藏在参数里的秘密(下)

凸轮升程是什么意思?

气门重叠角对不同车型有哪些影响?

较大的前伸角和拖曳距对应于怎样操控性能?

跑车和旅行车的人机三角设置有什么不同?

整备质量、净质量、有效载荷、总质量分别指的是什么?

……

概念和操控,

参数和性能,

它们之间存在怎么样的密切关联?

摩托车是机器,是工业产品,强调数据量化,用各种概念、参数来定义、描述性能,如前伸角、拖曳距、轴距、人机三角、净质量和整备质量、气门重叠角、凸轮升程、功率、扭矩……但是,摩托车又是骑手座驾,需要给骑手更丰富的反馈信息、更多的体验,而那些数据过于生硬,过于冰冷,让人难以理解。到底,摩托车的这些概念用来描述什么功能?这些参数指标又与怎样的性能对应?让我们通过“以车说法”,探寻摩托车重要概念和参数背后的故事。

前文阅读:藏在参数里的秘密(上)

转向几何

与摩托车转向性能直接相关的参数,主要有前伸角、拖曳距和偏移量。前伸角是转向柱延长线与经过前轮轴心的垂线构成的角度,前伸角越大,转向越钝,直线稳定性越好。拖曳距是转向柱延长线与经过前轮轴心的垂线交叉后在地面投影的长度,拖曳距越大,直线行驶越稳定,转向越钝。偏移量是转向柱延长线与经过前轮轴心平行线之间的距离,偏移量越大,转向越灵活,直线行驶稳定性下降。

每种车型的转向几何设置都不一样,比较典型的是跑车和巡航车的区别,因为前者是经常快速攻弯的高速车型,需要敏锐的转向响应,后者是擅长跑直线的休闲车型,强调稳如磐石的乘骑特性。

哈雷FXDR 114是经典的美式巡航车,强调从容不迫的加速、豪迈的驾驶姿势和舒适的乘骑性能。为此, FXDR 114搭载了114立方英寸的发动机,与同门兄弟的107立方英寸发动机相比,排量增加了123mL,达到了1868mL,绝对是“大块头”。FXDR 114的V2发动机采用了102mm×114mm的缸径和冲程,压缩比为10.5:1,在最新一代电子燃油喷射系统的伺服下,能够爆发最大扭矩161N·m,而此时转速只有区区3500r/min,低转速扭矩异常雄浑。考虑到V型双缸发动机是刚性安装到车架上,且排量巨大,为了提高乘骑舒适性,哈雷工程师为这台发动机安装了双反向平衡轴,有效减轻了怠速时的震动。

FXDR 114采用了低碳钢管车架,整车造型又低又长。后摇臂采用了全新设计,使用的是铝合金材料,与同门兄弟的钢质后摇臂相比减轻了重量,降幅高达43%!哈雷声称,由于簧下质量显著减轻,此举有效改进了后减震器的表现。坐垫和尾部由副车架支撑,不同于同门兄弟的是,FXDR 114的副车架没有采用钢质材料,而是由铝合金钢管焊接而成,进一步减轻了质量。

与这种动力特性和车架设置相对应,因此哈雷工程师采用了较大的转向几何,强调稳如磐石的直线奔跑性能。FXDR 114的后倾角达到34°,与超级跑车相比增加了40%左右;拖曳距则设置为119 mm,同样增加了20%左右。这种较大的转向几何设置,虽然让FXDR114无法在弯道上与超级跑车相比,但是拥有异常稳定的直线行驶性能,跑在公路上轻松舒展、豪迈大气。

人机三角

人机三角其实说的是驾驶姿势。骑手跨上摩托车,与摩托车的接触部位主要有三处,分别是手——车把、脚——脚踏、臀——坐垫。这三个接触点的连线,就构成一个人机三角。人机三角直接关系乘骑舒适度和操控特性,不同类型的摩托车采用不同的人机三角设置。

对于运动型摩托车来说,追求的是速度和操控性能,乘骑舒适则是第二位的事情。因此,在人机三角设置方面,同样突出这个思路,川崎ZX-10R就是典型的例子。众所周知,近年来川崎在超级摩托车锦标赛上顺风顺水,自2015年以来,已经连续5年霸占了WSB赛场的冠军宝座,而且是双料冠军,囊括了骑手冠军和厂家冠军。川崎战马ZX-10R拥有异乎寻常的能量,这台排量998mL的液冷、DOHC 16气门并列四缸发动机,最大扭矩提升到114.9N·m(11200r/min),最大功率则达到了149.3kW(13500r/min),而且当强制进气系统启动后,最大功率还会进一步飙升,最高可达156.8kW(13500r/min),令人倍感振奋!

与提高动力同样重要的是降低风阻,空气阻力是消耗发动机能量、阻止速度提高的拦路虎,而且“道高一尺,魔高一丈”,当骑手跑到一定速度后,再增加速度会变得越来越难。因此,运动型摩托车会采取削减迎风面积等措施,实现降低空气阻力、提高速度的目标。ZX-10R采用了低风阻导流罩和风挡,优化了空气动力学设计。同样不能忽视的是骑手的风阻,为此川崎工程师把脚踏位置抬高且后移,车把位置安装得更低,835mm的座高则显得比较高,从而让骑手构成明显前倾的驾驶姿势,把更多重量分配给前端。特别是在高速飙驰时,方便骑手紧紧趴在油箱上,整个身体蜷缩在风挡后面,从而有效降低强大气流的阻力。

旅行摩托车的人机三角设置与运动型摩托车相反。以“巨无霸”凯旋Rocket 3 GT为例,

作为公路重旅,舒适性摆在了第一位,更加注重人机工程学,驾驭、乘坐起来更加轻松惬意。首先是轴距达到1677mm,为骑手和乘客提供更多的乘坐空间,即使是彪形大汉,坐上去也显得舒展自然。其次,座高只有750mm,骑手双脚可以轻松着地;骑手的脚踏略微前移且放低,为腿部腾出舒适自然的空间;车把安装位置较高,再自然回掠。由座垫、脚踏、车把构成的人机三角,让骑手构成比较直立的驾驶姿势,驾驶起来特别舒适、豪迈。

整备质量和净质量

应该说,摩托车各种参数中,最接人气的概念就是重量了,因为这个概念我们在日常生活中随时接触,其实我们通俗说的重量往往是质量。如果更细一步探究,你就会发现重量后面隐藏了很多东西。摩托车重量有各种分法,如净质量、整备质量、整备质量、有效载荷、总重等,具体用哪种分法,不同国家做法不尽相同,甚至同样分法的定义也可能会略有不同。一般来说,净质量指的是没有液体的重量,即摩托车油箱没汽油、曲轴箱没机油、散热器没散热液、制动系统没有液压油等情况下的重量,属于摩托车最轻时的重量。整备质量则相反,就是摩托车加满液体时的重量,只有在整备质量状态下摩托车才是可用的。整备质量一般来说就是整备质量的另一种说法。总重是摩托车整备质量加骑手、乘客重量以及行李重量的总和。有效载荷指的是摩托车能承受的骑手、乘客以及行李重量。

不同车型的重量差异很大。一般而言,在各种车型中越野摩托车是最轻的。以搭载了250mL液冷单缸发动机的车型为例,KTM越野车EXC 250异常轻盈——为了偷轻减重,KTM工程师采用轻巧的铬钼合金钢管车架,在增强横向刚性、纵向刚性以及抗扭刚性的同时着力减轻重量,副车架则采用铝合金方管。EXC 250跻身同级别中最苗条、最轻盈、转向响应最灵敏的阵列,如果油箱没有油,重量只有100kg出头;即使加满汽油,整车重量也不过110kg左右,比普通125mL街车还轻20kg左右!

注重舒适享受的豪华车型,由于采用了大块头发动机以及各种辅助装置,重量显得很大。雅马哈Star Venture武装了大块头的V2发动机,排量高达1854mL,采用了雅马哈驾轻就熟的双火花塞、斜顶式燃烧室、4气门汽缸头技术,技术炉火纯青,运转耐用可靠。考虑到Star Venture的远征使命,为了保证发动机处于理想工作状态,雅马哈还在Star Venture车架的前下管之间安装了迷你机油散热器。

Star Venture的旅行装备应有尽有,如配有电动马达的易泊系统,让骑手轻松移动Star Venture,只需通过车把上的控制键,就能实现安全的慢速前行或后移;信息娱乐系统包括了车辆控制中心、通信装置、高级音响系统等,为旅途增添了很多的活色生香;标配的加热车把、加热骑手坐垫和靠腰、加热乘客坐垫和靠背,让你无论是在寒风凛冽的初冬,还是在萧瑟清冷的深秋,出行时都是一路温暖。因此,Star Venture壮硕魁伟,加满油箱后整备质量高达434kg!

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