Δίκυκλο

Τα στοιχεία που άλλαξαν την ιστορία των δύο τροχών

Περισσότερα από 100 χρόνια εξέλιξης χωρίζουν την πρώτη μοτοσυκλέτα που κύλησε ποτέ τους τροχούς της, με τα σημερινά μοντέλα. Στο διάστημα αυτό, η πρωτόλεια μορφή, το αρχετυπικό δομικό σύνολο που ορίζεται ως “δύο τροχοί, τιμόνι, ρεζερβουάρ, πλαίσιο” δεν έχει αλλάξει δραματικά. Ωστόσο η απόσταση που χωρίζει μια μοτοσυκλέτα του σήμερα από τις προ (προ-προ-προ) “γιαγιάδες” της, είναι χαοτική σε τεχνολογία, σε είδος, κράματα και επεξεργασία μετάλλων, καθώς και στα περιφερειακά.

Η εξέλιξη της μοτοσυκλέτας κατά τις πρώτες δεκαετίες της ζωής της ήταν αργή, με βάση τα τωρινά δεδομένα, και αφορούσε αποκλειστικά σε μηχανικές και αναλογικές εφαρμογές. Στις μέρες μας, η εξέλιξη συντελείται με ρυθμούς γεωμετρικής προόδου και ένα μεγάλο μέρος της αφορά το ψηφιακό κομμάτι. Είναι μια εποχή όπου η μοτοσυκλέτα βρίσκεται σε μια μεταβατική περίοδο, τα πάντα μπορούν να αναθεωρηθούν (ναι ακόμα και το αρχετυπικό δομικό σύνολο που αναφέρθηκε πιο πάνω) και κανείς δεν μπορεί να προβλέψει το που μπορεί να οδηγήσει όλο αυτό.

 Χρειάστηκαν πάντως αρκετά χρόνια για να εξεταστεί το όχημα αυτό εις βάθος, να αποκωδικοποιηθούν τα μυστικά του και να δημιουργηθούν R&D τμήματα αποκλειστικά αφιερωμένα στους δύο τροχούς. Στο θέμα που ακολουθεί, παρουσιάζουμε τα σημεία – σταθμούς στην εξέλιξη της μοτοσυκλέτας, αυτά που άλλαξαν τα δεδομένα και τα οποία βελτίωσαν την συμπεριφορά και την ασφάλεια των δύο τροχών.

-Τηλεσκοπικό πιρούνι

Το τηλεσκοπικό πιρούνι έχει εγγενή μειονεκτήματα, τα οποία προσπάθησαν και ακόμα προσπαθούν διάφορες εναλλακτικές μορφές να ξεπεράσουν, ωστόσο είναι το πιο διαδεδομένο σύστημα μπροστινής ανάρτησης και ως εκ τούτου, έχει εξελιχθεί και στον μεγαλύτερο βαθμό. Ορισμένα δε από τα “αρνητικά” χαρακτηριστικά του, όπως η “βύθιση” στο φρενάρισμα, έχουν καταγραφεί για πάντα στον “οδηγικό σκληρό δίσκο” όλων σχεδόν των αναβατών και αποτελούν επίσης στοιχεία βάση των οποίων έχουν στηθεί όλες οι μεγάλες σχολές οδήγησης. Την εποχή που το τηλεσκοπικό εντάχθηκε ως μέρος μοτοσυκλετών παραγωγής (την δεκαετία το 1930), αποτέλεσε επανάσταση, αφού το μέγεθος και το βάρος του, ήταν μικρότερα από τα υπόλοιπα μπροστινά που έφεραν ζεύγη βραχιόνων, πολύπλοκες διατάξεις και  εξωτερικές αρθρώσεις.

-Μονό αμορτισέρ και συστήματα μοχλισμού

Για αρκετό καιρό, την ανάρτηση του πίσω τροχού την αναλάμβαναν δύο αμορτισέρ τοποθετημένα εκατέρωθεν της ουρά της μοτοσυκλέτας. Το άνω μέρος τους εδραζόταν στο υποπλαίσιο, ενώ το κάτω, στο ψαλίδι. Επρόκειτο δηλαδή για μια απλή σε σύλληψη εφαρμογή, το μεγαλύτερο μειονέκτημα της οποίας ήταν η 1 προς 1 σχέση μεταξύ της  διαδρομής τους ψαλιδιού (του τροχού δηλαδή) και της διαδρομής των αμορτισέρ. Όλα αυτά άλλαξαν όμως όταν εφαρμόσθηκε στις μοτοσυκλέτες ένας πιο πολύπλοκο αλλά και πιο αποτελεσματικό σύστημα πίσω ανάρτησης. Ένα μονό αμορτισέρ, κεντρικά τοποθετημένο μπροστά από τον μπροστινό τροχό, εδραζόταν στο πάνω μέρος του σε σημείο του πλαισίου που προσέφερε μεγαλύτερα ποσοστά ακαμψίας. Το κάτω μέρος του, εδράζονταν σε ένα σύστημα αρθρώσεων που προσέφερε το εξής: Για μια δεδομένη κίνηση του ψαλιδιού, η συμπίεση του αμορτισέρ δεν ήταν αναλογική αλλά μπορούσε, ανάλογα των χαρακτηριστικών της άρθρωσης, να είναι μικρότερη. Με λίγα λόγια, αν ο πίσω τροχός κινηθεί προς τα πάνω 5 εκατοστά συναντώντας μια ανωμαλία στο οδόστρωμα, το αμορτισέρ δεν θα συμπιεσθεί 5 εκατοστά αλλά λιγότερο. Αυτό έχει πολλαπλά οφέλη, η ανάρτηση δεν δουλεύει πυρετωδώς, καταναλώνοντας μεγάλο μέρος της διαδρομής της και έτσι θερμαίνεται λιγότερο, διατηρώντας αναλλοίωτα τα χαρακτηριστικά της απόδοσης της. Επίσης, με αυτό τον τρόπο ήταν δυνατό να διαμορφωθούν αμορτισέρ με δυο περιοχές λειτουργίας, μια αρχική, μικρής διαδρομής για τις “ψιλές” αποσβέσεις και μια μεγαλύτερη στη συνέχεια, για τις αποσβέσεις μεγάλων ανωμαλιών και κακοτεχνιών.

-Υγρόψυξη

Η καύση του μίγματος που συντελεί ένας κινητήρας και η ενέργεια που απελευθερώνεται, δεν μετατρέπεται εξολοκλήρου σε κινητικό έργο. Ένα μεγάλο ποσοστό της ενέργειας αυτής, μετατρέπεται σε θερμότητα, η οποία και πρέπει με κάποιο τρόπο να απαχθεί από τα μέταλλα του μοτέρ. Ένας τρόπος για να επιτευχθεί αυτό, είναι… ο αέρας, του οποίου η ροή όταν κινείται η μοτοσυκλέτα, απάγει ένας μέρος της θερμότητας. Βέβαια ο τρόπος αυτός δεν είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικός, αφού αν μειωθεί η ταχύτητα της μοτοσυκλέτας ελαττώνεται και η ροή του αέρα, ενώ ακόμα και σε καλές συνθήκες, ο κινητήρας ψύχεται μόνο εξωτερικά και στα σημεία που αυτός είναι καλά εκτεθειμένος στο ρεύμα. Το γεγονός αυτό, σημαίνει ότι τα περιθώρια ψύξης είναι συγκεκριμένα και η σχεδίαση των μοτέρ παρουσιάζει περιορισμούς. Κατά κανόνα, ένα αερόψυκτο μοτέρ δεν μπορεί να είναι ιδιαίτερα πολύστροφο, ενώ το έργο που παράγει παρουσιάζει απώλειες, ακριβώς λόγω του ότι οι ανοχές του είναι μεγάλες, ειδικά σε ότι αφορά στην “σφράγιση” του θαλάμου καύσης. Εδώ λοιπόν έρχεται η υγρόψυξη να δώσει λύσεις. Πρόκειται για ένα κλειστό κύκλωμα μέσα στο οποίο υγρό (νερό μαζί με αντιψυκτικό) ωθείται σε διαρκή κίνηση διερχόμενο μέσα από θυρίδες στο εσωτερικό των κυλίνδρων και της κεφαλής. Το υγρό αυτό διέρχεται όμως και από το ψυγείο, μια κυψελοειδή κατασκευή με λεπτές ψύκτρες που εκθέτουν το υγρό του κυκλώματος στον αέρα, με αποτέλεσμα να μειώνεται η θερμοκρασία του. Η υγρόψυξη λοιπόν, επέτρεψε στους κατασκευαστές να κατασκευάσουν κινητήρες πολύστροφους και μικρές ανοχές, οι οποίοι ήταν πολύ πιο ισχυροί από τους αντίστιχους κυβισμού και διάταξης, αερόψυκτους.   

-Δισκόφρενα

Τα δισκόφρενα είναι πλέον ο κανόνας και τα ταμπούρα η εξαίρεση. Δεν ήταν όμως πάντοτε έτσι, για την ακρίβεια, τα ταμπούρα ήταν τα πιο διαδεδομένα φρένα, ενώ τα δισκόφρενα έκαναν πολύ αργότερα την παρουσία τους σε μοτοσυκλέτες παραγωγής (δεκαετία 1960). Τα ταμπούρα είχαν τα μειονεκτήματα τους, με το σημαντικότερο να είναι αυτό της  υπερθέρμανσης, αφού η επαφή των σιαγόνων με το τύμπανο γινόταν σε έναν κλειστό περίβλημα, στο οποίο δύσκολα μπορούσε να οδηγηθεί αέρας στο εσωτερικό του. Πέραν αυτού, τόσο οι σιαγώνες όσο και το τύμπανο, ήταν σώματα στιβαρά, με παχιές διατομές και αυτό λειτουργούσε αρνητικά στην ταχύτητα απαγωγής της θερμοκρασίας. Τα δισκόφρενα ήρθαν λοιπόν για να τα αλλάξουν όλα αυτά. Οι επιφάνειες τριβής, τα τακάκια και οι δισκόπλακες δηλαδή, ήταν εκτεθειμένες στην ροή του αέρα και ψύχονταν πιο αποτελεσματικά ενώ το βάρος συγκριτικά με ένα ταμπούρο, ήταν μικρότερο. Τα δισκόφρενα επίσης, ήταν και είναι συστήματα πέδησης τα οποία προσφέρουν πολύ μεγάλα περιθώρια αναβάθμισης ή βελτίωσης, αφού όλα τα μέρη τους μπορούν να αντικατασταθούν εύκολα και γρήγορα.

-Ψεκασμός

Το μεγαλύτερο προσόν του ψεκασμού είναι ότι η αναλογία του καύσιμου μίγματος δεν είναι σταθερή αλλά προσαρμόζεται ιδανικά, αναλόγως των συνθηκών. Καιρός και υψόμετρο, κρύος η ζεστός κινητήρας, δεν αποτελούν πλέον προβλήματα για έναν αναβάτη, ο οποίος την εποχή των καρμπιρατέρ, θα έπρεπε να τραβάει τσοκ ή σε πιο απαιτητικές καταστάσεις, να ρυθμίζει αναλόγως το μίγμα του, μια διαδικασία δύσκολη, χρονοβόρα και όχι για όλους, αφού απαιτούσε κάποιες γνώσεις και ικανότητες. Ο ψεκασμός και η δυνατότητα ακριβούς ρύθμισης του μίγματος, αυτόματα και σε πραγματικό χρόνο, έδωσε την δυνατότητα στους κατασκευαστές να σημειώσουν άλματα προόδου σε ότι αφορά στην κατανάλωση και στην απόδοση ενός κινητήρα, σε όλο το εύρος των στροφών.

-Ελαστικά

Στα ελαστικά η επανάσταση συντελέσθηκε με τη βελτίωση των γομών τους και την δυνατότητα κατασκευής πελμάτων με δύο ή και τρεις διαφορετικές συστάσεις γόμας. Πιο σημαντικό στοιχείο εξέλιξης όμως, αποτέλεσαν τα radial ελαστικά, όπου ένας εσωτερικός σκελετός πολλαπλής διαστρωμάτωσης, προσέδιδε δομή και ανθεκτικότητα στο πέλμα κα στην όλη κατασκευή, προκειμένου να εξαλείφονται οι παραμορφώσεις. Τα tubeless ελαστικά, αυτά τα οποία δεν φέρουν σαμπρέλα δηλαδή, αποτέλεσαν ακόμα ένα σημαντικό σημείο εξέλιξης, αφού αφαιρέθηκε περιστρεφόμενη και μη αναρτώμενη μάζα από τους τροχούς. Σε γενικές γραμμές, χωρίς την εξέλιξη των ελαστικών, καμία από τις τεχνολογίες που αναφέρονται σε αυτό το άρθρο δεν θα είχε και πολύ νόημα. Όσο οι μοτοσυκλέτες γίνονταν ταχύτερες και ικανότερες στο φρενάρισμα και στο στρίψιμο, αν δεν υπήρχαν αξιόλογα ελαστικά για να υποστηρίξουν αυτά τα χαρακτηριστικά, η όλη εξέλιξη, θα ήταν απλά μάταιη.

-ABS

Μια από τις πιο συχνές αιτίες πτώσεις οδηγώντας μοτοσυκλέτα, ήταν το μπλοκάρισμα των τροχών κατά την διαδικασία της πέδησης. Είτε λόγω πανικού και “άτσαλής” χρήσης των φρένων, είτε λόγω του ότι η πρόσφυση ήταν μειωμένη. Με την ενσωμάτωση του ABS στις μοτοσυκλέτες, όλα αυτά αποτελούν απλά μια κακή ανάμνηση. Το σύστημα “διαβάζει” την ταχύτητα περιστροφής του μπροστινού και του πίσω τροχού και μόλις διαγνώσει ανακολουθία στις τιμές και απότομη επιβράδυνση περιστροφής, κάτι που σημαίνει ότι ένας τροχός αρχίζει να μπλοκάρει κατά το φρενάρισμα, μειώνει αυτόματα την πίεση στο υδραυλικό κύκλωμα του φρένου του εκάστοτε τροχού. To ABS χρειάστηκε κάποια χρόνια για να εξελιχθεί και για να ξεπεραστούν οι “παιδικές” ασθένειες του, με τις σημερινές μονάδες να είναι ταχύτατες, να επεμβαίνουν ομαλά και ο όγκος και το βάρος τους να έχουν μειωθεί σημαντικά. Σε συνδυασμό μάλιστα με τους σύγχρονους επεξεργαστές και τους αισθητήρες των μοτοσυκλετών, η λειτουργία τους έχει γίνει πιο “σοφιστικέ”, με αυτόματη προσαρμογή σε διαφορά οδηγικά σενάρια, όπως την πέδηση υπό κλίση για παράδειγμα (cornering ABS).

-Ride by Wire γκάζι

Κάποτε το γκάζι ήταν αναλογικό, με τον αναβάτη να ελέγχει τον χρόνο και την ποσότητα της παροχής καύσιμου μίγματος στον κινητήρα, μέσω ντίζας. Το Ride by Wire κατήργησε το μηχανικό αυτό τρόπο, ο οποίο εξελίχθηκε σε ηλεκτρομηχανικό. Το γκάζι πλέον ορίζεται ως ποτενσιόμετρο και το πότε και πόσο ανοίγει “μεταφράζεται” σε ψηφιακή πληροφορία, την οποία διαχειρίζεται ο εγκέφαλος της μοτοσυκλέτας, στέλνοντας εντολές σε ηλεκτρομηχανισμούς που ανοιγοκλείνουν τις πεταλούδες του ψεκασμού. Το θέμα δεν είχε βέβαια να κάνει με την κατάργηση της ντίζας. Το Ride by Wire γκάζι, είναι μια από τις σημαντικότερες συνισταμένες για την ενσωμάτωση διαφόρων άλλων λειτουργιών στις μοτοσυκλέτες. Στα riding modes για παράδειγμα, οι μεταβολές στον τρόπο με τον οποίο αποδίδει ένας κινητήρας, έχουν να κάνουν και με τον τρόπο που ο επεξεργαστής μιας μοτοσυκλέτας ορίζει το άνοιγμα του γκαζιού. Αν μια μοτοσυκλέτα βρίσκεται σε Rain mode, ένα απότομο και άτσαλο άνοιγμα στο grip δεν θα μεταφερθεί αυτούσια και με όλη του την δυναμική ως εντολή προς τον κινητήρα αλλά σαφώς πιο ήπια και ομαλά.

-IMU

Η IMU, δηλαδή η Αδρανειακή Μονάδα Μέτρησης, είναι ένα σύστημα το οποίο με την χρήση  αισθητήρων και γυροσκοπίων, μπορεί σε πραγματικό χρόνο και με μεγάλη ακρίβεια να συλλέξει τιμές που αφορούν στην κινητική κατάσταση μιας μοτοσυκλέτας. Επιτάχυνση, επιβράδυνση, κλίσεις σε όλους τους άξονες, καθώς και ο ρυθμός μεταβολής όλων αυτών, είναι τα στοιχεία που “μετρά” μια μονάδα IMU. Οι τιμές αυτές, αν συνδυαστούν με τα υπόλοιπα στοιχεία που συλλέγουν άλλοι αισθητήρες σε μια μοτοσυκλέτα δημιουργούν ένα πλήρες μωσαϊκό πληροφοριών, διαθέσιμων προς κάθε χρήση. Πλέον μπορούν να εφαρμοστούν πολύπλοκά συστήματα ασφαλείας σε μια μοτοσυκλέτα και να καταστεί δυνατή και η παραμετροποίηση τους. To Cornering ABS για παράδειγμα, δεν θα ήταν δυνατόν να υλοποιηθεί αν δεν υπήρχε η βασική πληροφορία ότι η μοτοσυκλέτα βρίσκεται υπό κλίση, καθώς και ο βαθμός της κλίσης αυτής. Το Wheelie Control επίσης, χρειάζεται τημ πληροφορία του αν και κατά πόσο υπάρχει κίνηση στον κάθετο άξονα από το εμπρόσθιο μέρος της μοτοσυκλέτας. Όλες αυτές τις πληροφορίες λοιπόν, τις συλλέγει η IMU, που αποτελεί μια εκ των σημαντικότερων ηλεκτρονικών μονάδων των σύγχρονων και καλώς εξοπλισμένων μοτοσυκλετών.

-Ηλεκτρονικά ρυθμιζόμενες και ημιενεργητικές αναρτήσεις

Εδώ και πολλές δεκαετίες, μοτοσυκλέτες παραγωγής εξοπλίζονται με αναρτήσεις που μπορούν να μεταβάλλουν τα χαρακτηριστικά της λειτουργίας τους, ανάλογα των ρυθμίσεων που θα επιλέξει κανείς. Αυτό ήταν βέβαια κάτι που απαιτούσε την χρήση εργαλείων, γνώσεων και εμπειρίας, ενώ άπαξ και γινόταν μια ρύθμιση, αυτές δεν μεταβάλλονταν εν κινήσει. Το πρώτο βήμα για να  απλοποιηθεί και να διευκολυνθεί η διαδικασία, έγινε με τις ηλεκτρονικά ρυθμιζόμενες αναρτήσεις. Ο αναβάτης μπορεί, με το πάτημα μερικών κουμπιών, να επιλέξει ένα setup συγκεκριμένων τιμών για τις αναρτήσεις του, το οποίο και εκτελείται άμεσα, μέσω ηλεκτρομηχανισμών. Προφόρτιση ελατηρίου και μεταβολή των αποσβέσων συμπίεσης και απόσβεσης, μεταβάλλονται μέσα σε λίγα δεύτερα, καθιστώντας τις αναρτήσεις κατάλληλα ρυθμισμένες αναλόγως του τέρεν, του φορτίου και του τρόπου οδήγησης. Το επόμενο μεγάλο βήμα, ήταν οι ημινεργητικές αναρτήσεις (ή δυναμικές). Σε αυτή την περίπτωση και πάλι υπάρχουν συγκεκριμένα setup τα οποία επιλέγει κανείς, ωστόσο το πρόσθετο στοιχείο είναι ότι οι αναρτήσεις μεταβάλλουν τις αποσβέσεις τους αυτόματα και σε πραγματικό χρόνο, εν κινήσει δηλαδή, αναλόγως των τιμών που λαμβάνουν αισθητήρες και αφορούν την διαδρομή του τροχού, καθώς και την ταχύτητα συμπίεσης και εκτόνωσης. Οι μεταβολές αυτές υπολογίζονται λαμβάνοντας επίσης υπόψη την κινητική κατάσταση της μοτοσυκλέτας, δηλαδή το αν επιταχύνει, επιβραδύνει ή βρίσκεται υπό κλίση.