मोटरसाइकिल सस्पेंशन का विकास: कठोर फ्रेम से प्रगतिशील सिस्टम तक

दो पहियों पर चलते समय, सवार एक सक्रिय सस्पेंशन द्रव्यमान बन जाता है, जहां शरीर फ्रेम के साथ एक एकीकृत पारिस्थितिकी तंत्र बनाता है। मोड़ में 45 डिग्री के कोण पर झुकने पर, पिछले सस्पेंशन को डामर की अनियमितताओं को अवशोषित करना चाहिए, गुरुत्वाकर्षण के सापेक्ष विकर्ण सदिश के तहत काम करना चाहिए। पीछे के हिस्से का सड़क से क्षण भर के लिए भी संपर्क खोना प्रक्षेपवक्र के नुकसान का कारण बनता है।

मोटरसाइकिल के पिछले सस्पेंशन में आधुनिक स्तर की सटीकता प्राप्त करना परिवहन में सबसे महत्वपूर्ण और आविष्कारशील यांत्रिक विकासों में से एक का परिणाम है। मोटरसाइकिलवाद के शुरुआती दौर में पिछला सस्पेंशन मौजूद नहीं था; फ्रेम पूरी तरह से कठोर स्टील संरचना होता था, जिसे 'हार्डटेल' कहा जाता था। झटकों का अवशोषण टायर के विरूपण और सवार की झटकों को अवशोषित करने की क्षमता पर निर्भर करता था।

उद्योग का पहला समाधान पहिये को निलंबित करना नहीं था, बल्कि सवार को निलंबित करना था: हिंज वाले सीटों का उदय हुआ, जो स्प्रिंग या टॉर्सियन स्प्रिंग्स से लैस थीं। हालांकि इसने कम गति पर रीढ़ की हड्डी को बचाया, लेकिन इसने गतिशील लाभ प्रदान नहीं किया क्योंकि पिछला पहिया अभी भी डामर पर उछल रहा था, जिससे पकड़ खराब हो रही थी और तेज मोड़ बेहद खतरनाक हो जाते थे।

पिछले पहिये को गरिमा देने और लोचदार तत्व को सीधे चेसिस से जोड़ने का पहला वास्तविक प्रयास प्लंजर सस्पेंशन (plunger) के रूप में साकार हुआ, जो 1930 और 1950 के दशक में लोकप्रिय था। इस प्रणाली में, पिछला धुरा दो टावरों के अंदर लंबवत रूप से चलता था जिनमें कठोर फ्रेम के सिरों पर लगे स्प्रिंग होते थे। हालांकि, प्रणाली की गंभीर सीमाएं थीं: यात्रा न्यूनतम थी (शायद ही कभी 3-5 सेमी से अधिक होती थी), प्रभावी हाइड्रोलिक डैम्पिंग की कमी ने उच्च गति पर अनियंत्रित दोलन का कारण बना, और धुरी की ऊर्ध्वाधर गति के कारण इंजन स्पॉकेट से दूरी में लगातार परिवर्तन होने से ट्रांसमिशन का घिसाव होता था।

वास्तविक क्रांति घूमने वाले आर्म (swingarm) को दो साइड शॉक एब्जॉर्बर - बिशोक के साथ लागू करने से हुई, जो 1950 के दशक में स्थापित हुआ और 1970 के अंत तक हावी रहा। ट्रांसमिशन स्पॉकेट के पास केंद्रीय हिंज के चारों ओर आर्म का आर्टिकुलेशन ने चेन तनाव में परिवर्तन को काफी कम कर दिया। शुरू में, शॉक एब्जॉर्बर लगभग लंबवत स्थापित किए गए थे, जिससे एक सीधा लीवर आर्म मिलता था।

विकास का उत्प्रेरक डामर नहीं, बल्कि 1970 के दशक में मोोटोक्रॉस की धूल थी। इससे पहले, पिछले सस्पेंशन की यात्रा लगभग 8-10 सेंटीमीटर थी। जब रैली और मोोटोक्रॉस रेसर्स ने महसूस किया कि अधिक यात्रा गड्ढों और छलांगों को तेजी से पार करने की अनुमति देती है, तो यात्रा तेजी से लगभग 30 सेंटीमीटर तक बढ़ गई। इतने बड़े स्ट्रोक को बिना ट्रक बार के आकार के शॉक एब्जॉर्बर का उपयोग किए समायोजित करने के लिए, इंजीनियरों ने लीवर को बदलकर शॉक एब्जॉर्बर को आर्म पर आगे झुका दिया।

सस्पेंशन के इस उछाल ने दो महत्वपूर्ण तकनीकी समस्याओं को उजागर किया। पहली - शॉक एब्जॉर्बर के आंतरिक तेल का अत्यधिक गर्म होना और कैविटेशन। गहन संचालन के दौरान, हाइड्रोलिक तेल कम दबाव में हवा के बुलबुले और झाग बनाता था, जिससे डैम्पिंग का नुकसान होता था। इस समस्या को नाइट्रोजन से भरे गैस शॉक एब्जॉर्बर के आविष्कार से हल किया गया, जो तेल के निरंतर दबाव को बनाए रखते थे। मोटरसाइकिलें नरम और तेज हो गईं, लेकिन 1970 के दशक में चार सिलेंडर वाले सुपरबाइक के आगमन ने दूसरी समस्या को उजागर किया।

पहली कमी मोटरसाइकिल के पिछले हिस्से के असममित झुकने और मुड़ने से संबंधित थी: डामर की थोड़ी सी भी अनियमितता पर, एक शॉक एब्जॉर्बर दूसरे की तुलना में अधिक संपीड़ित हो सकता था, जिससे ट्यूबुलर स्टील आर्म का घूमना होता था। दूसरी कमी - रैखिक प्रगति की जालसाजी। सस्पेंशन को छोटी अनियमितताओं पर नरम और बड़े झटकों पर कठोर बनाने की कोशिश करते हुए, उद्योग ने प्रगतिशील स्प्रिंग्स का उपयोग किया। हालांकि, शॉक एब्जॉर्बर की हाइड्रोलिक्स पूरी तरह से रैखिक बनी रही, जिसके परिणामस्वरूप खराब परिणाम मिला: स्प्रिंग यात्रा के अंत में बहुत कठोर हो जाती थी, और शॉक एब्जॉर्बर वापसी के लिए पर्याप्त हाइड्रोलिक स्थिरीकरण प्रदान नहीं करता था, जिससे तेज उछाल होता था।

इन कमियों को दूर करने के लिए, जापानी उद्योग ने 1970 के दशक के अंत में मोनोशॉक प्रणाली (monochoque) पर स्विच किया। यामाहा ने सबसे पहले मूल मोनोक्रॉस प्रणाली प्रस्तुत की, जिसमें एक बड़ा शॉक एब्जॉर्बर सीट और टैंक के नीचे रखा गया था, जो आर्म के केंद्र में लगा हुआ था। इसने असममित मरोड़ की समस्या का समाधान किया, जिससे भार के साथ काम करने के लिए बड़े तेल और गैस वॉल्यूम वाले शॉक एब्जॉर्बर का उपयोग संभव हो गया।

हालांकि, मोनोशॉक की सीधी प्रणालियों (हिंज के बिना) में संपीड़न अभी भी अपेक्षाकृत रैखिक था। अंतिम क्वांटम छलांग लीवर भौतिकी के अनुप्रयोग के कारण आई, जिससे हिंज के माध्यम से परिवर्तनीय आवृत्ति प्रणालियों का निर्माण हुआ - जैसे होंडा का प्रो-लिंक, कावासाकी का यूनि-ट्रैक और सुजुकी का फुल फ्लोटर। होंडा के प्रो-लिंक सिस्टम में, शॉक एब्जॉर्बर को आर्म से सीधे माउंट करने के बजाय, लिंक्स नामक हिंज और त्रिकोणीय लीवर बनाए गए। बाधा के ऊपर पिछले पहिये के उठने पर आर्म लिंक को धक्का देता है, जो शॉक एब्जॉर्बर के संपीड़न के कोण, बल और गति को बदलता है, जिससे 'राइजिंग रेट' (प्रगतिशील संपीड़न दर) की अवधारणा उत्पन्न होती है।

इस समाधान का सार लीवर अनुपात को बदलना है। शुरुआत में, अनुपात लगभग 3:1 होता है। इसका मतलब है कि छोटी अनियमितता के कारण पहिये के तीन सेंटीमीटर ऊपर उठने पर, शॉक एब्जॉर्बर के पिस्टन को केवल एक सेंटीमीटर संपीड़ित करने की आवश्यकता होती है। इस धीमी गति से तेल आंतरिक वाल्वों से धीरे-धीरे गुजरता है, जिससे मोटरसाइकिल छोटे झटकों को धीरे से अवशोषित कर सकती है और टायर के सड़क के संपर्क को बनाए रख सकती है। जब पहिया एक गहरे गड्ढे से टकराता है या मोड़ में त्वरण का अनुभव करता है, तो लिंक्स के कोण में परिवर्तन लीवर को 4:1 से अधिक के उच्च मानों में बदल देता है, जिससे पिस्टन की गति तेज हो जाती है। इसने यात्रा के अंत में स्प्रिंग और हाइड्रोलिक डैम्पिंग की कठोरता को संयोजित करने की अनुमति दी, अचानक झटकों को रोका, जबकि मोटरसाइकिल को पूर्ण समर्थन प्रदान किया।

इसके अलावा, इस सारी गतिशीलता को एक केंद्रीय शॉक एब्जॉर्बर में केंद्रित करने से, जो द्रव्यमान केंद्र के करीब स्थित है, फ्रेम पर प्रभाव भार का समान वितरण संभव हुआ, जिससे आर्म के असममित मरोड़ का हमेशा के लिए उन्मूलन हो गया।

ब्राज़ीलियाई अपवाद मामला

रैखिक से प्रगतिशील भौतिकी में बदलाव ने ब्राज़ीलियाई उत्साही संस्कृति में महत्वपूर्ण क्षण पैदा किए। 1980 के दशक में, जब राष्ट्रीय बाजार आयात के लिए बंद था, तो उन्नत विश्व प्रौद्योगिकियां देश के मोटरसाइकिल चालकों के लिए एक दुर्गम सपना लगती थीं। कमी की स्थिति में, जोसे एंटोनियो कासारीनी की आकृति उभरी। एक पूर्व रेसर, मैकेनिक और मैकेनिकल मास्टर, ज़े कासारीनी ने साओ पाउलो में अपनी कार्यशाला में स्ट्रीट बाइक को वास्तविक रेसिंग मशीनों में बदलकर एक पौराणिक प्रतिष्ठा अर्जित की। एक ऐसे युग में जब इंटरनेट पर विदेशी पुर्जे खरीदना संभव नहीं था, उन्होंने शून्य से घटकों को डिजाइन, मशीन और वेल्ड किया, जिससे वह ब्राज़ीलियाई मोटरसाइकिलवाद के इतिहास में सबसे प्रमुख आविष्कारकों में से एक बन गए।

होंडा CB 400 ब्राजील में हावी थी, लेकिन यह मानक और सीमित बिशोक प्रणाली के साथ आती थी। यहीं पर गैरेज इंजीनियरिंग की प्रतिभा सामने आई: कासारीनी ने वह करने का फैसला किया जिसे संदेहवादी इस चेसिस आर्किटेक्चर के लिए असंभव मानते थे। उन्होंने सीट के नीचे एयर फिल्टर और बैटरी के लिए जगह को छोड़ दिया, मूल ट्यूबुलर फ्रेम पर एक संरचनात्मक सुदृढीकरण टॉवर डिजाइन और वेल्ड किया, एक नया मजबूत आर्म बनाया और केंद्रीय मोनोशॉक एब्जॉर्बर के साथ प्रो-लिंक सिस्टम को मैन्युअल रूप से स्थापित किया। कासारीनी जैसे प्रोजेक्ट विशेष पत्रिकाओं में प्रकाशित हुए, यह साबित करते हुए कि बिशोक से प्रगतिशील मोनोशॉक सस्पेंशन वाली मशीन में मोटरसाइकिल को बदलना नियंत्रण की सटीकता को मौलिक रूप से बदल देता है।