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車架的秘密

時間:2024-11-01 07:18:00

一位優秀的運動員,除了擁有一顆活力充沛的心髒,還需要強健的骨骼、雄壯的肌肉來支撐。

摩托車同樣如此,必須擁有優秀的車架,才能駕馭高性能的發動機。就讓我們一起來揭開車架的秘密……

如果說,發動機是摩托車的“心髒”,那麼車架就是摩托車的“骨骼”。車架與摩托車的操控性能、乘騎舒适度密切相關。車架支撐着發動機,為轉向機構和後減震器提供固定位置,承載着騎手、乘客和他們的行李,此外還為油箱、蓄電池等提供安裝位置等等。

拆開摩托車的外殼,除去油箱、空氣室、蓄電池等附件,你會更加清楚地看到這些“骨骼”的作用:在車架的前部,我們會發現這裡安裝着轉向頭管;在車架的後部,你會看到後搖臂在這裡與車架相接。有的車架緊緊擁抱發動機,目的是增強車架的整體剛性;但是也有相反的,有的摩托車沒有嚴格意義上的車架,你隻看到前副車架和後副車架直接安裝在發動機上……

摩托車車架材料種類繁多。早期的摩托車,其實就是自行車+發動機,因此最常見的車架材料就是自行車的鋼管了。随着材料技術發展帶來新的可能,随着摩托車性能提升的内在要求,車架材料有了更多選擇,除了常見的鋼材,鋁合金、鎂合金、钛合金、碳纖維等各種材料都得到運用,由各種材料混合配置而成的車架也出現了。

車架的類型多種多樣,車架的材料豐富多彩。需要指出的是,沒有完美的、能夠包打天下的車架,具體款型的摩托車車架選擇哪種結構、哪種材料,牽涉到車型定位、質量分配、所需剛性、動力性能、速度、功能用途、銷售價格等因素,其實是一個綜合優化比選的最終平衡結果。

鋼管搖籃車架

★基本結構:有單搖籃、雙搖籃、半雙搖籃等結構。雙搖籃車架由兩個單搖籃車架并列構成,通常會把上方的雙管梁簡化為較粗的單管梁。半雙搖籃車架介于雙搖籃車架和單搖籃車架之間,上方簡化為單管梁,下管也是單管柱,底部是雙管梁。

★優點:結構簡單,生産成本較低。

★用途:主要用于中小排量街車和不追求高速度的巡航車、複古摩托車。

★代表車型:雅馬哈SR400。

雅馬哈SR400定位于複古休閑駕駛。因此,這顆大單缸未做強化處理,廠家公布的動力性能是最大功率17.1kW(6500r/min),最大扭矩27.4N·m(3000r/min),轉速紅線設置在7000r/min。盡管動力性能并不出色,但用于日常通勤、巡遊,已經足夠。

起步出發時,得益于399mL的排量,大單缸在低轉速時扭矩強韌,在2000r/min起就很有勁頭了。而且,新的電子燃油噴射系統設置得很好,動力輸出很流暢,全轉速過程都可以準确掌控動力發放。

SR400的高拉力鋼管車架,則采用了苗條的半雙搖籃式結構,與這顆大單缸發動機搭檔得相當默契。這一結構自SR400問世以來就未曾改變過,在強度、剛性、重量之間達成了平衡。這具鋼管車架内藏玄機—發動機的機油,就儲存在車架的主下管内。這種設計,允許SR400的發動機采用幹油底殼的結構,這樣就降低了發動機整體高度,增加了最小離地間隙,提供充裕的過彎空間。跑在公路上,我們感覺SR400操控起來靈活省力;通過彎道時,由于單缸體型苗條,轉彎空間很寬裕,過彎顯得輕松自然。

當然,作為複古單缸街車,SR400不可能跑得太快。如果在平直的公路上,将擋位挂到5擋,持續擰開油門,可以跑到160km/h。不過,此時發動機感覺比較吃力,振動比較明顯。相對而言,這顆發動機最合适的轉速是在3000r/min到5000r/min之間,此時單缸發動機發出很有節奏感的聲浪,動力輸出、車架、懸挂系統協調默契。如果以80km/h~100km/h之間的速度奔跑,無論騎手還是乘客,感覺都很舒服。

鋼管格子車架

★基本結構:采用圓形管或橢圓形管,通過熔焊或釺焊的工藝,裝備出格架大梁結構。鋼管組成的格子通常是三角形的,以強化結構穩定。

★優點:結構堅固、質量輕巧。

★用途:主要用于大中排量的街車。

★代表車型:杜卡迪Monster1200R。

盡管缸徑、沖程、排量都維持不變,但Monster1200R已經變得更加暴力,最大功率增長了10%,最大扭矩增強了5.5%,分别達到了117.7kW(9250r/min)和131.4N·m(7750r/min),絕對是怪獸家族中最兇猛的成員!這顆Testastretta11°DS發動機不僅峰值動力提高,而且在全轉速範圍内的動力都得到增強—低轉速扭矩強韌,在轉速隻有3500r/min時,發動機已經能夠輸出75%的扭矩,供由騎手掌控發揮;随着轉速的拉升,L型雙缸更加興奮,在中段轉速時加速強勁,而且勁頭一直持續到轉速紅線10500r/min。據測試,從靜止加速到100km/h,怪獸隻需3.2s,極速可以超過250km/h!

Monster1200R繼承了杜卡迪經典的鉻钼合金鋼管格子車架,但針對火爆性能作了進化—車架直接鎖在汽缸頭上,這是借鑒超級跑車Panigale的先進技術,在減輕重量的同時,實現了異常緊湊的結構。

與此同時,車架采用了大口徑的鉻钼合金鋼管,有效增加了抗扭剛性,襄助提升運動性能。為了提高過彎空間,車架設置提高,前後都增加了15mm,座高相應增加到830mm。這一新的人機三角,保證了舒适自然的駕駛姿勢,同時優化了公路和賽道駕駛控制,實現了三者間的較好平衡。

與鋼管格子車架相得益彰的是高規格的奧林斯懸挂系統。前輪安裝的是完全可調的48mm倒立式前叉,内管采用氮化钛處理,為騎手提供豐富細膩的前端反饋;與之默契配合的,是後部的奧林斯單筒減震器,讓Monster1200R既可以在公路上舒适乘騎,又能夠在賽道激情飛馳!此外,新配置的奧林斯轉向阻尼器,無論是猛烈加速,還是超高速飛馳,都能保證車頭和把手的充分穩定,大大增強騎手駕馭怪獸的自信心!

混合結構車架

★基本結構:主結構是鋼管格子車架,但在車架後下方加入了合金闆材來強化。上部的鋼管格子車架與發動機相接,後下方的合金闆材與後搖臂相接。

★優點:結構堅固、質量輕巧,強度進一步增加。

★用途:主要用于高性能NK街車。

★代表車型:阿普利亞Dorsoduro900。

歐洲人對滑胎車情有獨鐘。

作為歐洲著名品牌,阿普利亞在滑胎車方面堪稱行家裡手,迄今已經獲得過多次世界滑胎車錦标賽冠軍。他們融入了豐富賽道經驗的Dorsoduro900,給騎手帶來不一樣的激情。

上一代Dorsoduro750已經獲得廣泛贊譽,但是相較于優秀的車架,750mL的雙缸動力不夠火爆,尤其是與杜卡迪的同類車型相比。面對騎手們提出的更高企盼,阿普利亞給出了Dorsoduro900的答案,以沖勁十足的V型雙缸抗擊杜卡迪L型雙缸的進攻。

随着動力心髒的擴容,動力水漲船高,Dorsoduro900最大功率提高到70.0kW(8750r/min),最大扭矩則增長到90.0N·m(6500r/min),雙雙超越了上一代。阿普利亞宣稱,Dorsoduro900在全轉速範圍内的扭矩都超過了Dorsoduro750,而且扭矩曲線更平坦,易于騎手準确掌控動力發放。

阿普利亞賽車在征戰世界滑胎車錦标賽時很有競争力,殺手锏之一就是操作靈敏、掌控高效的車架。Dorsoduro900的車架采用了鋼管+鋁合金側闆混合結構,這種“雜交”車架具有重量輕、剛性強的優點,其中擁抱汽缸、連接轉向頭的上部車架是纖巧的鋼管格子結構,擁抱曲軸箱部分的下部車架則是高剛性鋁合金闆材,兩者通過高強度螺栓牢固鎖在一起。針對從750mL擴容到900mL的V型雙缸,阿普利亞工程師相應增加了車架整體剛性,以有效駕馭動力。

懸挂系統相應升級。前輪配置的是KYB41mm倒立式前叉,160mm的長行程是滑胎車特有的設置,具有很強的消化沖擊、颠簸能力,支持騎手采用強硬激進的駕駛方式。後輪的單筒減震器行程同樣是160mm,以近乎水平的角度側面安裝到右邊的鋁合金搖臂上,這種安裝方式不僅便于騎手調節彈簧預載和液壓回彈,而且方便工程師科學布置排氣管走向,同時避免了排氣管熱量影響後減震器的液壓油。

鋁合金雙梁車架

★基本結構:雙梁跨過發動機,從轉向頭橫亘到後搖臂的前端。雙梁設計要盡量短,以獲得更強的剛性。

★優點:高強度、高剛性。

★用途:主要用于超級跑車等運動車型。

★代表車型:雅馬哈YZF-R1。

随着HP4、RSV4等新銳的強勢崛起,雅馬哈奮起抗擊,推出了全新平台的YZF-R1,武裝了全新設計的并列四缸,無須啟用強制進氣,就把最大功率提高到約148kW,比上一代增加了10%!這顆熱力四射的烈火雄心,賦予YZF-R1極佳的功率重量比,加速異常犀利!

車架同樣是全新設計,目标是獲得精确、爽快的操控響應。針對熱血澎湃的并列四缸,雅馬哈優化了鋁合金雙梁車架,并通過4個點把發動機作為強化單元緊緊擁抱;上桁架結構的鋁合金後搖臂,具有異乎尋常的強度,以駕馭200馬力;副車架則采用了鎂合金,目标是高強度、輕質量。

說到減輕重量,雅馬哈用了很多心思,最具代表性的當屬發動機連杆。這組采用了裂解加工工藝制造的連杆,材料為全钛合金,這在量産型摩托車中屬于頭次使用!與傳統的鋼質連杆相比,重量減輕了40%,極大降低了慣性!同時,全新設計的曲軸也減輕了20%,這些讓發動機響應變得很敏感,特别是高轉速區域競争力十足!此外,采用4—2—1結構的排氣系統,同樣使用了钛合金材料制造,而輪辋則用上了鎂合金,讓前後輪辋的質量分别減輕了4%和11%,加速、制動更加得心應手。這些輕質高強度的材料,把YZF-R1的體重減輕到179kg,即使油箱加滿汽油,重量也不超過200kg。

同樣讓人驚喜的是,YZF-R1成為站在最前沿的“智能機器”!首次采用的六軸慣性測量單元(IMU),精密靈敏的側滑控制系統(SC)、防前輪擡起控制系統(ATC)、發車控制系統(LC)、帶有傾斜傳感功能的牽引力控制系統(TC)、快速換擋器以及防抱死制動系統+聯合制動系統(UBS)……通過最先進、最智能的電子系統,YZF-R1讓騎手充分領會什麼叫“深度掌控”!

單殼車架

★基本結構:單殼車架其實更多地用于轎車領域。摩托車的單殼車架由一個單元構成,采用中空結構,外殼承擔了蓄電池等較多零部件的荷載。

★優點:強度、剛性都很大,但是生産成本較高。

★用途:主要用于超級跑車、運動旅行摩托車。

★代表車型:川崎1400GTR。

運動旅行車數量不少,但如果用高标準來衡量,包括兼具動力充沛、操控自然、乘騎舒适,支持騎手日行千裡、穿州過府地長途跋涉,那麼這個數量就變得屈指可數了。

毫無疑問,在這個屈指可數中,川崎1400GTR位居其列。

讓1400GTR引以為傲的,當然是排量高達1352mL的發動機。這台來自于“超級忍者”ZX-14的動力心髒,是排量最大的并列四缸發動機,能夠爆發114kW(8800r/min)的最大功率和136N·m(6200r/min)的最大扭矩,動力沉雄絕倫。

因此,騎手駕馭這匹神駿,永遠不必顧慮動力不夠用,加速、超車異常簡單,隻需擰動油門,後輪幾乎沒有延遲地迅猛加速。雖然重量超過了300kg,但是這對于超強的并列四缸來說根本不在話下,即使偕同友人、滿負辎重,1400GTR仍然舉重若輕,高速巡航如同閑庭信步!

K-ACTABS加強了旅途安全的保駕護航。首先是提供防抱死制動系統升級到最新一代,尺寸更緊湊,控制更準确,優化了這套聯合防抱死制動系統的操作體驗。其次是聯合制動功能,騎手在單獨操作前制動握杆或後制動踏闆時,K-ACTABS會自動合理分配壓力給前後輪,實現聯合制動,讓制動更加穩定可控。最新版K-ACTABS修改了設置,當騎手踩下後制動杆時,聯動的前制動制動力有所減少,讓騎手感覺更加自然,特别是在慢速通行U形彎道時。

1400GTR配置了強韌的懸挂系統。前輪安裝的是43mm倒立式前叉,為騎手提供比較清晰的路面反饋;後部的氣壓式單筒減震器做了優化,首段預載設置得比較硬朗,負重出行時感覺更給力。車架顯得比較獨特,這是中空式鋁合金單殼車架,具有寬度窄、高強度、高剛性的特點,而且比較輕巧,賦予1400GTR較強的運動本領。單殼車架從巨大的轉向頭跨過發動機與搖臂樞軸連接,從而将發動機緊緊地“包裹”起來。新版1400GTR的轉向柱用上了改進型密封圈,減少了摩擦,讓騎手感覺轉向更順暢、更省力。

碳纖維車架

★基本結構:采用碳纖維材料,并根據材料強度大、重量輕的特點設計結構,以獲得最佳操控性能。

★優點:強度大、剛性大、質量輕,但是價格昂貴。

★用途:主要用于高規格的超級跑車。

★代表車型:寶馬HP4RACE。

自2009年秋季驚豔亮相以來,寶馬S1000RR就被認為是大器晚成之作。盡管寶馬很遲進軍超級摩托車,但是S1000RR憑借強悍的動力、優秀的操控性能以及高度智能的電子輔助裝備,一舉躍居超級跑車的第一陣列。

盡管S1000RR位居優秀超跑之列,但是仍然留有提升空間,這就是HP4。更雄渾的中段轉速扭矩、更輕巧的簧下質量、更完備的電子智能輔助裝備,賦予HP4出類拔萃的運動性能,被業界認為是賽車水準的駿馬,無需任何改裝,即可沖上賽場厮殺!

站在S1000RR和HP4的高峰上,HP4RACE再次拔高,性能之火爆、殺傷力之強大,可以想見!

與S1000RR相比,HP4RACE的轉速更快、更高,轉速紅線設置在14500r/min;最大功率飙升到158kW(13900r/min),最大扭矩達到120N·m(10000r/min),分别比S1000RR高出12kW和7N·m。

與強化動力形成鮮明反差的,則是進一步減輕質量,淨質量被削減至不可思議的146kg!要知道,這一數值甚至比競逐WSBK的賽車還輕,比MotoGP賽車隻重了一點點!

HP4RACE減輕重量的最大措施,是武裝上完整的碳纖維車架,這在量産型摩托車上首次使用。這款碳纖維車架重量隻有區區7.8kg,有效降低了HP4RACE的整車質量。碳纖維車架采用了橋式結構,并列四缸發動機前傾32°後,與其緊固鎖定,成為車架的強化單元。這具碳纖維車架,匹配了由FGR300倒叉+TTX單筒減震器構成的奧林斯賽車懸挂系統,實現了異常犀利的車架性能,輕盈精準,賦予騎手出類拔萃的操控體驗!
   

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