藏在摩托车转向几何里的秘密
摩托车是精彩缤纷的天地。公路上,街道中,荒野里,处处有摩托车的飒爽英姿。有的风驰电掣,烈火般飙驰在笔直的公路上;有的极限压弯,轻盈如弯道上起舞的精灵;有的磅礴大气,就像在太平洋上游弋的巡洋舰;有的桀骜不驯,将溪流、荒地、砂石视同无物,一一抛在身后……
外行看热闹,内行看门道。为什么,同样是摩托车,同样是发动机+车架+两个轮子的基本结构,却拥有如此不同的风格、截然不同的个性、大异其趣的功能?很重要的一个内在设置,就是转向几何,不同的转向几何设置赋予摩托车不同的转向特性和操控性能,或敏锐,或自然,或稳健,或沉实,密切呼应着跑车、街车、旅行车、巡航车、探险车等不同的车型定位。
所谓摩托车车架的转向几何,主要指的是前伸角和拖曳距。转向几何核心由两条直线构成,一条是转向头的延长线,另一条则是经过前轮中心且垂直于地面的直线。这两条直线相交构成的锐角叫前伸角,其实就是车架转向头的角度,一般来说摩托车前伸角设置在20°~40°之间。前伸角是影响摩托车的转向性能核心设置,如果你想只需在车把上施加少许力气,就能让前轮迅速作出响应,实现敏锐的转向,那么需要较小的前伸角。
摩托车拖曳距则是一条线段,一个端点是轮胎接触地面的点,另一个端点则是转向头延长线与地面的交点。前伸角是敏锐转向的关键设置,而拖曳距则相反,是保持稳定的重要参数,更多的拖曳距意味着更好的稳定性。前伸角数值和拖曳距数值有着正向的关联,通常来说,更小的前伸角意味着更少的拖曳距,反之也一样。
现在,我们就来看看前伸角和拖曳距这对正向关联、性格相反的“冤家”,是如何为不同车型赋予不同个性的好戏吧!
超级跑车:CBR1000RR-R
前伸角:24o
拖曳距:102mm
操控性能:过弯犀利,转向敏锐
在超级跑车中,本田“火刃”是无法绕过的经典车型。自1992年首次上市,“火刃”就以轻巧的质量、易于控制的动力,成为引领超级跑车发展潮流的新方向。最早“火刃”的后轮最大功率85kW,加满油箱后质量只有207kg,功率质量比首屈一指,0~400米加速耗时只有10.48s,极速达到260km/h。
最新一代的“火刃” CBR1000RR-R更是超能机器,动力心脏实施了“强心术”,全新的并列四缸发动机迸发出更多的能量。最新版CBR1000RR-R的汽缸排量为999.9mL,与上一代的998mL相比,汽缸排量的变化微不足道,但是这颗作了强化处理的动力心脏,变得比历史上任何时候都要劲爆——最大扭矩为113N·m(12500r/min),最大功率飙升到160kW(14500r/min),比上一代足足多出19kW,增长了13.5%!
更强的动力需要更有效的控制。这台超级跑车坚持“完全控制”的原则,强调的是强劲、轻巧、紧凑、易控的理念,让骑手与跑车、公路之间建立脉脉相通的联络。驾驶CBR1000RR-R,骑手会惊喜地发现,超强的性能能如此轻松地驾驭,即使不是赛车手,也能体验到赛车性能的乐趣和刺激!
确实,最新一代CBR1000RR-R不仅动力异常强悍,而且操控性能善解人意。对应于更强的动力性能,本田工程师设计了新的铝合金双梁式车架,壁厚增加了2mm,车架的垂直刚性增加了18%,抗扭刚性提高了9%,水平刚性强化了11%;转向几何设置方面,前伸角确定为24o,拖曳距则设置在102mm,为骑手创造更犀利、更准确的操控体验!而且,现在新的后摇臂变得更长,同时配上了更宽的后胎,从而为骑手提供更稳定、更有效的加速!
CBR1000RR-R的悬挂系统同步作了升级,前轮安装的是奥林斯第二代智能电控NPX前叉。与上一代CBR1000RR SP的NIX前叉相比,新的前叉增加了压缩阻尼系统,阻尼器内的气穴现象降至极低程度,提供更加均匀稳定的阻尼力,且提升了吸震能力。标配的电子转向阻尼器,不仅能感知车把偏转的速度,而且把车速作为设置参数,综合之后相应调节阻尼,不但保证了高速时的准确操控,而且兼顾了低速时的灵活转向。
街车:CB1000R
后倾角:25°
拖曳距:100mm
操控性能:转向自然柔顺
CB1000R与CBR1000RR有着亲缘关系,特别是动力心脏渊源深厚。但是,两者定位不一样,前者是街车,后者是跑车,因此在动力输出、操控性能、零部件配置等方面都有所不同,从而呈现出不同的个性,实现不一样的操控性能。
CB1000R同样搭载了液冷、DOHC 20气门的并列四缸发动机,但是内在结构作了诸多修改。新一代CB1000R的并列四缸发动机的缸径、冲程、汽缸排量都维持不变,但在不变的外表下,内心已经掀起波澜。比如活塞规格相同,但是性能更好,因为已经不再是之前的铸造活塞,而是像CBR1000RR SP一样的锻造活塞。最核心的是着力提高发动机的充气效率,新一代CB1000R采用了更高的气门升程,进气升程从7.9mm增加到8.5mm,排气升程从7.8mm增加到8.1mm;扼流阀口径相应扩大,比上一代增加了8mm,现在达到44mm;燃烧室形状相应修改,以实现更好的燃烧效率。除此之外,空气室、空滤器、进气管等都作了优化,目标都是为了提高进气效率。
本田工程师的心血没有白费,新一代CB1000R拥有比上一代更强的动力,最大功率达到107kW(10500r/min),最大扭矩增强到104N·m(8250r/min),虽然与超级跑车CBR1000RR存在不少差距,但已经分别比上一代增长了16%和5%。这台并列四缸发动机的转速红线设置在11500r/min,当转速达到12000r/min时限速器开始介入干涉;在6000~8000r/min范围内,扭矩显著增强,这是公路行驶最常用的区域,因此会让骑手最真切地感受到动力的增强,创造异常爽快的动力掌控体验!
新一代和上一代CB1000R相比,诸多方面都作了改进。除了增强动力的之外,车架性能同步作了优化:与上一代相比,新CB1000R看上去更苗条、更犀利,因为车架已经重新设计,改用上单背脊钢质车架,比之前减轻了2.5kg;转向几何设置精心推敲,后倾角和拖曳距分别设置在25°和100mm,操控变得更轻快、更灵活;优化设计的4-2-1排气系统,不仅在转速5000r/min以上时强化扭矩输出,而且减轻了4.5kg;前端安装的昭和SFF-BP前叉,不但具有出色的性能,而且进一步减轻了簧下质量;后部变得更加简洁,特别是从左边来看,显得异常清爽,这是因为用上了铝合金单边摇臂……CB1000R整车贯彻了减重的思路,比上一代足足掉了12kg质量!
运动旅行车:FJR1300AS
后倾角:26o
拖曳距:109 mm
操控性能:兼顾高速稳定和操控灵活
摩托车旅行已经发展得高度成熟,适合长途旅行的车型分化越来越精细:喜欢稳健舒适的,可以选择本田“金翼”GL1800;喜欢豪迈大气的,可以选择哈雷的“公路之王”;热爱探险的,可以选择宝马R 1250 GS;如果你充满激情,希望旅途多些乐趣、多些刺激,那么运动旅行车FJR1300AS就是理想的骏马!
长途旅行动力第一,没有力气,负重长途跋涉完全力不从心。这方面你完全无需顾虑,这台汽缸排量1298mL的液冷并列四缸功率充裕、扭矩强劲,从起步到转速红线全过程都是汹涌澎湃。这颗动力心脏既强劲又流畅,易于准确控制,很适合日以继夜长途奔驰。FJR1300AS的并列四缸发动机采用了79mm×66.2mm的缸径和冲程,汽缸排量为1298mL,经由最新一代电子燃油喷射系统控制后,最大功率达到107.5kW(8000r/min),最大扭矩则为138N·m(7000r/min)。
启动发动机,驾驶这台并列四缸发动机车型奔驰在蜿蜒起伏的山间公路,感觉行云流水般流畅。如果你想体验刺激,只需将油门轻轻拧动,动力滚滚而来,特别是当转速突破6000r/min之后,动力喷薄而出,并列四缸“狼性”毕露,这台机器如同贪婪的饕餮,以让人吃惊的速度“吞噬”前方公路!
车架方面,FJR1300AS采用的是久经考验的铝合金钻石型车架,具有强大的刚性,确保充分驾驭并列四缸发动机的澎湃动力。考虑到运动旅行车的定位,既要胜任旅行重载的任务,又要提供相当的运动性能,雅马哈把轴距设置为1545mm,后倾角和拖曳距分别是26o和109 mm,从而为骑手和乘客创造舒适、稳健、动感的旅途。为了进一步增强旅途舒适,FJR1300AS还配置了电子悬挂系统,具备电控调节功能。这套电子悬挂系统可提供4种模式,分别是单人、单人+行李、双人、双人+行李。骑手可以根据路况,以及双人出行还是单枪匹马、轻松上路还是满负辎重等情况,通过安装在车把上的开关,便捷设置相应的悬挂系统模式,从而获得最佳操控性能。而且,在每种模式下,骑手还可以调节阻尼程度,包括柔软、标准、硬朗。这样4×3组合起来,骑手总共拥有12种悬挂系统设置模式,任何路况下都可以保证驾驶舒适!
探险车:“非洲双缸”CRF1100L Africa Twin
前伸角:27 o o
拖曳距:113mm
操控性能:强化砂土路疾驰稳定性
为了庆贺和纪念达喀尔的胜利,本田于1989年推出了“非洲双缸”。该车以达喀尔赛车NXR750为平台,搭载了液冷V型双缸发动机,汽缸排量742mL。考虑到艰苦恶劣的越野环境,坚固可靠成为首要原则,因此V型双缸没有强化动力,输出的最大功率是44kW,最大扭矩是62N·m。尽管数值并不起眼,但是对于耐力摩托车而言已经够用,0~400米加速耗时不到14s,最高速度约180km/h。当然,“非洲双缸”最大的优势是可靠,特别是V型双缸久经考验、坚固耐用,被誉为是“本田最可靠的摩托车”。
最新一代的“非洲双缸”CRF1100L Africa Twin走得更远。沿着“真正探险运动”的理念,“非洲双缸”的最大功率和最大扭矩双双增加,减轻质量,同时升级了电子智能辅助装置,从而具备更加强大的探险征服能力!
CRF1100L Africa Twin用上了全新一代动力心脏,液冷并列双缸发动机的汽缸排量扩大到1084mL,比上一代增加了86mL。相应地,动力水涨船高,最大功率达到75kW(7500r/min),最大扭矩为105N·m(6250r/min)。增力与减重的努力同步进行。本田工程师通过“骨头上刮肉”的方式,努力削减发动机、车架和后摇臂等零部件质量,最终让“非洲双缸”比上一代瘦身5kg。得益于能量的提升和质量的下降,新一代“非洲双缸”的功率质量比提高了10%,为骑手提供更强有力的加速性能和征服能力!
为了实现“真正探险”的目标,本田在车架上花费了很多心思,显著增强了越野性能和探险旅行能力。拥抱并列双缸动力心脏的,是轻盈的半双摇篮式车架,前伸角设置为27o,拖曳距长113mm。这种相对较“钝”的转向几何设置,为的是增强在荒地、砂土路面飞驰时的稳定性。武装了长行程悬挂系统,具有很强的消化颠簸和冲击能力;采用了大直径轮辋,前轮直径21英寸,后轮直径是18英寸,并且采用了弹性较好的钢丝辐条轮辋。凭借长行程的悬挂系统,以及达到越野摩托车水平的250mm最小离地间隙,“非洲双缸”的通过能力大大高于同类别的探险车。不过,鱼和熊掌难以兼备,为了“非洲双缸”的出色越野性能,你不得不接受870mm的较高坐垫。
巡航车:Rebel 1100
后倾角:28°
拖曳距:110mm
操控特性:直线奔驰稳如磐石
巡航车最注重审美格调和鲜明个性。本田“叛逆者”Rebel 1100主打鲍勃风,特征是尾部格外精简,充分展示钢质后挡泥板的优美弧线;前挡泥板则与之构成反差,采用了轻薄造型;前后轮胎都比较粗壮,分别用上了130/70和180/60的规格,显得壮硕质朴。整体轮廓方面,前轮采用了18英寸轮辋,后轮则是16英寸,构成了前高后低的经典造型;再加上高位安装的水滴形油箱,低矮的三角形单人坐垫,勾勒出起伏有致的优美弧线。细节方面很用心,头灯、尾灯、转向灯等全部采用LED光源,单圆仪表盘简洁洗练,与车体平行的排气管延展了修长视线……Rebel 1100散发着浓郁的定制味道,辐射出强烈的魅力!
此前,“叛逆者”家族较大的是Rebel 500,汽缸排量为471mL。Rebel 1100则狂飙突进,采用了92.0mm x 81.5mm的缸径和冲程,汽缸排量猛增到1084mL,足足多了613mL!在最新一代电子燃油喷射系统的控制下,Rebel 1100的动力水涨船高,最大功率达到64kW(7000r/min),比Rebel 500提高了30kW;最大扭矩则为98N·m(4750r/min),增长了55N·m。动力性能翻了一番,让Rebel 1100当仁不让地成为“叛逆者”家族的老大!而且,为了匹配巡航身份,这颗动力心脏作了深度改造,爆发最大扭矩时的转速只有区区4750r/min,再加上增重20%的飞轮增加了惯性力,因此中低转速范围的动力充沛,为骑手提供从容不迫的加速性能。
与强调中低转速动力的并列双缸相匹配,Rebel 1100采用了钢管钻石型车架。并列双缸坚固安装在钢管车架内,以此强化车架的整体刚性,较好地平衡了舒适乘骑和准确自然的操控性能。轴距长达1510mm,以强调巡航车修长的身段;后倾角和拖曳距都设置得比较大,分别达到28°和拖曳距110mm,让骑手在大道巡航时,获得稳如磐石的直线感。车架设计得很苗条,且坐垫高度只有700mm,骑手的双脚可以轻松着地;再加上较高的车把和前置的脚蹬,构成了舒展大气的直立驾驶姿势,长时间巡航也不容易感到疲劳。悬挂系统方面,前端安装的是43mm正立式前叉,设置了较长的140mm行程,同时覆盖了氧化钛膜,呈现冷峻的深黑色调。后部则是双筒减震器,行程为94mm,创造柔顺舒适的巡航体验。
结语
不同类型的车型,有着不同的功能定位。对应这种需求,摩托车设置了不同的转向几何,拖曳距、前伸角有大有小,赋予摩托车不同的操控特性。总体而言,摩托车的转向几何设置是巡航车>探险车>运动旅行车>街车>跑车。当然,通过上述的介绍,转向几何只是客观的参数,根据不同的车型、不同的功能来设置,不存在越小越好或越大越好的问题。前伸角、拖曳距的设置,要根据整车的功能定位,结合车架结构、发动机、整车质量分配等具体情况,进行精细推敲来确定,最终实现预期的操控性能。
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