Motorradrahmen

Triton: Ein Triumphmotor in einem röhrenförmigen Stahlnorton Federrahmen

A Motorradrahmen ist die Kernstruktur eines Motorrads. Es unterstützt den Motor, bietet einen Standort für die Lenkung und Hinterradaufhängungund unterstützt den Fahrer und jeden Passagier oder Gepäck. Ebenfalls am Rahmen befestigt sind der Kraftstofftank und die Batterie. An der Vorderseite des Rahmens befindet sich die Lenkung Kopfrohr das hält das drehbar Vordergabel, im hinteren Drehpunkt für die Schwingung Suspensionsbewegung. Einige Motorräder[1] Fügen Sie den Motor als tragend gestresstes Mitglied ein; Während einige andere Fahrräder keinen einzigen Rahmen verwenden, sondern einen vorderen und einen hinteren Unterrahmen am Motor befestigen.[2]

Materialien

In den frühen Tagen waren Motorräder kaum mehr als motorisiert Fahrräderund folglich waren Frames röhrenförmig Stahl. Während die Verwendung von Stahlrohre immer noch häufig ist, in modernen Zeiten andere Materialien, wie z. Titan, Aluminium, Magnesium, und Kohlenstoff-Faserzusammen mit Verbundwerkstoffen dieser Materialien werden jetzt verwendet. Da verschiedene Motorräder unterschiedliche Designparameter haben (wie Kosten, Komplexität, Gewichtsverteilung, Steifheit, Ausgabe und Geschwindigkeit), es gibt kein einzelnes ideales Rahmendesign, und Designer müssen eine fundierte Entscheidung über die optimale Wahl treffen.[3]

Stahl

In Europa und in den USA war Stahlrohre das Standardmaterial bis in letzter Zeit. Alle großen Hersteller (AJS, Ariel, BSA, Matchless, Norton, Sunbeam, Triumph, Velocette, BMW, DKW, Ducati, Moto-Guzzi, Harley-Davidson und Indian) verwendeten Stahlrohre.

Beispiele

Aluminium

Im Gegensatz zu der Entwicklung, die in Fahrradrahmen zu sehen ist, bei denen röhrenförmige Stahlrahmen durch Rahmen abgelöst wurden, die aus runden oder ovalisierten Aluminiumrohre geschweißt wurden, ist das Aluminium in Motorradrahmen fast ausschließlich in kantigeren Formen geschweißt und bildet häufig einen Monocoque -Rahmen.

Beispiele

Kohlenstoff-Faser

1983,, Armstrong -Motorräder produzierte einen 250cc Großer Preis Motorrad mit einem revolutionären Kohlefaser rahmen.[4] Folgt der Technologie, die von der verwendet wird Formel Eins Industrie, Armstrong -Designer Mike Eatough und Barry Hart haben das erste Motorrad mit einem Kohlefaserrahmen geschaffen, um im Grand Prix -Rennen teilzunehmen.[4]

Beispiele

Magnesium

Magnesium gerahmt ELF 5
Beispiele

Titan

Beispiele

Zusammengesetzt

Greeves 250DCX Sportsman 1962
Beispiele
  • Bimota SB8K, bestehend aus zwei Aluminiumlegierungstrahlen und Kohlefaserplatten
  • MV Agusta F4 750 Serie OroMagnesium und Aluminium
  • Greeves 250DCX Sportsman, mit Gusslegierung "DownTube", röhrenförmiger Stahl-Heck-Unterframe und halbmonokoque Wirbelsäule.

Typen

Wirbelsäule oder Rückgrat

Der Motorradmotor wird an einer einzelnen Wirbelsäule aufgehängt. Wirbelsäule könnte eine feste Struktur sein.

Beispiele

Single Cradle

Der Motorradmotor wird in einer einzigen Wiege mit einer einzelnen Wirbelsäule gehalten.

Beispiele

Halbduplex-Wiege oder Doppelcradle

Der Motorradmotor wird in einer doppelten Wiege mit einer einzelnen Wirbelsäule und einem einzelnen Downrobe gehalten.

Beispiele
Doppel -Cradle -Rahmen auf Honda CB750

Voller Duplex -Wiege

Der Motorradmotor wird innerhalb einer separaten Wiege an Ort und Stelle gehalten. Der Norton Federrahmen war das klassische Beispiel, aber viele "Duplex" -Rahmen haben tatsächlich eine einzelne Wirbelsäule unter dem Tank.

Beispiele
Twin-Strahl-Rahmen eingeschaltet Kawasaki ZX-10R
Aluminiumstrahlrahmen auf Buell Blitz

Umfang

Auch genannt Strahl oder ZwillingsparZwei Strahlen wickeln den Motor um den Lenkkopf und schwingen Sie den Arm in kürzester Entfernung für eine bessere Steifigkeit. Balken bestehen normalerweise aus gepresstem Metall (Stahl/Aluminium). Der Gitterrahmen verwendet das gleiche Konzept, verwendet jedoch geschweißte Mitglieder, um ein Gitter anstelle von gepresstem Metall zu bilden.

Antonio Cobas wird Pionierarbeit im modernen Aluminium -Perimeter -Rahmen -Chassis zugeschrieben, das jetzt für viele moderne Renn- und Produktionsmotorräder verwendet wird.[7] 1982 entwickelte Cobas ein stärkeres und leichteres Aluminium-Doppelstrahl-Chassis, um die Rahmen des Stahl Rückgrats zu ersetzen.[7] Die Technologie wurde von großen Motorradherstellern kopiert, und in den neunziger Jahren verwendeten alle großen Rennteams im Grand Prix -Wettbewerb das von Cobas geführte Aluminiumrahmendesign.[8]

Beispiele

Gedrückt

Gepresster Stahlrahmen auf Ariel Pfeil

Der Rahmen ist gepresst oder gestempelt von Blech zur Bildung eines CAR-Typs Semi-Monocoque. Eines der frühesten Beispiele war das 965 -cm3 -Motorrad, das von produziert wurde Louis Janoir Im Jahr 1920, in dem gepresste Stahl für den Rahmen, den hinteren Schwangarm und die vorderen Gabeln verwendet wurden. Der Rahmen kann vollständig gepresst werden (Ariel -Pfeil) oder nur einen gepressten Achterschnitt mit dem Lenkkopf von einer herkömmlichen Röhrenwirbelsäule (Honda Super Cub) aufweisen. Sowohl der Super Cub als auch der Pfeil haben auch Stahlgabeln anstelle von konventionellem gepresst Teleskopgabeln.

Beispiele

Monocoque

Hauptartikel: Monocoque

Ein Monocoque -Rahmen häufiger in der Automobilwelt und umfasst eine Struktur, in der Lasten durch seine äußere Haut getragen werden. Auf Motorrädern werden sie fast ausschließlich für Rennmotorräder eingesetzt.

Der französische Industrielle und Ingenieur Georges Roy versuchte in den 1920er Jahren, die mit dem Fahrrad inspirierten Motorradrahmen des Tages zu verbessern, was keine Starrheit hatte. Dies beschränkte ihre Handhabung und damit ihre Leistung. Er beantragte 1926 ein Patent und enthüllte bei der Paris Automobilshow 1929 sein neues Motorrad, das Majestätische Kunst-Deco-Stil von 1930. Die neue Art von monocoque Körper löste die Probleme, die er angesprochen hatte, und zusammen mit einer besseren Steifigkeit, da er doppelt so hoch war, da Rahmen und Karosserie einen gewissen Schutz vor den Elementen boten. Streng gesagt, es war eher ein halbmonocoque, da es einen Kastenabschnitt, ein gepresstes Stahlrahmen mit zwei Seitenschienen verwendete, die über Crossmembers zusammen mit Bodenpfannen und hinteren und vorderen Schotten zusammenfuhr.[12]

1968 OSSA 250 CC Grand Prix Racer

A Piatti hell Roller wurde in den 1950er Jahren unter Verwendung einer monocoque Hohlhülle aus miteinander geschweißten Blechpressen hergestellt, in die der Motor und das Getriebe darunter installiert waren. Die Maschine könnte auf die Seite geschenkt werden und auf den Bolt-on-Fußbrettern für den mechanischen Zugang ruhen.[13]

Ein monocoquramed Motorrad wurde vom spanischen Hersteller entwickelt OSSA für die 1967 Grand Prix Motorrad -Rennsaison.[14] Obwohl der Einzelzylinder-OSSA weniger als 15 kW weniger als seine Konkurrenten hatte, war er 45 Pfund (20 kg) leichter und sein monocoque Rahmen war viel steifer als herkömmliche Motorradrahmen, was ihm überlegene Beweglichkeit auf der Rennstrecke ergab.[14] OSSA gewann vier Grand -Prix -Rennen mit dem Monocoque -Fahrrad, bevor ihr Fahrer nach einem Absturz während des 250 -cm großen Events im der Fall starb 1970 Isle of Man tt, was dazu führt, dass sich die OSSA -Fabrik zurückzieht Großer Preis Wettbewerb.[14]

Bemerkenswerte Designer wie Eric Offenstadt und Dan Hanebrink haben in den frühen 1970er Jahren einzigartige monocoque Designs für das Rennen geschaffen.[15] Das F750 Ereignis am 1973 Isle of Man tt Rennen wurden von gewonnen Peter Williams auf dem monocoqueds John Player-Special, dem er basierend auf dem Entwurf half, basierend Norton Commando.[16][17] Honda auch experimentiert mit dem NR500, ein monocoque Grand Prix Racing -Motorrad in 1979.[18] Das Fahrrad hatte andere innovative Merkmale, einschließlich eines Motors mit ovalen Zylindern, und erlag schließlich den Problemen, die mit dem Versuch verbunden waren, zu viele neue Technologien gleichzeitig zu entwickeln. 1987 John Britten entwickelte das Aero-D mit einem zusammengesetzten Monocoque-Chassis mit nur 12 kg (26 lb).[19]

Ein Aluminium-Monocoque-Rahmen wurde erstmals auf einem Massenmotorrad von 2000 auf Kawasaki's verwendet ZX-12R,[20] ihr Flaggschiff -Produktionssportbike zielte darauf ab, das zu sein schnellste Produktionsmotorrad. Es wurde von beschrieben von Zykluswelt Im Jahr 2000 als "monocoques Rückgrat ... ein einzelner Strahl mit großem Durchmesser" und "aus einer Kombination aus Gussteilen und Blechstempel" hergestellt.[21]

Einzelstück Kohlefaser Fahrradrahmen werden manchmal als Monocoques beschrieben; Da die meisten Komponenten verwenden, um eine Rahmenstruktur zu bilden (auch wenn sie in einem einzigen Stück geformt werden),[22] Dies sind Rahmen, nicht Monocoques, und die Pedal-Cycle-Industrie bezeichnet sie weiterhin als Framesets.

2006 ZX-14 Cutaway zeigt sein Aluminium Monocoque rahmen
Beispiele

Halbmonokoque

Hauptartikel: Monocoque

Wenn ein "Monocoque" -Rahmen zusätzliche Unterstützung verwendet, wie z. B. Röhrchen oder Länger, wird der Rahmen besser als "halbmonokoque" bezeichnet. Ein Beispiel ist Peter Williams ' Halbmonocoque Norton Racer.

JPS-Norton mit semi-monocoque Rahmen

Gitter

Stahlschnalelrahmen (rot) auf a Ducati Monster 1000. Der Motor ist ein gestresstes Mitglied.

Ein Gitterrahmen verbindet den Lenkkopf mit dem Schwingung Drehen Sie sich so direkt wie möglich mit Metall Rohr angeordnet in trianguliert Verstärkung. Verwendung Gitterträger Prinzipien, ein Gitterrahmen besteht typischerweise aus runden oder ovalen Abschnitten Metallrohrsegmenten, die sind geschweißt oder gefärbt zusammen. Ein gut gestalteter Gitterrahmen sollte eine starke, leichte Struktur bieten, die die Platzierung von Motor und Komponenten vereinfacht und einen guten Zugang für die Wartung ermöglicht. Obwohl der Bau eines Gitterrahmens einen komplizierteren Prozess benötigt als beispielsweise einen Legierungsstrahlrahmen, erfordert es nur ein einfaches Jig und ein kompetenter Schweißer. Es ist kein starker Kapitalaufwand erforderlich, sodass ein Gitterrahmen ideal für ein Modell ist, das in relativ geringen Zahlen hergestellt werden kann. Aus diesem Grund hat der Gitterrahmen bei europäischen Herstellern und insbesondere Ducati Gunst gefunden.

Einige Motorräder wie die Yamaha TRX850, haben Hybridrahmen, die Legierung verwenden Castings im Schwingungspivotbereich. Eine andere Variante besteht darin, den Motor aus einem Gitterrahmen auszusetzen, aber die zu haben Schwingung Pivot in die Rückseite des Motors gegossen.

Beispiele

Motor als gestresstes Mitglied

Weitere Informationen: Gestresste Mitgliedsmotor
Harley-Davidson Model w mit strukturellen Röhren, die direkt in den Motorfall verschraubt sind, um das Rahmendreieck zu vervollständigen

Für den Fahrerkomfort kann der Motor eines Motorrads auf Gummi -Buchsen montiert werden, um Vibrationen vom Rest der Maschine zu isolieren. Diese Strategie bedeutet, dass der Motor wenig zur Rahmensteifigkeit beiträgt und das Absorptieren von Vibrationen eher zu einer Belastung des Rahmens, der Abgasrohre und anderer Teile führen kann.[3]

Wenn der Motor streng am Rahmen starr montiert ist, gehen die Vibrationen an den gesamten Rahmen und den Fahrer ab und werden abgelöst. Die starre Montage ermöglicht es dem Motor, zur Gesamtsteifigkeit des Rahmens beizutragen. Es ist auch möglich, die Schwinge direkt an den Motor und nicht an den Rahmen zu montieren, wodurch die Notwendigkeit von Rahmenmitgliedern vermieden wird, die sich nach unten bis zum Swingarm Pivot erstrecken. Durch Erhöhen der Anzahl der Montagepunkte zwischen Motor und Rahmen können Vibrationen und Spannungen im Rahmen besser abgeleitet werden, wodurch normalerweise ein Dreieck zwischen der Schwingung hinten, der Zylinderkopf oben und den unteren Kurbelgehäusebereich vorne entsteht. Wenn ein starr montierter Motor nicht nur zu der Steifheit des Rahmens beiträgt und dazu entscheid Der Rahmen würde deformiert, der Motor wird a genannt gestresstes Mitglied, oder ein Hubmotor. Das Teilen der Last zwischen Motor und Rahmen verringert das Gesamtgewicht des Motorrads.[3]

Stresste Mitgliedsmotoren wurden mindestens bereits im 8-Ventil-Rennfahrer von Harley-Davidson von 1916 Pionierarbeit und in die Produktion aufgenommen Harley-Davidson Model w bis 1919.[23] Dies wurde als Keystone oder Diamond, Rahmen bezeichnet.[24][25] Die 1946 Vincent Series B Rapide wurde mit einem fortschrittlichen Chassis entworfen und als "Tour de Force für seinen Tag" bezeichnet, das erteilt wurde, als "Tour de Force", als "Tour de Force für seinen Tag" bezeichnet wurde, wurde als "Tour de Force für seinen Tag" bezeichnet.[26] Dazu gehörten eine gestresste Mitgliedsmotor. Während der frühen Prüfung der 1983 Kawasaki GPZ900REs wurden zwei Down -Subes eingeschlossen, was eine volle Wiege erzeugte, aber die Downsubes transportierten wenig Ladung, so dass sie entfernt wurden und sich vollständig auf die Kombination des Stahlrückgrats und des Motors für die Steifigkeit der Chassis stützten.[27] BMW's R1100 -Serie Zwillinge von 1994 erleichterten den Spannungsrahmen vollständig, wobei der Motor die Gesamtlast von vorne trägt Telelever Gabel nach hinten Monolever.[28][29]

Steifheit

Die Rahmensteifigkeit ist ein Problem für Motorraddesigner, ebenso wie für die Fahrradrahmen Diese Motorräder sind Nachkommen von.[30][31]

Das Ändern der Steifheit eines fabrikproduzierten Rahmens kann durchgeführt werden, um die Handhabungseigenschaften zu verbessern. Dies geschieht oft durch Triangulation des Fabrikrahmens.[30][32] Triangulation ist eine Technik, die in vielen technischen Anwendungen verwendet wird, um die Strukturen zu versteifen.[33] Dies kann jedoch auch unerwünschte Effekte haben, wenn es andere Teile des Rahmens überlastet, da ein flexibler Rahmen als Feder wirkt, um einige Lasten zu absorbieren.[34]

Seitliche Steifheit

Im 21. Jahrhundert Fortschritte wie Hochleistungsmotoren, die hohe Traktionsreifen fahren,[35] und Bessere-Leistungs-Suspensionskomponenten, insbesondere Gabeln,[36] führte zu einer Situation, in der Konstruktionen mit erhöhter Gesamtrahmensteifheit den Verbrauchern zur Verfügung gestellt wurden. Analysten unterscheiden sich, ob die unendliche laterale Steifheit wünschenswert ist,[36] oder ob ein begrenzter Grad an eingebauter Flex vorzuziehen ist.[37][38]

Siehe auch

Verweise

  1. ^ Hinweis: ... wie die Ducati 900 Ss
  2. ^ Hinweis: Ein Beispiel ist das Vincent HRD
  3. ^ a b c Cocco 2004.
  4. ^ a b Clifford, Peter (1981), Motokourse 1983-1984, Hazleton Publishing Ltd, ISBN 0-905138-18-x, Revolutionär ist ein oft verwendetes Wort, aber dies war das erste Mal, dass ein Kohlefaserrahmen gebaut wurde, um in einer Grand-Prix-Klasse zu konkurrieren.
  5. ^ Cathcart, Alan (Januar 2008), "Elf Racing - Elf -Motorrad -Chassis -Designs - Retrospektive; Verfolgung eines Jahrzehnts radikaler Rennbike -Experimente", Motorradfahrer, S. 50 (6), ISSN 0027-2205, archiviert von das Original Am 2011-05-26, abgerufen 2011-02-26
  6. ^ "1971 Titanium husqvarna; ein Fahrrad als Trick wie sie haben", Amerikanischer Motorradfahrer, Westerville, Ohio: American Motorcyclist Association, vol. 60, nein. 11, p. 75, November 2006, ISSN 0277-9358, abgerufen 2011-02-26
  7. ^ a b "Rahmung der Zukunft: Das Erbe von Antonio Cobas". superbikePlanet.com. Archiviert von das Original am 2. September 2004. Abgerufen 14. Dezember 2010.
  8. ^ Walker, Mick (2002). Mick Walkers japanischer Grand Prix -Rennmotorräder. Gateshead: Redline -Bücher. p. 66. ISBN 978-0-9531311-8-1.
  9. ^ "Motorzyklus Design in Frankreich", The Motor Cycle, 29. Juli 1920, S. 122-124
  10. ^ "1963 Ariel -Führer". Archiviert von das Original am 2009-01-15. Abgerufen 2008-11-24.
  11. ^ Brown 1991.
  12. ^ Garson, Paul (Mai - Juni 2018). "Art Deco on Wheels: 1930 Majestätisch". Motorradklassiker. Abgerufen 6. Oktober, 2018.
  13. ^ Das Motorrad, zweiseitiger Straßentest, 7. März 1957, S. 298-299. Zugriff auf den 15. Juni 2019
  14. ^ a b c Robinson, James (September 2001). "Santiago Herrero - Spanischer Flyer". Klassischer Rennfahrer (91): 35–40. ISSN 1470-4463.
  15. ^ "8W - wer? - Eric Offenstadt". Forix.autosport.com. Abgerufen 2010-10-20.
  16. ^ F750 Race -Ergebnis iomtt.com. Abgerufen am 27. Dezember 2019
  17. ^ "Motorradtechnologie - Future Perfect - Update auf dem neuesten Stand". Motorcyclistonline.com. Abgerufen 17. Dezember 2011.
  18. ^ "Das Unkonventionelle: Einführung eines" Shrimp Shell "-Rahmens". Herausfordernde Geister von Honda. Honda Motor Co., Ltd.. Abgerufen 2009-12-26.
  19. ^ "Das Aero -Fahrrad". Britten Motorcycle Company. Archiviert von das Original am 2009-06-15. Abgerufen 2009-06-19.
  20. ^ "Kawasaki -Technologie". Kawasaki Heavy Industries Motorrad & Motor. Archiviert von das Original am 12. Januar 2017. Abgerufen 18. Dezember, 2016.
  21. ^ Anderson, Steve (Januar 2000). "Mean Greenies". Zykluswelt. p. 34. Abgerufen 27. Dezember 2019.
  22. ^ "Kohlefaser". Archiviert von das Original am 24. Februar 2013. Abgerufen 16. Februar, 2013., Velocite-bikes.com
  23. ^ Rafferty 2001.
  24. ^ Hunt et al. 2012.
  25. ^ Abdo 2012.
  26. ^ Feld 2002.
  27. ^ Walker 2006.
  28. ^ Stermer 2006.
  29. ^ Coombs & Shoemark 2002.
  30. ^ a b "Motorradrahmen erklärten - das Rahmenspiel", Super Streetbike, 18. September 2009
  31. ^ Damon Rinard, Sheldon Brown (ed.), Der Rinard -Rahmen -Ablenkungstest, Harris Cyclery, abgerufen 2016-05-11
  32. ^ Foale 2006.
  33. ^ Enright 2015.
  34. ^ Tony Foale (November 1987), Frame -Mods, Tony Foale Designs, abgerufen 2016-05-11
  35. ^ Kevin Cameron (Juni 2004), "Eine kurze Geschichte des Chassis Flex", Zykluswelt, vol. 43, nein. 6, p. 18
  36. ^ a b James Parker (3. August 2011), "Ducati Desmosierung RR: Die 85 -prozentige Lösung", Motorradfahrer, Suspensionskomponenten, die weniger flexe und unkontrollierte Radbewegungen ermöglichen, benötigen weniger Pflaster in Form einer kompensierenden Bewegung im Chassis.
  37. ^ Parks 2015"[M] Otorcycle Engineers entwerfen in einer" abgestimmten "Menge an Chassis und Reifenflex. Dies ist hilfreich, da bei maximaler Mager- und Reifen -Seitenwänden einen besseren Winkel sind, um Unebenheiten auf der Straße zu absorbieren als das Federungssystem."
  38. ^ Kevin Cameron (Juli 2006), "Rossis Wehe", Zykluswelt, vol. 45, nein. 7, p. 18,, [L] Die terale Flexibilität muss nun absichtlich in Chassis -Teile eingebaut werden, um die Suspensionswirkung im hohen Magerwinkel zu ergänzen.

Quellen