超越极限:揭秘H2R的尖端设计
2014年9月,国内的摩托车媒体首次从官方的渠道得到了H2的信息。遗憾的是,所有媒体得到的信息非常简单:H2是一辆摩托车,但 H2也不仅仅是一辆摩托车。
这真是个简洁而又信息量巨大的消息,媒体圈子里围绕着H2做出种种猜测,甚至有“涡轮、4缸、250排量”的离谱消息。随着H2官网(www.ninja-h2.com)逐渐放出更多细节,H2逐渐解开了神秘的面纱:
H2是一部在川崎摩托车历史上占有重要的、甚至是开创历史新纪元的一部新车,为此启用了川崎重工古老的“河川”logo。
新车之所以命名为H2,是为了纪念1971年的三缸2冲程的750ss Mach4,当时那部车的命名就是H2。
Mach4的引擎排量在二冲车中大的吓人,尽管不是一部运动车,却凭着变态的加速感和极快的速度,创下了多项记录、拿下多项冠军,深受着迷于肌肉车的老美们的喜爱。
2014年9月30日,H2在东京摩托秀正式揭幕,仅仅6个月之后,H2正式登陆中国,亮相2015上海汽车展,可谓是引起轰动!H2的整体设计完全颠覆了以往对川崎的印象:川崎史上的第一部单边摇臂后悬挂的摩托车,使用Trellis编织式钢管车架,犀利而充满棱角的车身线条表现出强烈的力量感与美感!最重要的是,这是一部机械式增压引擎的公升级跑车!
增压引擎的摩托车并不稀奇,美式加速赛中随处可见涡轮增压的GSX1300R隼和ZXR1400六眼魔神,不过都是那都是后改装的车型,并非原厂出品,而H2就比较稀奇了,原厂配装机械增压引擎!
在介绍这部增压引擎之前,宝贝虎有必要在这里简单说一下增压器的两大派系:涡轮增压和机械增压。从功能上来讲,两者的目的都是一样的,将标准大气压的空气提高到更高压力,输送进引擎的燃烧室。不过两者的工作方式又有所不同:
涡轮增压(Turbo charger):涡轮增压器依靠引擎的废气吹动涡轮,涡轮带动离心式压气机将空气的压力提高,特点是结构复杂而体积较大,效率高;
机械增压器(Super charger):由引擎的曲轴带动压气机,将空气的压力提高,压气机又有多种结构,汽车上常见的是罗茨式压气机。特点是结构复杂而紧凑,效率一般;
H2使用的是机械增压器(Super charger),但没有采用罗茨压气机,而是采用了离心式压气机,这是比较少见的方式,即有着Supercharge的结构紧凑的优点,又有着涡轮增压器效率高的特点。
H2有两个版本:市售版的H2和赛道版的H2R。
赛道版的H2R采用碳纤维包板,带有空气动力学套件,在高速行驶时可以提供额外的下压力;引擎的动力输出为326p马力,将其它厂家的量产超跑远远的甩在了身后,为此H2R不得不使用赛道专用的普利司通V01光头轮胎。
市售版的H2带有大灯、转向灯和牌照架,包板的喷漆通过银镜反应获得了镜面级的效果,实车非常酷炫,引擎动力输出为210p,与自家的ZX-10R基本相同,但发力区要饱满的多。
在2015上海车展的H2发布会上,H2的总设计师市聪显先生首先介绍了引擎的设计理念。为了追求强劲、超群的加速力,H2采用了机械增压技术,同时有效的保证了紧凑性,控制了重量。得益于川崎重工在各个领域的技术积累,H2的机械增压器是为H2的998cc排量的引擎量身定做的,空气流量特性与引擎完美匹配----这是市面上的后改装式涡轮增压器所不能比拟的。
这张图是增压器的工作特性图,我们先来看较细的脊线,它代表增压器的工作效率。粉色部分代表高效率工作区域,宝贝虎个人的经验,粉色线是指90%以上工作效率。图上可以看出,左边的涡轮增压器,主要工作区域的效率在70%左右;而右侧H2的机械增压器,在整个工做区域内都能保持90%以上的效率,这是后改装增压器做不到的。
再来看涡轮与引擎的匹配度。图中较粗的黑线代表压气机的压力-流量特性。黑色线的左侧为水平横线,代表这个区域的空气流量非常充裕;黑色线的右侧为急剧下滑的斜线,代表不能维持足够压力。
假如引擎的吸气量区域(图中的斜纹区域)覆盖在黑线左侧的横线,那么就代表引擎“吃不了”增压器供给的空气;而假如斜纹区域覆盖在黑线右侧的斜线侧,那么代表增压器“喂不饱”引擎。而在这张图中,斜纹区域恰好覆盖在横线与斜线的交汇处,代表引擎的吸气量与增压器的供给量完美匹配。这也是设计师颇为得意之处,因为“只有川崎可以做到自己设计和制造所需的增压器,并且匹配到最好”
这是机械增压器的离心压缩机,由一整块锻造铝合金经过CNC切削而成。它的名称是“离心压气机叶轮”,而不是“涡轮”。
机械增压器的行星齿轮传动机构,结构非常紧凑精巧。图片右上方可以看到增压器链条的涨紧器。装有两个涨紧器的摩托车引擎是很少见的,宝贝虎此前只见过VFR800有两个涨紧器。
不仅仅是有机械增压器的帮助就可以发出强劲的马力,为了让空气更顺畅的在引擎内流动,H2的进排气都做了相应的优化。上面是进气管道的渲染图,空气从入口处的静态开始加速,到增压器入口处时,速度超过360公里每小时,流量超过12,000升每分钟,相当于每秒吸干10大桶纯净水的体积!
压缩后的空气被送进这个6升的风箱内,气压达到2公斤以上,整个风箱承受的压力超过1吨,因此风箱以铝合金铸造,以保证强度。图中可以清晰的看到两段式燃油喷射器,以及电子式节气门。
H2的引擎排气口为椭圆形双气道设计,相比二合一排气道出,这种设计有着更低的气流阻力,有助于增加马力输出。配套的钛合金排气管头段采用液压成型技术,引擎的燃烧室也经过CNC抛光处理,将空气流动的阻力减到最小。H2采用了大重叠角的高升程凸轮轴,这也是300P马力的秘诀所在。
这张图片是H2的Dog Ring变速箱齿轮的照片,假如不是专家级观众的话,恐怕是看不出门道的。
下面这张图片是R1的传统Dog Tooth齿轮箱的照片,换挡时蓝色框内的两颗齿轮左右移动,结合不同的档位;而上面的H2的Dog Ring齿轮箱,里面的齿轮是固定的,左右移动换挡的是一个打孔的环型盘。这种变速箱技术源自MotoGP赛场,在极限驾驶的情况下换挡更快,打个比方说,传统变速箱换挡所用的时间是“啪嗒”,而H2的Dog Ring变速箱换挡只需要“口”的时间,后面的“拍嗒”就不需要了!
H2也是Kawasaki首款配备KQS快速换挡功能的摩托车,在Dog Ring齿轮箱的帮助下,H2的加挡速度无疑是目前量产车中最快的,无论是1299还是S1000RR都不能与之比肩。
在Trellis钢管编织式车架的设计上,宝贝虎最初以为是为了美观或者轻量化。然而宝贝虎另外一个问题,却揭示了H2的开发线路。
起初,宝贝虎以为H2的车架是全面拷贝Ducati或者MV Agusta----因为这两者都是Trellis车架+单边摇臂的设计。然而在拍摄实车的时候,宝贝虎却发现H2的摇臂实际上是安装在引擎后部的一块支板上,避震器上方也没有D或M家标志性的摇臂拉杆和横梁。
在提问H2的主设计师市聪显先生后,市先生做了这样的解答:
“H2的马力超过300p,这意味着车体要承受来自后轮的强大的推动力。传统的铝合金车架强度较高,而韧性较差,如果采用铝合金车架,那么为了承受后轮的推力,车架的强度必须很高才行,这会使车架的韧性变差,不利于操控。所以我们换了一种思路,将后摇臂链接在发动机上,由发动机承受后轮的推动力。由此车架可以不必直接承受推力,因此采用了高强度钢管Trellis车架,通过计算机辅助设计得到了良好的刚性和韧性,使H2拥有良好的操控。单边摇臂的应用主要是为了减少排气管外探的尺寸,使H2有更低的过弯倾角。”
从设计师的解答中,我们可以看出H2之所以使用Trellis钢管编织式车架,是因为H2的引擎太强劲,为了保持强大的动力和良好的操控,才会使用这样的设计。那为什么H2的马力这么强劲?是因为设计师想要制造一部动力强劲、具有超群的加速力的摩托车:
从“强劲动力”的诉求出发,诞生了H2的机械增压引擎,为了保证这部猛兽具有犀利的操控,设计师为它设计了Trellis钢管编织式车架,配备了迷人的单边后摇臂。这是一件多么奇妙的事情,由一个最简单的诉求,诞生了这么一只强劲、犀利而又迷人的猛兽!难怪川崎的总经理近谷英悟在访谈时说“市聪显设计师是川崎重工的骄傲”
H2的细节之美不仅于此。H2是首个配备斗式座位的超跑,造形之怪异前所未见。设计师解释这个座椅时说道“H2的加速非常迅猛,所以我们要给车手一个可靠的臀部支撑”。这个座位的两个侧板是活动的,可根据车主的身材调节,前后有15毫米的移动空间。
无论马力有多么强劲,最终引擎的动力要通过轮胎传递到路面。为了可靠的传送超过300p的马力,H2R的后轮毂的胎唇部位采用了滚花工艺,防止轮胎与轮毂间打滑。
强劲的动力自然需要一流的避震和刹车,Brembo刹车是必不可少的。前叉采用了KYB最新的顶级产品AOS-II卡匣式避震,具有油气分离的特性,即便是在激烈的驾驶下避震器的阻尼也不会发生漂移。
H2是川崎迄今为止电子系统最复杂、性能最高级的量产超跑,尽管H2的仪表外形简洁,却有着令人眼花缭乱的功能,表盘外侧从右下角逆时针数,依次是机油压力、水温告警、电压告警、雨地模式、ESD告警、KIBS告警、ABS告警、左转向、油量告警、电喷告警、故障告警、KTRC指示、远光、空挡、右转向。
各个功能的详解:
KIBS智能ABS刹车:与传统的ABS相比,KIBS的控制不是基于轮胎抱死后的速度差,而是基于抱死的趋势发出控制,因此刹车时的轮胎滚转控制更精准。KIBS还具有防止后轮翘起、防止后轮跳动的功能。
KTRC循迹控制系统:比上一代的KTRC更加精准细腻,提供了赛道、运动、雨地三种模式,每种模式又有三级可调,总共提供九级调节
KLCM弹射发车功能:在比赛发车时防止后轮打滑和前轮起头,提供三种模式可调。
KEBC引擎刹车力控制:在入弯降档时减少后轮的滑动,增加稳定性。
KQS快速换挡功能:在加速过程中实现无离合快速换挡,保持加速的连贯性,提高赛道圈速。
ESD电子轪尺:根据车速自动调节转向阻尼,保证转向的稳定性。
LCD液晶标板上最大的特点是增加了BOOST增压模式,下面有4个格子,分别代表增压压力的大小---格子越多,意味着压力越大,马力越大。
这次发布会,H2的外观设计师玉岛照康先生也来到了现场,宝贝虎一直觉得H2的车头灯造型很像好莱坞电影《世界大战》中的外星人飞船,于是趁此机会予以求证。
没想到玉岛先生居然根本没看过《世界大战》这部电影。他说这部车子车头的设计,是以给人从后视镜中看到时的威慑感为目标,借鉴了日本历史上战国时代的武士盔甲造型。
经过玉岛先生这么一提醒,还真是这种感觉!
通过与两位设计师的交流,宝贝虎对H2有了全面的了解,同时宝贝虎也抛出了一个疑惑已久的问题:H2作为一部带有增压器的摩托车,显然是不能参加比赛的,那么H2到底是不是以比赛为目标而设计的摩托车呢?
设计师市先生的回答是这样的:赛事规则总是滞后于技术的进步,而技术的进步也会推动赛事的规则前进,尽管H2目前不能参加比赛,但未来川崎会寻求规则的改进。H2所使用的Trellis车架技术,短轴距设计,都是为了提高H2的赛道性能。
宝贝虎觉得这个回答是靠谱的,SBK以前对V2引擎的排量限制是1000CC,而现在1199已经参赛多年。想想1299已经发布,估计赛事规则还会再次改变。
现在唯一的问题是,H2R什么时候提供媒体试驾啊,我都等不及了!
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