľmi nepohodlnú jazdu. Prežože olej je nestlačiteľné médium, tak čím rýchlejšie sa vidlica stláča, tým rýchlejšie je olej nútený pretekať cez otvory. Prietokové tlmenie sa zvyšuje s narastajúcou rýchlosťou. V podstate sa tlmenie znásobuje kvadraticky, takže ak rýchlosť narastie dvojnásobne, tak tlmenie sa zvýši štvornásobne. Znázornili sme to (obr. 3.10) hrubou šípkou stlačenou na vstupe cez malé otvory pri rýchlom náraze na prekážku. Kompresiu môžete vidieť na grafe na obrázku 3.11.Všimnite si, že ako sa zvyšuje rýchlosť, tak narastá aj sila. Začína to pomaly a potom rapídne rastie až do skoro vertikálnej línie. Je to skoro ako keby prietok oleja a tým pádom aj rýchlosť vidlice dosiahla svoj rýchlostný limit. Nie je to samozrejme úplná pravda, pretože tlmiaca sila sa zvyšuje s rýchlosťou, ale v praxi je to dosť limitujúce. Toto spôsobuje, že koleso odskakuje od ostrých nerovností a jazda sa stáva nepríjemnou, čo znázorňuje v grafe presun do bolestivej zóny. Ďaľším nedostatkom prietokového tlmenia, ktorý nastáva pri nízkych rýchlostiach, keď sa pri brzdení vidlica ponára. Pri týchto nízkych rýchlostiach a tým pádom aj nižšom tlmení nastáva to, že olej preteká voľnejšie a jazdec má pocit, že je motorka mäkká a príliš poddajná. Niekedy sa môže stať, že vidlica sa pri väčších nerovnostiach stlačí až na doraz.

Možno Vás napadlo zväčšiť otvor pre prietok tlmiaceho oleja ako riešenie príliš tvrdej vidlice. Táto zmena veľkosti otvoru je znázornená líniou na obrázku 3.11. Všimnite si charakteristického tvaru rybárskeho háčika, ktorú čiara vytvára. Ak je otvor menší a pocitovo je vidlica tuhšia, tak bude výrazne ostrá na väčších nerovnostiach. Väčší otvor naopak spôsobí prílišnú mäkkosť ale bude o moc lepšia pri vysokej rýchlosti. Tento štýl tlmenia teda pôsobí ako najhoršia varianta z oboch krajných situácií – prílišná tvrdosť, alebo padanie vidlice až na doraz. Tiež si všimnite, že tlmiace otvory nemusia mať okrúhly tvar. Fungovať budú aj ako štvorcové, trojúholníkové, oválne atď. Moment odskoku vidlice Teraz sa pozrieme na prietok oleja, keď sa vidlica vracia do pôvodnej (obr.3.12). Najprv sa vidlica vysunie pôsobením pružiny na tlmiacu tyč. Odskokový ventil sa zatvára a komora B sa zmenšuje, čím v nej narastá tlak na odskok na najvyššiu úroveň vo vidlici. V podstate sú dve cesty, ako môže olej pretekať z komory B: po prvé cez odskokové prietokové otvory do vnútra tlmiacej tyče a po druhé medzi vnútorný obvod kontrolného ventilu a vonkajší obvod tlmiacej tyče priamo do komory A. Odskokové tlmenie je odpor voči tomuto prietoku. Na druhej strane sa komora A zväčšuje pri odskoku a tým pádom má nižší tlak. Tento znížený tlak v komore A spôsobí, že je olej nasatý späť a naplní ju. Rovnako ako pri momente stlačenia vidlice je odpor odskoku tlmiacej tyče spôsobený prietokovými otvormi tlmenia. Odskokové tlmenie je však oveľa jednoduchšie ako kompresné tlmenie. Odskokové tlmenie vlastne ovláda len silu pružiny vidlice, na rozdiel od kompresie, keď tlmenie musí vzládať rôzne sily vyplývajúce z jazdy na nerovnom povrchu. Maximálne kompresné rýchlosti sa často líšia a sú dva až šesťkrát vyššie ako pri odskoku vidlice. Preto sú obmedzenia veľkosti prietokových otvorom menej kritické pri odskoku ako pri kompresii.

Závažným potenciálnym problémom teleskopickej vidlice je penenie oleja (obr. 3.13). Penenie je spôsobené vznikom bublín v tečúcej kvapaline spôsobené znížením tlaku. Toto sa hlavne stáva v miestach, kde tlak kvapaliny padá výrazne pod pod odparovania kvapaliny. Je to v podstate rovnaký jav ako var, ale v tomto prípade je spôsobený znížením tlaku namiesto pridaním teploty. Toto spôsobuje dva problémy. V prvom rade sa olej stáva stlačiteľným , pretože obsahuje bubliny a tým pádom výrazne ovplyvňuje charakteristiku tlmenia. V druhom rade nastáva problém, kedy bublina náhle praskne, tak vyvolá rýchlu zmenu tlaku a môže poškodiť povrch súčiastok (tento druhý problém je výraznejší u zadných tlmičov ako u predných vidlíc). Možnosť poškodenia je vyššia pri nižšom tlaku a vyššej teplote. Pri odskoku sa komora A zväčšuje a ťahá olej späť. Čím väčší je odpor prietoku spôsobený otvormi (malé otvory, hustý olej), tým väčšie je riziko penenia oleja. Taktiež príliš tvrdé pružiny a horúcejší olej môžu spôsobiť tento problém. Mýtus progresivity Toto nás vracia k starej otázke: Ako to spraviť, aby bola vidlica tuhá a pohodlná zároveň? Väčšina ľudí, ktorí ladili podvozok verili, že riešením je spraviť tlmenie a pruženie progresívnejšie. Možno ste si všimli tvar krivky na grafe týkajúceho sa prietokového tlmenia a mysleli ste si, že tá krivka je fakt progresívna! V skutočnosti je naozaj prietokové tlmenie najprogresívnejšie zo všetkých spôsobov, ale má aj svoje nevýhody (tuhosť, dopadanie na dorazy). Takže vidíte, že progresívnejšie nemusí byť aj lepšie.

Degresívna krivka. Všimnite si krivku kompresného tlmenia označenú ako „degresívna“ v obrázku 3.14. Pri nízkej rýchlosti má oveľa viac utlmené stláčanie. To spôsobí chovanie vidlice tuhšie pri prudkom brzdení a tým pádom lepšie zvláda ponáranie vidlice a prednej časti motocykla. Taktiež pomáha pri stláčaní na doraz, pretože pri každom stlačení bez ohľadu na dosiahnutú maximálnu rýchlosť samotná rýchlosť začína aj končí na nule. To znamená že tlmič pracuje počas pracovného cyklu pri nízkej rýchlosti dvakrát, takže akékoľvek zrýchlenie pri nízkej rýchlosti vylepšuje odolnosť voči stlačeniu až na doraz. Tiež si všimnite, že pri vysokej rýchlosti sa krivka nedostáva do „bolestivej zóny“. Môžete si myslieť, že riešenie je na svete, ale v realite je maximálna rýchlosť miesto, kde podvozok prichádza do kontaktu so skutočným svetom. Táto maximálna rýchlosť je čiastočne závislá od veľkosti a tvaru nerovností na ceste, rýchlosti vozidla, jeho hmotnosti a nastavenia podvozku. Najvyššia rýchlosť akú som nameral na ShockClock je 15m/s na krátkych a extrémnych dopadoch v teréne. Je to isto veľmi vysoká rýchlosť, ale zmeny v krivke pri rýchlostiach nad 15m/s v realite ani pri supercross závodoch nemá praktický význam. Tlmiaca vložka „zlatý ventil“ Naštastie pre majiteľov motoriek s teleskopickými vidlicami existuje elegantné riešenie, ako zmeniť tvar tlmiacej krivky použitím tlmiacej vložky „zlatý ventil“ od firmy Race Tech (obr. 3.18). Vynašiel som tieto tlmiace vložky v začiatku 90tych rokov, aby sa upravila krivka kompresného tlmenia, mohli sa nastavovať individuálne a to za prijateľnú cenu. S tlmiacou vložkou je kompresia pri nízkych rýchlostiach oveľa lepšia a ovládanie príjeme tuhé a pritom pohodlné pri vysokých rýchlostiach, kedy vidlica absorbuje aj veľké nerovnosti na ceste bez pocitu tuhosti.. To poskytuje jazdcovi oveľa lepšiu odozvu od riadenia a motorka je pocitovo lepšie ovládateľná v zákrutách a pritom aj veľmi komfortná. Na obrázku 3.15 môžete vidieť, že tlmiaca vložka sedí na vrchu tlmiacej tyče a drží ju hlavná pružina. Vložka má dve úlohy: poskytuje degresívne tlmenie pri stlačení vidlice a oddeľuje kompresiu od odskoku, takže obe môžu byť nastavované separátne. Pozrime sa na to, ako funguje. Tlmiaca vložka zabezpečuje ovládanie tlmenia pri kopresii tlmiacou tyčou. Aby to zvládla, tak sú prietokové otvory zväčené a v závislosti od modelu ich môže byť aj viac. Pri zväčšenej ploche prúdenia oleja sa stáva obmedzenie pri kompresii zanedbateľným. Jednoznačne je stále tam, ale vplyv je veľmi malý. Namiesto toho sa tlmenie kompresie deje v tlmiacej vložke. Pri tlmiacej vložke namontovanej na vrchnú časť tlmiacej tyče je tlmenie pri pomalej jazde riadené nízko rýchlostnými dierkami v pieste valca (obr. 3.15). Olej preteká bez obmedzenia z komory A dovnútra tlmiacej tyče a potom smerom ku komore C.

Pri najnižších rýchlostiach v systéme nie je dostatok tlaku na otvorenie hlavného ventilu piestu a všetok olej preteká cez tlmiacu vložku a jej otvory určené pre nízku rýchlosť. Pri vyšších rýchlostiach, hlavne keď koleso prichádza do styku s veľkými a ostrými nerovnosťami, alebo pri dopade zo skoku musí vidlica reagovať rýchlo. Tlak oleja narastá v komore A a pod tlmiacou vložkou do takej miery, že sa zdvihne piest tlmiacej vložky zo svojho sedla a uvoľní prietok oleja do komory C (obr. 3.16). Tlak pri ktorom sa piest otvára sa dá nastaviť pomocou nastavenia predpätia pružiny ventilu. Zmena nastavenia ovláda sklon tlmiacej krivky pri otvorenom piestiku – pozrite si škálu možného nastavenia (obr. 3.17) Pre bližšie nahliadnutia na detaily tlmiacej vložky si pozrite obrázok 3.18 na predchádzajúcej strane. Nastavenie tlmenia kompresie pre stredné rýchlosti je možné zmenou nastavenia predpätia pružiny, ktorá tlačí piestik na prednú stranu tlmiacej vložky. Zvýšením predpätia sa zvyšuje aj tlak požadovaný na otvorenie piestika. Po montáži je nastavovanie relatívne jednoduché. Ako prvé vymontujeme vrchné krycie matice vidlice a pružiny. Tlmiacu vložku následne vyberieme háčikom napríklad z ohnutej zváracej elektródy, alebo prípravkom na vyťahovanie súčiastok z hlbokých otvorov. Nastavíme predpätie pružiny vložky a namontujeme späť. Na väčšine motocyklov je to možné vykonať bez demontáže vidlice zo stroja.

Pozrime sa teraz na odskok vidlice (obr. 3.19). Namontovanie tlmiacej vložky nemení tlmenie odskoku, preto je jeho nastavenie vykonávané zmenou viskozity oleja. Aj keď sa to nemusí zdať, táto zmena je veľmi výrazná. V štandardnej vidlici bez tlmiacej vložky zmena viskozity zmení odskok, ale za cenu zmeny tlmenia pri kompresii. S tlmiacou vložkou tak veľmi nezáleží, aký olej použijete pre dosiahnutie ideálneho odskoku, pretože tlmenie kompresie je možné upraviť nastavením. Takže ako efektívne sú tlmiace vložky? Jamie James vyhral AMA National Road Race Championship v roku1994 na Yamahe s použitím tlmiacich vložiek a tiež bol súčasťou teamu, ktorý vyhral WERA National Endurance Championship v roku 2001.

Vidlice Ariel a tlmiace vložky? Úpravou tlmiacej vložky pre na zákazku vyrobený bronzový adaptér (súčasťou ktorého je aj predĺženie, ktoré drží maticu v správnej pozícii – veľmi dôležité) a úpravou spodnej matice trubky vidlice je podľa môjho skromného názoru tlmiaca vložka úspešne použiteľná v teleskopických vidliciach Ariel. Nastavenie je možné imbusovým kľúčom s dlhým nástavcom cez trubku vidlice, jediné čo treba odmontovať je vrchná krycia matica. Zostáva nám stále dôležitá otázka: aký presne bude mať vplyv tlmiaci otvor oleja na pohyb a tlmenie originálnej vidlice? Je tam len na to, aby mazalo klzné púzdra, alebo môže mať naozaj tak výrazný vplyv na tlmenie? Samozrejme väčší otvor v spodnej matici klzáku pôsobí trochu ako prietokový otvor pre tlmenie kompresie a odskoku a takisto ako utlmenie pri doraze pri prudkom ponore. Čo si to tomto všetkom myslíte vy?

Ak si chcete vyrobiť vlastný jednoduchý ventil, tu je malý návod , alebo využite našu ponuku v inzercii  a použite ventil, ktorý sme pre vás pripravili. Jeho montáž je jednoduchá.

https://www.arielklub.sk/inzerat-25257-2668_ventil-vidlice-Ariel-BSA

                                                                        PREDNÉ VIDLICE ARIEL A TLMIACE VLOŽKY
Účelom použitia tlmiacich vložiek je zlepšenie funkcie originálnych vidlíc motocyklov Ariel. Táto tlmiaca vložka využíva oveľa viac kompresného tlmenia pri nízkej rýchlosti, čo pomáha k tuhšiemu chovaniu vidlice pri prudkom brzdení a tým pádom aj jej odolnosti voči ponáraniu (stláčaniu prednej časti motorky pri brzdení). Zároveň má nižšie tlmenie kompresie pri vysokej rýchlosti a tým pádom je rýchla jazda oveľa mäkšia a príjemná. A sila útlmu sa dá nastaviť podľa vašich požiadaviek. Tlmiaca vložka je navrhnutá tak, aby jej nastavenie bolo možné bez demontáže celej vidlice. Jednoducho sa nastaví v každej nohe vidlice pomocou imbusového kľúča na dlhom nástavci po
demontáži dvoch vrchných skrutiek. Aby to bolo možné takto nastaviť, je nutné aby bola uzamykacia skrutka na tlmiacej vložke v pevnej polohe. Toto sa vykoná pomocou troch skrutiek v trubkách adaptéra. Viď fotografie na nasledujúcich stránkach.

Tento článok pre našich čitateľov zaslal Herman Noort,  preložil Rastislav Chmelár a do záverečnej podoby pripravil Karol Burger 

ak ste sa dostali až sem, pravdepodobne sa radíte medzi malú skupinu technicky založených ľudí tejto planéty k čomu vám gratulujeme.