Stavba chopper kola: návrh rámu, geometrie a praktické řešení

Stavba chopper kola začíná návrhem, který musí současně respektovat vzhled, pevnost rámu, ovladatelnost a pohodlí při jízdě. U takto dlouhého a nízkého stroje není rozhodující pouze to, jak vypadá, ale především úhel sklonu přední vidlice, velikost stopy, rozvor, poloha těžiště, šířka pneumatik a způsob vedení řetězu.

Nejbezpečnější postup je nejdříve vytvořit návrh v měřítku, odměřit kola a hlavní komponenty, postavit dřevěný nebo jiný jednoduchý prototyp a teprve potom vyrábět kovový rám. Horní trubku není vhodné bez náhrady vynechávat, protože u dlouhého rámu a výrazného sklonu hlavy hrozí kroucení nebo prasknutí konstrukce.

Co je pro chopper kolo nejdůležitější

U chopperů je vzhled jeden z hlavních znaků, proto je dobré mít před stavbou samotnou všechno dokonale promyšleno a nakresleno. Je však hodně stavitelů, co konstruují stroj „za běhu“ (např. Paul Teutul jr. často "za běhu" vyrábí své motorky). Když nejste zrovna strojní inženýr je dobré se při navrhování držet rozměrů a konstrukce součástek sériových motocyklů, které si můžete všude oměřit nebo složitější „uříznout“ přímo ze sériového stroje a použít.

„Najít a použít“ je také jedna z možností zjednodušení stavby. V návrhu tak můžete vycházet i z již hotových součástek, jako je třeba rám, a pouze je upravit podle sebe. Asi každý má na začátku nějakou představu nebo inspiraci v jiných chopperech, proto se dá vyjít třeba z fotky oblíbeného stroje a pomocí přeměřování dostat alespoň hlavní rozměry do potřebného měřítka.

Obecně je důležité, aby byl už první návrh na papíře v nějakém měřítku, například 10:1, a pak ho postupně rozkreslovat do reálných rozměrů. Samotný návrh je pak na každého představě a technických možnostech.

Návrh rámu před zahájením stavby

Pokud stavíte choppera „od motoru“ je nutné mít motor kompletně oměřený, a to hlavně upevňovací body. Pokud nemáte návrh, nemáte rozměry. Začněte kostrou, vše ostatní vychází právě z koncepce rámu.

Asi budeš muset upravit sklon přední vidle, ale to je detail, zatím chybí rozměry. Pokud chceš radu, tak vycházej z toho nákresu s fotkou. Jde i udělat přenos nákresu projektorem na zeď, kde máš základní rozměr kol. Pak to doupravíš.

Já to kreslím na rastrovaný papír z samolepicích tapet-ta zadní odpadová část, dostaneš všude zdarma kde dělaj z toho reklamu. Jinak používám dřevotřísku, překližku a střešní latě, díly z různých kol ze šrotáku, levné a nemusíš pořád něco převařovat.

Upravím základní rozměry a stavím prototyp. Trubky podle délky a typu konstrukce. Jednoduché měření na velké papírové ploše nebo na dřevěné šabloně umožní ověřit polohu kol, hlavového složení, sedla, šlapek a řídítek dříve, než vznikne skutečný rám.

Geometrie přední vidlice

Právě geometrie je totiž rozhodujícím faktorem v odpovědi na otázku, zda na takhle radikálním chopperu vůbec půjde jezdit. Když se totiž správně spočítá úhel krku řízení a vyúhlování brýlí, aby závlek (stopa) předního kola byl mezi 5 - 13 centimetry, vyjde dobře i osa, okolo které přední kolo zatáčí.

Motorce tím pádem nekmitá při vyšší rychlosti přední kolo, ani na místě „nepřepadávají“ řídítka, a chopper je vlastně o dost ovladatelnější a řiditelnější, než by se mohlo zdát. Samozřejmě má svoje limity a specifika.

Chopper vidlí je 6 typů. Vidli dořešíme později, důležitej je úhel sklonu aby jsi s tím mohl zatáčet, stopa a taky typ vidlicového odpružení, právě na tom sklonu úhlu.

Vycházej z toho prvního nákresu, u toho druhého je vysoko těžiště. Vycházej z toho nákresu s fotkou, pokud chceš radu. Přední vidlice nemusí být zbytečně dlouhá, protože extrémní délka komplikuje řízení, zvyšuje namáhání rámu a mění chování kola v zatáčkách.

Rám a jeho nosná konstrukce

Rám dává chopperům jejich tvar a styl. Můžete použít buď sériový rám, který upravíte nebo si ho postavíte. Stavba rámu je výhodnější v případě, když chcete mít volnou ruku v použití ostatních prvků a hlavně ve tvaru choppera.

Je mnoho způsobů konstrukce chopper rámů, ale jedna z nejpoužívanějších a zároveň nejjednodušších konstrukcí je tzv. neodpružený (hardtail) kolébkový rám. Horní trubka jde od krku řízení k ose zadního kola a druhá trubka jde od krku řízení dolů pod motor a pak spodem také k ose zadního kola.

Při konstrukci platí, že je lépe přidat materiál nebo výstuhu než riskovat prasknutí nebo zkroucení rámu. Horní trubka ti to zpevňuje. Trochu bych se bez ní bál kroucení rámu v zatáčce při tomhle rozvoru a sklonu hlavy.

Ta trubka tam musí být. Bez vrchní trubky to zlomíš. Když z horáka vyřízneš vrchní trubku, zachvíli se zlomí a tohle je 3x delší.

Bez horní trubky se konstrukce může posunout směrem k leháčovému nebo rámovému řešení, ale tím se mění nejen vzhled, nýbrž i tuhost a bezpečnost. Sedadlo už není problém, lze použít pohodlnější provedení, ale jeho umístění nesmí nahradit chybějící nosnou část rámu.

Volba materiálu

Materiál rámu záleží na každého možnostech. V domácích podmínkách je nejpřístupnější normální ocelová konstrukční bezešvá trubka. Z jeklu bych to nedělal, trubka je lepší. Já mám choppera z jeklu a dneska už bych to taky udělal z trubky.

Jekl se snadněji svařuje, řeže a opracovává, ale jeho použití samo o sobě nezaručuje dostatečnou pevnost. Pevnost je prej OK, a krom kusu od hlavy bude vše dvojité řešené, takže ta hrana tomu udělá.

Při stavbě je nutné posuzovat celý rám jako celek: průběh trubek, délku rozvoru, podporu hlavového složení, uložení zadního kola, kvalitu svarů a způsob přenosu sil při brzdění a zatáčení. Samotný tvar profilu proto není jediným kritériem.

Rozvor a délka rámu

První a druhý návrh jsou zbytečně dlouhé. Třetí návrh je podobný, ale horní trubka tam musí být. Napiš si, co potřebuješ, ale začni kostrou, vše ostatní vychází právě z koncepce rámu.

Délku je třeba měřit od úchytu přední vidle k zadnímu úchytu, podle toho se bude odvíjet materiál, stačí zhruba. Odhad mezi metr a půl až dva metry může být pro chopper kolo příliš široký rozsah, dokud nejsou přesně známé rozměry kol, vidlice, hlavového úhlu a polohy sedla.

Rozměry nelze spolehlivě určit pouze podle fotografie. Nejprve je potřeba stanovit hlavní rozměr kol a jejich skutečný průměr, následně zakreslit osu předního a zadního kola, hlavové složení, sedlovou část a šlapací střed.

Poloha těžiště a uložení motoru

Základem stavby choppera je motor. Obecně se může jednat o jakýkoliv agregát. Můžete ho použít rovnou z nějakého motocyklu nebo sehnat samostatně.

Při pasování motoru do chopperu je nutné dodržet pár věcí při jeho umístění v rámu. Důležité je, aby nebyl těžištěm příliš vysunut mimo osu motocyklu, protože by mohlo dojít při jízdě k naklánění stavby do stran.

Motor musíš dostat pod zadek do rámu. Uložení motoru vysoko zvyšuje těžiště a může způsobit výrazné vibrace. Vibrace motoru, potažmo celého kola budou, pokud si myslíš, že to vyřešíš kyvkou, tak ti to bude stejně vibrovat, to těžiště je pro motor vysoko.

Někdy je však nutné motor vyosit, aby jste mohli použít široké zadní kolo a neupravovat uložení záběrového kolečka. Pak se snažte stavbu vyvážit dalšími prvky, které umístíte na druhou stranu než je motor vyosen.

Je však mnoho možností zachování motoru v ose a zároveň použití jakéhokoliv zadního kola, například prodloužení hřídele hnacího kolečka a její podložení na další ložisko.

Široké zadní kolo a pneumatika

Pneu, pokud to chceš na výlety tak umírněně s rozměry, pokud to máš na popojíždění tak tam dej co chceš, vše je na základech fyziky. Odpověď je jednoduchá: jak se ti pojede na kole s galuskou a na kole kde je plášť 2,5", odpor, tření, váha a konstrukce.

Motor ti to utáhne, o tom žádná, ale co když budeš muset šlapat. Co potom. Pokud si vzpomínám, tak jsem se ti k pneu již vyjadřoval.

Pokud na zadek chceš dát něco většího, tak na kyvce by mělo být odpružení. Na zadek v tomto případě kolo o maximální šíři ráfku do 3" a velikosti 24". Široká pneumatika může zlepšit vzhled a komfort při nízkém tlaku, ale současně zvyšuje odpor, hmotnost a nároky na konstrukci i pohon.

U klasického chopperu bez zadního odpružení se používá vzadu automobilová guma. Konkrétně ta Michalova má 205 milimetrů, je obutá na vlastnoručně vytvořeném vyplétaném ráfku a kvůli komfortu nahuštěná jen na 1,4 atmosféry.

Pneumatika potom přirozeně drží za jízdy motorku rovně, takže zatáčení je poněkud svébytné, ale nic jiného se asi ani neočekává. U jízdního kola je proto třeba hodnotit široké zadní kolo nejen podle vzhledu, ale i podle hmotnosti, valivého odporu, místa v rámu a kompatibility s řetězem.

Přední a zadní odpružení

Typ odpružení je to s těma dvěma šavlema a dvěma pružinama. Nechci asi nejspíš podle všeho překročit šířku 4 palce, ale zadní odpružení už je asi moc.

Pokud zadní odpružení použiješ, musí být správně vyřešeno uložení kyvky, vedení řetězu, změna napnutí řetězu při propružení a pevnost rámu v okolí čepu. Pokud má být prioritou jednoduchost, pohodlí a vzhled klasického chopperu, může být vhodnější neodpružený hardtail s dobře umístěným pohodlným sedlem.

Jelikož zadní odpružení prostě neexistuje a dokonce i sedlo je u klasického chopperu natvrdo, používá se vzadu automobilová guma. Komfort pak závisí na sedle, tlaku v pneumatice a rychlosti jízdy.

Šlapání, převody a pohon

Rovnou zapomeň na přehazovačku. Přehazovačka je ve spojení jak jsi psal nevhodná, snad by se dalo uvažovat o 3rychlostní v zadním náboji, vše je o pohonu jak to budeš chtít řešit.

Pokud má motor pohánět vlastní řetěz a šlapací mechanismus má zůstat funkční, musí být oba systémy technicky oddělené a bezpečně vedené. Přehazovačka může být problematická kvůli prostoru, napnutí řetězu, široké pneumatice a současnému působení motorového pohonu.

Každopádně místo přehazky variátor, ještě přesně nevím jaký typ, ale vzhledem k tomu, že chci motorový řetěz a šlapátkový řetěz na jedné hřídeli s volnoběžkami a řazením před kolem, stačí jen technicky domyslet a určit místo.

Pokud chceš zachovat původní charakter jízdního kola, musí být samostatně pohon od šlapek, zachovat původní charakter jízdního kola, oddělená funkce pomocného motoru a původního pohonu kola. Jinak tím vytváříš mopeda.

Legislativa u kola s pomocným motorem

U motorového chopper kola nestačí vyřešit pouze mechanickou část. Rozhodující je také právní zařazení konkrétní stavby, její výkon, objem motoru, způsob pohonu a vybavení.

Aby to celé prošlo, musíš mít samostatně pohon od šlapek, zachovat původní charakter jízdního kola, oddělená funkce pomocného motoru a původního pohonu kola. Jinak tím vytváříš mopeda.

Na inspektorát, pokud nenajdu jinou cestu, pojedu nejprve jen s kolem, sice už připraveným na motor, protože se s tím počítá od začátku, ale nebude tam. Jaký motor, do 50 ccm a do 1 kW, to je třeba řešit s příslušným dopravním inspektorátem podle konkrétní konstrukce.

Naše kola do 50 ccm splňují vyhlášku o provozu na pozemních komunikacích. U vlastní stavby však nelze automaticky převzít posouzení sériového výrobku, protože individuálně zhotovený rám, motor, brzdy, osvětlení a způsob pohonu mohou podléhat jinému režimu.

Praktické pořadí stavby

1. Nejprve si ujasni, zda stavíš jízdní chopper kolo bez motoru, nebo kolo připravené pro pomocný spalovací motor.

2. Vyber kola, přední vidlici, sedlo, řídítka, šlapací střed a případný motor.

3. Všechny díly oměř, zejména upevňovací body motoru, šířku nábojů, osu zadního kola a rozměry hlavového složení.

4. Vytvoř návrh v měřítku a zakresli hlavní osy, rozvor, sklon vidlice a polohu těžiště.

5. Postav jednoduchý prototyp z dřevotřísky, překližky a střešních latí.

6. Ověř polohu šlapek, výšku sedla, vzdálenost k řídítkům a průchod řetězu kolem zadní pneumatiky.

7. Teprve potom uprav rozměry trubek nebo profilů a začni vyrábět kovovou kostru.

8. Po svaření zkontroluj souosost kol, hlavového složení a zadního uložení.

9. Před jízdou ověř pevnost rámu, účinnost brzd, vedení řetězu a stabilitu při pomalém i rychlejším zatáčení.

Proč má smysl nejprve postavit prototyp

Všechno jde, když se chce, jenže stavba může trvat déle, pokud není čas nebo přesný návrh. Jeden stavitel měl na celý rám 3D model v CADu, takže se to dělalo líp než od oka.

Takhle vypadá leháč. Podle mě je toto čistý návrh LWB. U dlouhého nízkého rámu se proto vyplatí ověřit, zda výsledná konstrukce skutečně zůstává chopperem, nebo se už blíží leháči či skútru.

S tím sedátkem už to začíná měnit kategorii na leháč. A z choppera má spíš scootera. Pohodlnější sedlo, výše položená řídítka a posunuté šlapky mohou být praktické, ale současně mění charakter i ergonomii stroje.

Ergonomie a pohodlí

Chci eliminovat tu horní trubku rámu a sedátko udělat víc luxus, abych se mohl opřít i zády a měl lepší šlapání a tím pádem řeším, jak protáhnout řídítka. Šlapátka o kousek výš, kvůli posedu, připomíná to spíš už skoro styl lehákolo. Ale chci pohodlí a příjemné šlapání.

Výše řídítek by neměla přesahovat výši ramen jezdce. Řídítka jsou důležitá nejen kvůli vzhledu, ale také kvůli poloze rukou, kontrole nad předním kolem a pohodlí při delší jízdě.

Pohodu a zážitek z jízdy je správné považovat za hlavní cíl, zároveň však může být na delší výlet široké, těžké a málo obratné chopper kolo výrazně náročnější než běžné jízdní kolo.

Co ukazují skutečné chopperové stavby

Výraz chopper je odvozen z anglického slovesa „to chop“, což znamená „sekat“ nebo „osekat“. Chopperová stavba proto často vychází z jednoduchosti, omezení počtu dílů a důrazu na vlastní konstrukční řešení.

Michalův Longster je jejím docela perfektním zástupcem. Naprosto čistá a v principu jednoduchá stavba bez designových cingrlátek, osekaná na samotnou podstatu motorky.

Michal ho kompletně celý navrhnul a vyrobil sám v garáži, jen krk řízení nebo „schované“ uložení zadní osy nejprve vymodeloval jako 3D výkres a posléze nechal vyrobit na CNC frézce.

Digitální návrh a výkres ke každému dílu je samozřejmostí, a vlastně celá motorka vznikla nejprve jako počítačová vizualizace. Tento postup je použitelný i při stavbě chopper kola, zejména u hlavového složení, uložení zadního kola, držáků motoru a vedení řetězu.

Vlastní výroba dílů

Stejným postupem vznikly i brýle, které jsou vypálené z leteckého pevnostního duralu a drží nekonečně dlouhé trubky přední vidlice. Nekonečně znamená konkrétně 123 centimetrů jen trubky, potažmo 148 centimetrů celé vidlice včetně kluzáků.

Přední nebržděné kolo je z bazaru z jiného chopperu, vidlice samotná využívá pouzdra ze Suzuki GSX 750 F a trubky jsou paradoxně dvoudílné. Důvod je prostý - v Česku ani v blízkém zahraničí se za rozumnou cenu prakticky nedá sehnat celistvá trubka potřebných parametrů, tak Michal udělal šroubovaný spoj.

Pomocí čepu se šroubením, který pasuje s patřičným přesahem natěsno do vnitřního průměru trubek, spojil trubky z GSX 750 F s trubkami z endura DR 650, do nichž ještě pro jistotu napasoval vodovodní trubku kvůli zaručené pevnosti pod brýlemi.

Výfuky s opletem už jsou samozřejmě vlastní výroba. Jinak i zdánlivé detaily, jako je nožní ovládání nebo řídítka včetně kované spojkové páčky, si Michal sám navrhnul a vyrobil ve svojí domácí dílně, jen pár věcí si vyrobit nechal na CNC na základě vlastních 3D modelů.

Brzdy a bezpečnost

Motor s celkem lehkým strojem dost cvičí, na což je potřeba myslet při brždění. V rámci minimalismu je zadní kolo opatřeno bržděnou řetězovou rozetou vlastní výroby, která se u „Švédů“ často používá, a která je zároveň jediným kotoučem s dvoupístovým brzdičem ze Suzuki GSX-R 750.

U jízdního chopper kola s pomocným motorem musí brzdy odpovídat celkové hmotnosti, rychlosti a síle pohonu. Široká pneumatika ani dlouhý rozvor nenahradí správně navrženou brzdovou soustavu.

Přední nebrzděné kolo může být u některých radikálních staveb součástí zvoleného stylu, ale pro běžné používání v provozu je nutné posoudit, zda konkrétní konstrukce splňuje požadavky na bezpečné zastavení a příslušné vybavení.

Jízdní vlastnosti

Protože jakkoliv to možná na první pohled nevypadá, jezdit se na tom opravdu dá. Když se správně spočítá úhel krku řízení a vyúhlování brýlí, aby závlek předního kola byl mezi 5 - 13 centimetry, může být i výrazně natažený chopper ovladatelný.

Longster je potom několikátou stavbou tohoto druhu. Michal na Longsteru i jezdí, kdykoliv to jen trochu jde, a sám jsem měl dokonce možnost nějakého toho krátkého svezení.

Takže potvrzuji, že se na Longsteru jezdí nad očekávání dobře, byť to rozhodně není nejobratnější ani nejpohodlnější motorka na světě. Stejný princip platí i u chopper kola: výrazný vzhled může fungovat, ale vždy za cenu určitých limitů v obratnosti, hmotnosti, komfortu a praktičnosti.

Nejčastější chyby při stavbě

• Vynechání horní nosné trubky bez odpovídající náhrady.

• Příliš vysoké umístění motoru a těžiště.

• Volba extrémně široké pneumatiky bez ověření odporu, hmotnosti a prostoru v rámu.

• Příliš dlouhá přední vidlice bez výpočtu stopy a kontroly ovladatelnosti.

• Umístění motoru mimo osu bez vyvážení konstrukce.

• Návrh rámu pouze podle fotografie bez měřítka a přesných rozměrů.

• Řešení vzhledu před funkčním vedením řetězu, brzdami a tuhostí rámu.

• Snaha použít přehazovačku tam, kde široké kolo, motorový řetěz a rám neposkytují dostatek místa.

• Ignorování legislativního zařazení stavby s pomocným motorem.

• První zkouška až na hotovém kovovém rámu, kdy už je změna geometrie složitá.

Rozumný kompromis mezi vzhledem a použitelností

Některé stavby jsou vhodné na kratší cesty třeba na nákup. Na delší výlet to může být bída. Tohle nejsou kola pro sportovní výkony, ale naopak pro pohodu a zážitek z jízdy.

Chopper od Cola Jinac působí ještě rozumně, použitelně a dotaženě. Evidentně se na něm dá jet dále než na nějakém extravagantním stroji, kde sedíš jako frajer s rukama skoro nad hlavou.

Rozumím, že extravagantní koncepce mohou být atraktivní, ale při stavbě pro každodenní jízdu do práce a výlety je vhodnější umírněnější geometrie, rozumná šířka pneumatik, dobře nastavené řídítka, funkční brzdy a možnost pohodlného šlapání.

Každému podle jeho gusta. Pro každého je nejlepší něco jiného.

Orientační kontrolní tabulka návrhu

Postup od nápadu k pojízdnému chopperu

Nejprve je nutné rozhodnout, zda je hlavním cílem vzhled, pohodlné šlapání, každodenní doprava, delší výlet, nebo možnost pozdějšího doplnění motoru. Každý z těchto cílů ovlivní délku rámu, šířku pneumatik, polohu sedla, převody i volbu odpružení.

Potom vytvoř návrh v měřítku, odměř všechny použité díly a postav prototyp. Teprve když sedí geometrie, poloha těžiště, ergonomie a průchod řetězů, má smysl řezat a svařovat skutečný rám.

Práce to je, o tom žádná. Zas bych to neviděl tak tragicky, pokud je z čeho vycházet a nejsou tam přehnané specifikace. Jednoduchého choppra dám ze starého Fáčka za den, samozřejmě bez motorizace a laku.

Stavba může trvat půl roku i déle, zvlášť když se návrh průběžně mění nebo není dostatek času. Pokud je ale konstrukce promyšlená, prototyp ověřený a rozměry známé, lze se vyhnout zbytečnému přepracování a soustředit se na pevnost, bezpečnost a výsledný jízdní projev.

tags: #stavba #choper #bike #kola