超大型超级摩托车|为什么1000cc还不够

Ducati_Desmosedici-Stradale

而杜卡迪的新大话题Desmosedici stradale驱动的Panigale V4除了不可避免地从传统的V-twin引擎转向受摩托gp启发的四缸引擎外,还有一个更重要的因素。

这是V4热机的容量。在一个不寻常的1103cc,它有10%的优势比1000cc四缸超级摩托车将不可避免地被视为其直接竞争对手。在一个每一点性能都很重要的市场上,10%对杜卡迪来说是一个巨大的提升。Panigale V4带着一把枪来进行刀战,除非它的竞争对手也武装起来,否则他们将被击倒。

抵制容量类

自行车制造商通常坚持几乎强迫性地遵守性能等级,这影响了我们所有人。我们认为自行车——尤其是运动自行车——是600、750或1000。这在很大程度上是由于赛车规则对参赛者施加了容量限制,即使他们无意在赛道上冒险,这也会影响到公路车型。

但是,在排放限制日益严格的背景下,不断提高运动自行车发动机性能的努力意味着,越来越多的人有动力放弃这些容量限制。公路自行车不受容量限制,那么为什么要限制你的产品呢?

更大的引擎——技术优势

“越大越好”的说法可能有些陈词滥调,但就发动机容量而言,这是真的。

用最简单的术语来说,很容易看到更多的容量可以带来更多的电力,但还有更多的事情要做。发动机基本上就是一个气泵。它产生的能量与它能移动多少空气直接相关。泵入更多的空气,使更多的动力。简单。

有两种方法可以增加通过发动机的空气量。一是增加转速,二是增加容量。

转速基本上受到平均活塞速度的限制,在公路自行车上,在峰值转速下,平均活塞速度实际上限制在每秒23到24米左右。它被计算为冲程x 2 x转速每秒。考虑到新款杜卡迪V4的峰值转速为13,000rpm(即每秒216.6转),冲程为53.5mm,其峰值活塞平均速度为23.183m/s——正符合目标。

冲程较短的发动机转速更高,可能会增加功率。例如,杜卡迪的MotoGP发动机使用与新公路自行车相同的81毫米缸径,但具有48.5毫米冲程,使其容量保持在1000cc以下。赛车的活塞速度将相当高;在18000转时,GP17的平均活塞速度为29.1米/秒。但这对于公路自行车来说是不可行的。

保持与1103cc V4相同的活塞速度,但减少了48.5毫米冲程,1000cc版本将使其峰值功率达到14,340rpm。在这个速度下,它将泵出与1103cc版本在13,000rpm时相同的空气量。

所以它们会产生几乎相同的能量水平,对吧?不完全是。转速越高的发动机会受到更多的摩擦,所以它会更口渴,排放更多,产生更少的动力。更重要的是,它的所有部件都将承受更大的压力,转速提高10%,磨损速度也会更快。

低排放和高转速不能很好地发挥作用

摩擦可能是高转速、小排量发动机的一个问题,但它不是唯一的问题。另一个是排放。

问题是,即使你能克服活塞速度和摩擦的问题,有一个简单的事实,气缸需要充满空气/燃料混合物,并在每个循环中排空废气。更高的转速意味着做得更快,而且越来越难以实现。

你必须让空气进入汽缸,在更高的转速下,这意味着你需要让进气门打开更长时间(即增加它们的“持续时间”)和更宽(它们的“升力”)。你也需要对排气阀做同样的事情,把所有燃烧的气体排出。结果就是有很多气门重叠,也就是进气门和排气门同时打开的时候。

这是不好的。在排放方面,大量的气门重叠意味着更多未燃烧的燃料会排放到废气中,而这正是欧4(更不用说将于2021年生效的欧5限制,在新的Desmosedici Stradale发动机的计划寿命期间)真正不喜欢的事情。

在低转速和小油门开度的情况下,无论是在排放方面还是在可驾驶性方面,过多的气门持续时间和升力也会导致发动机表现不佳。

扩大规模有不利的一面吗?

1299 Panigale(比赛车合法的R版增加了87cc)和现在的Panigale V4(比预期的999cc R版增加了104cc)的容量增加确实没有什么损失。

在V-twin Panigale中,增加来自内径的增加-从112毫米增加到116毫米-而V4使用了5毫米的冲程(53.5毫米,而比赛合法的48.5毫米,81mm内径,1000cc四缸)。这两种变化都不会增加发动机的物理尺寸和重量,更大的发动机的低转速意味着摩擦更少,对部件的压力也更小。这意味着更大的引擎可以比更小的,以比赛为导向的版本更省油,更便宜。

排放和经济方面的平衡尤为重要。举一个极端的例子,考虑一个相当低调的1200cc双缸发动机和一个尖叫的600cc四缸发动机。两者都可以达到125马力左右的峰值。但是1200发动机在每分钟7500rpm的转速下和600发动机在每分钟15000 rpm的转速下泵出的空气量是一样的,产生的压力和摩擦要小得多。它将消耗更少的燃料,并产生更多的低端扭矩。这样一来,体积和重量就成了小型发动机的唯一优势。如果它们可以忽略不计-就像Panigale的情况一样,无论是V-twin还是V4形式-那么在可能的情况下使用更大的容量是显而易见的。

Desmosedici-Stradale_V4

小型化的涡轮增压发动机呢?

有很多关于未来超级摩托车的涡轮增压或增压发动机的讨论,正如川崎H2证明的那样,这是一种容量增加的替代方案。

强制诱导——在进气进入发动机之前对其进行压缩——有效地使发动机泵出比自然吸气形式更多的空气,因此将增压视为等同于容量增加是公平的。

增压进气也意味着气门升程和持续时间不需要增加太多,增压发动机的转速通常不会像自然吸气的竞争对手那样高,这也有助于减少摩擦问题。

但这也有不利的一面。额外的部件和冷却要求使得强制感应发动机更难包装,这意味着整个自行车,而不仅仅是发动机,必须重新设计以适应。也有更多的部件。这意味着更高的制造成本,更不用说研发这项在摩托车领域还相对不成熟的技术所需要的巨额研发投资。

除了加速赛之外,目前还没有设立允许涡轮增压的比赛类别,制造商选择提升他们未来的超级摩托车,将无法从赛道上的成功中获得荣耀。

那么,为什么过了这么长时间才出现超大型超级摩托车呢?

近年来,在超级摩托车领域之外,随着制造商对抗日益严格的排放法规,并迎合买家对性能提升的需求,发动机容量逐渐增加。

我们已经看到Aprilia的Tuono升到了1200cc, KTM的Super Duke R升到了1301cc,川崎的ZZR1400从1352cc升到了1441cc。在自行车市场的下游,以前250cc的自行车正越来越多地转向300cc或更高的排量。

但超级摩托车在很大程度上没有受到影响,这仅仅是因为它们的赛车意图。

在WSB,其规则也倾向于被国家级别采用,在2003年采用1000cc四缸自行车后,获得认证的最低生产数量提高了,到2010年增加到3000辆。这意味着基本上不可能使用以RC30或VTR1000SP为代表的“认证特殊”自行车。这个想法是为了让生产赛车与实际的量产自行车更紧密地结合起来。

但在过去的几年里,认证要求已经放宽,现在在两年的时间里只需要制造500辆自行车就可以参加锦标赛。这导致了同质化特色菜的复兴雅马哈R1M本田CBR1000RR SP2,川崎ZX-10RR和铃木GSX-R1000R举例来说。而合乎逻辑的方向将是进一步将这些赛车模型与面向道路的同类车型分开。

当然,杜卡迪已经在1285cc的1299 Panigale上做到了这一点——这款车太大了,无法参加比赛,因此需要增加1198cc的缩小版Panigale R来参加WSB的比赛。但由于它是v型双胞胎,它总是被视为有点不同。

现在杜卡迪已经制造了一款四缸超级摩托车,直接与日本购买的1000毫升发动机相抗衡,在其武库中增加了100毫升左右的发动机,他们肯定会被迫做出反应。

谁会第一个对杜卡迪做出反应?

超过1000cc的四缸超级摩托车已经在设计阶段,甚至接近生产。

最值得注意的,也许是计划中的1200cc V4的诺顿正在开发。自从去年在NEC上展示了这款自行车以来,在这方面一直有点安静,但诺顿设计背后的逻辑是合理的。发动机尺寸的增加不仅使其有能力击败竞争对手的性能数据,更容易达到排放限制,而且对诺顿来说,至关重要的是,它还有助于使发动机模块化。650cc的平行双缸发动机——基本上是1200的两个气缸,加上一个略长冲程的曲轴以增加额外的50cc——已经在开发中,它填补了500cc双缸发动机由半1000cc发动机制造而成的空白。

然而,即使在诺顿管理它之前,Aprilia肯定已经考虑过将其1177cc的V4(就像在Tuono 1100上使用的那样)捆绑到RSV4超级摩托车上的可能性。这几乎是不需要动脑筋的事。这两款车的冲程都是52.3毫米,但RSV4的内径较小,为78毫米,而Tuono的内径与新款杜卡迪相同,为81毫米。Tuono的发动机被调到更低的转速,最高转速为11000转,但由于冲程是一样的,所以一个超级摩托车版本没有理由不能达到与现有的999cc RSV4 RF相同的13000转。这将使它的发动机尺寸与杜卡迪几乎相同,只有26cc的缺陷,而不是104cc。

展望未来,没有一个制造商没有看到杜卡迪所做的——无论是1299 Panigale还是现在的Panigale V4——并考虑过它会如何反应。

幸运的是,大多数现有的四缸自行车应该能够相当容易地增加容量,从而增加动力。以铃木的新款GSX-R1000为例。它的内径为76毫米,行程为55.1毫米,但该公司以现有的81毫米内径的MotoGP机器为模板开发了它。在GSX-R1000上加上81mm的缸径,它就变成了1135cc的自行车。GSX-R1100的回归?听起来是个好主意。

本田的火刃有一个类似的76毫米口径的GSX-R,并可能再次站在它增加。该公司还一直致力于为WSB比赛专门制造一辆v4动力的认证自行车,使用的发动机来自于RC213V-S。当这一切都准备好了,更便宜的火刃将再次免除所有的赛车责任-打开可能性的公司发挥能力的先入为主的观念,就像原来的893cc推出到市场主导的750cc超级摩托车早在1992年。

与此同时,川崎似乎致力于采用超级充电路线,其传统的未来运动自行车,谁知道雅马哈可能会有什么。

有一件事是明确的:随着制造商将他们的公路超级摩托车与赛车手的距离越来越远,我们将从比我们多年来看到的更有用、更多样化的机器中受益。