一代经典之作本田金翼发展史
到目前为止,已经先后介绍了新款本田金翼值得关注的设计焦点。其中让人惊讶之处在于前轮与引擎之间的间距异常地小。
不用多说,这样的设计正是这次改款的重要课题“车身精巧化”中重要的一环,之所以能够成功地达到这样的设计,最重要的功臣就是全新采用的Dual wishbone(汽车称双A臂)的前悬挂装置了。
将前轮和引擎之间的空间缩减至极致
新款本田金翼的重要课题就是刚刚所提到的“车身的轻量精巧化”,采取的因应作法就是尽可能地缩短前轮与引擎之间的间距,而其中的设计亮点就是Dual wishbone的前悬挂装置了。
虽说如此,但是要能够成功地缩短前轮与引擎间距的前避震器究竟要采用什么样的形式呢?为了达到这个目的,研发团队从头开始进行了各种讨论及试作(除了一般采用的伸缩式和Dual wishbone悬挂外,也试作了其他形式的避震装置),而最后浮现的最佳结果就是Dual wishbone悬挂装置。
众所周知,Dual wishbone在汽车界也被称作为双A臂,在汽车界是普遍采用的悬挂方式,而新款本田金翼的前避震方式相较于汽车而言,其实就只要把轮胎的安装方向调整90度就可以了。
▲在汽车车型,尤其像是Honda的旗舰车型-NSX等跑车和高阶车型的悬挂装置正是采用Dual wishbone(双A臂)悬挂。使用上下两个摇臂支撑轮框,让避震器只接受垂直的方向施力。
▲新款本田金翼的Dual wishbone悬挂。从结构图可以清楚地了解到前叉仅作为连结前轮的架构,主要的避震装置设置在上下两个A型摇臂中。
新款本田金翼之所以选择Dual wishbone悬挂的最大原因就在于结构上的不同。传统的伸缩式前叉在遭受路面冲击时,会以斜上方的方向进行压缩缓冲,因此为了避免引擎和轮胎之间的相互影响,就需要保留必要的间距。
但是,Dual wishbone悬挂可以透过设计,使轮胎以相对于地面的垂直方向进行压缩缓冲,所以能够极致地缩短引擎与轮胎之间的间距。实际上,新款本田金翼的引擎搭载位置和现行款相比,往前推移了24mm。
▲相较于现行款的避震采用传统的伸缩式,会顺着前叉角度进行压缩缓冲,而Dual wishbone悬挂则是接近于与路面垂直的方向进行压缩。
▲新款本田金翼和现行款相比,引擎搭载位置往前推移了24mm。
透过引擎往前移动的调整,使骑士的乘坐位置也往前移,进而增加了前轮负重并且提升防风性能(由于骑士更靠近挡风镜,因此即使采用小型的挡风镜也能达到令人满意的防风性能)。
有效减少碎动抵抗
除此之外,Dual wishbone悬挂还有一项不容忽视的优点,那就是“低摩擦力”。一般的伸缩式前叉具有以前叉支撑轮框与缓冲的两大主要作用,但是当减速时会产生极大力道,因为“无法接受弯曲的受力撞击”,所以不可避免地会产生碎动抵抗。
究竟该如何使弯曲的内管和外管顺畅地压缩缓冲,这在技术上来说难度颇高,不过由于Dual wishbone悬挂的前叉仅作为支撑轮胎的结构,所以不会对避震装置施以伸缩方向之外的力道,所产生的碎动抵抗力也会比伸缩式前叉少。
刚刚所提到的,在伸缩式前叉结构上的弱点,从过去以来相关的研发者就对将“支撑”与“缓冲”分离的前悬挂装置一直不断地进行改良与挑战;例如在赛车方面,法国的Moto elf和个人打造的纽西兰制Racer Britten等参赛车,市售车型的话则有Bimota 的Tesi系列车型和YAMAHA的GTS1000等广为人知的改良例子。
其中采用双A臂支撑轮框,也就是所谓的Dual wishbone悬挂就是根据以摩托车避震器提出专利申请的英国人Norman Hossack的名字,将这款避震器取名为“Hossack前叉”。
BMW也曾经表明这几年所采用的“Duolever连杆式避震”的原型就是Hossack前叉。
▲法国的机油品牌“elf”的宣传主力之一,1970年代后半至1980年代后半期间主要参加耐力赛的Moto elf。1983年时也曾参加铃鹿8耐(照片来自Total Lubricants Japan的官网)。
▲不只前侧的碳纤维制Dual wishbone悬挂,就连车架和60度V型双缸引擎、甚至车身结构全都由一位纽西兰人设计、制作而成的参赛车“Britten”。
在1980年代后半至1990年代盛行的双缸引擎车型竞赛中,甚至展现出威胁Ducati厂队参赛车的惊人疾速。可惜的是,设计者John Britten在1995年以45岁就英年早逝,留下这款至今依旧令人赞叹的改装参赛车。
▲1993年发售的YAMAHA GTS1000。采用被称为“Omega ”的独特车架,搭载喷射化的FZR1000并列4汽缸引擎。
和BMW Duolever连杆式避震系统的不同之处是?
▲本田金翼的Dual wishbone悬挂和BMW Duolever连杆式避震系统。同样皆以双摇臂为基础,具有共通的结构。
在“以摇臂支撑前叉”的结构来说,本田金翼的Dual wishbone悬挂在感觉上比较接近于BMW K系列车型采用的“Duolever连杆式避震系统”。其中当然有不同的部分,尤其是在前叉和摇臂的部分,相较于BMW采用的是以上下单点的滚珠轴承连接(这个滚珠轴承同时也兼作转向轴使用),Honda则是在上下左右都透过滚针轴承固定。
根据笔者的推测,BMW的Duolever连杆式避震系统对滚珠轴承施以宛如压缩般的力量,所以支撑的滚珠轴承会意想不到地僵硬,要用人力推动的话需要相当大的力量;由于承受更大负重的汽车轴承和摇臂大多使用这种概念,因此可以看出BMW的Duolever连杆式避震系统带有浓厚的汽车避震器概念。
相较之下,本田金翼搭载的Dual wishbone悬挂的滚针轴承则是以指尖施力就能够推动,由此可以看出Dual wishbone悬挂应该更具有精密的作动性,也由于支撑方法不同,应该也拥有不错的刚性。
▲本田金翼的Dual wishbone悬挂的连接部分使用滚针轴承,相较之下,BMW的Duolever连杆式避震则是采用滚珠轴承连接,这样的设计比较接近于汽车的双A臂悬挂。
除此之外,由于本田金翼的Dual wishbone悬挂在转向轴和把手采用分离式设定,所以骑乘姿势的自由度相当高。除此之外,转向轴和把手分离还带来了降低约30%的把手振动、惯性力矩也减少了40%的好处。
由于Dual wishbone悬挂不像伸缩式避震需要双前叉,所以能有效提高转向轴附近的空间使用效率,侧边的散热水箱小型化加上车头整流罩的宽度缩减了约100mm,借此达到车辆的修长化,因此Dual wishbone悬挂不论是耐用性还是维修保养寿命都比伸缩式避震来得长。
听到Dual wishbone悬挂有这么多的优点,不禁让人心想如果所有的摩托车车型都搭载Dual wishbone悬挂那会有多棒……不过根据负责研发的桒原直树先生表示“Dual wishbone悬挂是一款基于水平对卧6汽缸引擎能够搭载在车体较低的位置,所以才能够拥有这么多优点的避震装置”。
从透视图就能清楚地了解到在高度低的引擎上,避震装置和支撑臂等占了不少面积。引擎高度较高的并列4汽缸引擎等就无法极致地发挥精巧化的好处;也由于组成零件较多,因此Dual wishbone悬挂的重量也比伸缩式避震器来得重。
顺带一提,Dual wishbone悬挂虽然能够完全消除煞车时的惯性俯冲,不过这是新款本田金翼特别进行的设定,加上各部位的滚针轴承在骑乘时没有奇怪的突兀感,进而成功地打造出能够享有多种好处的避震装置。
▲在引擎上配备Dual wishbone悬挂的透视图。这是只有引擎整体的形状平直、能够搭载于较低位置的水平对卧引擎才能实现的设计。
▲新款本田金翼的底盘装置研发负责人,本田技术研究所的桒原直树先生表示,新款本田金翼的骑乘感就像是“宛如在空中飞翔的魔毯般舒适”,真是令人相当期待实际的骑乘感受啊!
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