Chatter

Ik had laatst een klant met een motorfiets die klaagde over “chatter” …”voorband slijt raar, de vork trilt en ik heb last van uh..chatter!?!”.
Redelijk zeldzame klacht..zeker bij een “straat motor”.
Nu had die meneer geen last van chatter en zijn motorfiets evenmin...de klacht was simpelweg te wijten aan een voorvork die zeer dringend aan een uitgebreide servicebeurt toe was.
Van chatter was geen sprake ...slechts van een slecht functionerende voorvork.
De beste man had de “chatter term” ergens opgevangen waarschijnlijk en poogde mij op die manier zijn probleem uit te leggen. Geen probleem. Moet kunnen...

Hoe dan ook...de term Chatter is een nogal veel verwarde en vaak misbruikte..
Ik zal pogen e.a uit te leggen over Chatter...niet makkelijk uit te leggen, wellicht gebruik ik af en toe de verkeerde termen maar ik zal een poging doen om het begrijpbaar te maken

CHATTER,, “de ongrijpbare vibratie”, makkelijk te begrijpen, moeilijk op te lossen.
Echter, er zijn nogal vele misverstanden over Chatter. Velen begrijpen niet wat het nu precies is en doet. Anderen hebben slechts ooit de term gehoord, associëren het met “trillingen”.

Wat is dat nu precies..dat “Chatter”?
Welnu , Chatter is een feite een ongewenste samenvoeging van een aantal vibraties.
Een soortement “botsing” van een tweetal resonerende frequenties veroorzaakt door vibraties.

Ieder onderdeel van een racemotor heeft zo zijn eigen frequenties, het frame, de voorvork, de velgen, etc. De natuurlijke frequentie van elk van die onderdelen wordt bepaald door de massa en de stijfheid. En soms komt het voor dat twee van die onderdelen elkaar onderling verstoren door een “botsing” van de verschillende frequenties met vibratie als gevolg.

Ieder onderdeel van een racemotor werkt dan als het ware ook als een “veer”, een bewegend iets, beweging en vibraties is overal en frequent aanwezig. Het "werken" van een band, de flex in chassis of swingarm,zelfs een kuipruitje dat onder invloed van luchtweerstand vervormen wilt, etc, etc.,..
Echter, we praten hier over “ongedempte” beweging.Het voorwerp/ onderdeel beweegt / vibreert en er is geen dempende werking. Het materiaal / component "werkt simpelweg onder invloed van"(een kracht die erop wordt uitgeoefend).
Wellicht het beste te omschrijven met een voorvork als voorbeeld. In een voorvork zitten veren die bewegen onder invloed van “mass” en “force”. Er gebeurt iets dat invloed heeft op de veer en de veer reageert met beweging. Gelukkig is een voorvork voorzien van elementen die demping kunnen uitoefenen en die de beweging en de frequentie daarvan enigszins onder controle kunnen houden.

De gebruikelijke frequentie waarop Chatter kan ontstaan ligt tussen de 17 en de 23 hertz waarbij op te merken is dat de meest gebruikelijke frequentie ca 18 Hertz is. Met andere woorden...een frequentie in resoneren van ca 17<>23 keer per seconde!
Als er Chatter aanwezig is komt dat niet een hele ronde voor maar beperkt het probleem zich meestal tot enkele bochten op de momenten dat de rijder de voorband van verschillende zijden aan het belasten is. Vaak meteen na het aanremmen, op het moment van insturen als het chassis, vering, banden zowel in de lengte als zijwaartse richting belast worden.

Banden zijn beter en beter geworden en met de komst van de zogenaamde “supersticky” racebanden is ook het fenomeen Chatter onstaan. Zonder grip is er geen chatter. Hoe meer grip, hoe meer kans op Chatter. Logisch..een voorband die zich vastkleeft aan het asfalt heeft geen ruimte tot bewegen op dat asfalt..alle krachten komen op het rubber van de band.
Als Chatter in vele gevallen terug te leiden is naar de banden dan is het zo dat hoe meer frictie er is tussen bijvoorbeeld voorband en asfalt, hoe groter dus de kans op Chatter is.
Een voorband bijvoorbeeld heeft een bepaalde hoeveelheid frictie immers. In andere woorden ..”grip”. Ontstaan door compound samenstelling, samenwerkend met temperatuur en bandendruk.
Een voorband heeft dus net als de andere onderdelen in een motor een bepaalde frequentie van bewegen onder invloed van massa en “force” zodat de voorband als het ware fungeert als “veer” , een absorberend iets. Maar, de voorband heeft geen dempende werking.. de veerwerking in het rubber is ongecontroleerd en wordt niet gesmoord door demping. Ook een voorband is dus een resonerend iets.

Op het moment dat een voorband voldoende grip biedt en zich dus vastkleeft aan het asfalt werken er verschillende krachten op de rubbersamenstelling van de band.. bij accelereren en remmen zullen dat voornamelijk longitudinale (lengte richting) zijn. Bij insturen bochten zullen dan de zijwaartse krachten mee gaan werken.
Zoals gezegd,ieder voorwerp is “bewegend”onder invloed van massa en “force”en in het geval van die voorband is er dus ook een bepaalde frequentie van beweging.
Op het moment dat een rijder een voorband belast onder “aanremmen” en vervolgens instuurt kunnen er verschillende resonanties ontstaan in die voorband. Er kan bijvoorbeeld een andere vibratie uit de zijwangen van de band komen dan uit het loopvlak. De band wordt dan op verschillende manier belast. Zowel in lengte richting als in zijwaartse richting en de altijd aanwezige resonantie is aanwezig en wordt niet gedempt. Rubber heeft immers wel een verende maar geen dempende werking. Er is dus beweging maar geen gecontroleerde beweging hetgeen kan leiden tot vibraties. Zodra die vibraties elkaar tegenkomen in een andere resonerende frequentie is er een feite een botsing van resonantie op een andere frequentie. Een soortement onbalans tussen twee resonerende frequenties en dat is hetgeen resulteert in vibraties...CHATTER

Chatter is een “collusie “tussen twee resonerende frequenties .

De oplossing van Chatter is dan ook te vinden in het voorkomen of oplossen van die collusie.
Makkelijker gezegd dan gedaan want hoewel het probleem bekend is...we weten immers dat er chatter aanwezig is, maar is het maar net de vraag welke resonerende frequenties het zijn die elkaar tegenwerken en die de vibraties veroorzaken. Het is dus ook maar net de vraag welk onderdeel van een motorfiets verandert dient te worden om het probleem te elimineren. Soms kan dat een simpele wissel van een voorband zijn. Soms kan dat dagen zoeken en bestuderen van data zijn. Rossi's Yamaha M1 werd ooit zelfs voorzien van lood in de achteras in een poging e.a te veranderen en de chatter uit het rijwielgedeelte te krijgen. Later werden er zelfs "chatter sensors" aan weerszijden van de swingarm gemonteerd in een poging later op de data de "trilling" te kunnen uitlezen.
Een chatter probleem is niet alledaags. Straatrijders hebben er geen last van en recreatief circuitrijders lopen ook zelden tegen problemen op. Pas op hoog niveau racerij kunnen de problemen de kop opsteken. Een simpele verandering van voorband kan een chatter probleem elimineren. Een zachtere compound is immers meer absorberend al mag het rubber dan ook weer niet te soft zijn want de band moet wel een race afstand meekunnen. en bovendien..bij een opvolgende verandering aan het chassis, vering of banden kan de motor dan weer terug glijden in de "chatter zone".

En om het helemaal "gemakkelijk " uit te leggen aan de hand van een huis,tuin en keuken voorbeeld. Al eens met een natte vinger over de rand van een wijnglas gestreken/ gedraaid en het glas laten "zingen"? Zie de natte vinger dan als de voorband en het wijnglas als het asfalt van het circuit. Het glas zal gaan "zingen" als je ene bepaalde snelheid aan de roterende beweging van je vinger geeft. Dat "zingen", die resonantie..dat is chatter!
bron + foto's: MotoGP Technology / Neil Spalding