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风火轮里的秘密-车轮那些事


风火轮,是哪吒三太子的法宝,由恩师太乙真人所授。踏上双轮,念动咒语,轮上起火,足下生风,旋转而动,可高速行空,上天入地,日行万里,能飞能战,无所不到,纵横天下无阻碍。

对于摩友而言,摩托车的车轮就是现实生活中的“风火轮”,公路霹雳飙驰,大漠单刀赴会,荒野徜徉游荡,乡村轻吟浅唱……有了这对风火轮,摩友就有了自己的天空,自我放飞,无拘无束……

这对风火轮,貌似简单的钢铁加橡胶,藏了哪些秘密呢?

就结构而论,摩托车的车轮可以说是相当简单,无外乎由轮辋、轮胎以及附加在车轮上的制动系统组成,其功能也很明确:一是起到支撑作用,承载整车和骑手、乘客、行李的重量;二是作为行走机构的组成部分,通过后轮将动力传递给路面,从而获得向前的动力;三是当骑手操作制动时,制动抱住车轮,并通过轮胎与路面的摩擦,让摩托车尽快停下来;四是当骑手操作车把时,带动前轮偏转,从而改变前进方向。

但是,这些只是车轮的基本功能。现在,让我们仔细瞅瞅这对风火轮,你会发现里面藏的秘密多着呢!

☞ 钢丝辐条轮辋和铸轮哪个好?

铸轮和钢丝辐条轮辋,不存在孰优孰劣问题,而是看用在哪个场合,才能发挥其长,回避其短。简单而言,铸轮拥有更强的刚性,能够为骑手提供更爽快的操控响应,更胜任高速奔驰。钢丝辐条轮辋则相反,拥有较好的弹性,能够襄助缓解冲击能量,适合恶劣路况下越野行驶。

铃木V-Strom 1000就是典型的例子。这款大型探险车一体两面,先后推出了V-Strom 1000和V-Strom 1000XT。这对双胞胎搭载的都是液冷、DOHC 8气门、90°夹角的V型双缸发动机,缸径和冲程为100.0mm×66.0mm,排量为1037mL。这台V型双缸发动机的最大功率74kW(8000r/min),低转速扭矩特别充沛,在转速只有区区4000r/min时,就能爆发超过100N·m的力气!简而言之,这是一颗强调中低转速扭矩输出的动力心脏,从怠速开始就劲道十足,动力输出强劲而流畅,易于骑手准确掌控,无论是慢速通行复杂路段,还是负重加速超车,都是气定神闲、轻而易举。

但是在车架方面,这对兄弟就存在微妙区别了。V-Strom 1000和V-Strom 1000XT的车架很有特色,武装的是跑车式的铝合金双梁车架。这具车架优化了刚性平衡,因此高速稳定性和操控响应更出色。前轮安装的是强韧的43mm KYB倒立式前叉,既支持充满激情的驾驶,同时提供舒适惬意的乘骑;单筒减震器同样统筹兼顾,充分考虑了搭载乘客以及满负辎重等各种情况。这套行程160mm的悬挂系统,配上弹性更好的钢丝辐条轮辋,让V-Strom 1000XT无论是沥青公路还是搓衣板路面,都能创造上佳的舒适旅途。相比之下,V-Strom 1000则配置的是铸轮,在公路上风火飙驰时更稳当、操控更爽快,可谓是各胜擅长。

☞ 为什么要用轻巧的轮辋?

簧下质量指的是无须悬挂系统支撑的重量,如轮辋、轮胎、制动等。改变簧下质量,不会对悬挂系统产生直接影响,但是对于转向操作等能够产生很大影响。因此,对于追求犀利操控的高性能摩托车来说,总是想方设法减轻簧下质量,其中常用的措施就是采用轻巧材料制作的轮辋,用以降低陀螺效应,进一步提升操控响应能力。

宝马HP4 RACE堪称这方面的典范。众所周知,尽管宝马很迟进军超级摩托车,但麾下的S 1000 RR自2009年秋季惊艳亮相以来就被认为是大器晚成之作,凭借强悍的动力、优秀的操控性能以及高度智能的电子辅助装备,一举跃居超级跑车的第一阵列!HP4则是S 1000 RR的高配版,拥有更雄浑的中段转速扭矩、更轻巧的簧下质量、更完备的电子智能辅助装备,运动性能再次拔高!而站在S 1000 RR和HP4的基础上,百尺竿头更进一步的,就是杀伤力异常强大的HP4 RACE!

S 1000 RR体重已经非常轻盈,更高规格的HP4则是“骨头上刮肉”,采用轻合金锻造轮辋等措施再次瘦身。但是,HP4 RACE并没有就此止步,竟然将干重削减至不可思议的146kg!要知道,这一水平甚至比竞逐WSBK的赛车还轻,比MotoGP赛车只重了一点点!

减轻重量的最大措施,是武装上完整的碳纤维车架,这在量产型摩托车上首次使用。这款碳纤维车架重量只有区区7.8kg,有效降低了HP4 RACE的整车质量。进一步帮助瘦身的还有碳纤维轮辋。与轻合金锻造的轮辋相比,HP4 RACE的碳纤维轮辋减轻总量达30%。在维持理想刚性的同时,碳纤维轮辋还有弹性优势:根据对比测试,当以120km/h的速度轧过70mm的障碍物时,锻造轮辋出现损伤,轮胎很快失去部分气压;相比之下,碳纤维轮辋则吸收了冲击能量,随即恢复到原初的形状。而且,轻巧的碳纤维轮辋减少了40%的陀螺力,这在优化操控、转向乃至加速、制动方面,都能使骑手获得更佳的体验!

☞ 该用有内胎还是无内胎轮胎?

顾名思义,有内胎轮胎就是由内胎和外胎两部分构成的轮胎。一般来说,外胎需要够硬够耐磨,以便能够支持长时间奔跑,而内胎则需要够柔软,才能装到外胎之中。因此,用两种不同成分的橡胶,分别制造外胎和内胎,这就是有内胎轮胎。随着技术的发展,又出现了没有内胎的轮胎,这种轮胎内壁上附加了一层轻薄的橡胶密封层,在密封层下面贴着自粘层,利用轮胎内壁和胎圈的气密层保证轮胎与轮辋间良好的气密性,从而代替了传统内胎的作用,外胎兼起内胎的作用,而轮胎充气后,趾口与轮辋紧密结合,有效避免泄气。

总体来说,无内胎轮胎比有内胎轮胎技术更先进,舒适性更好,更适合高速奔跑。但是,有内胎轮胎并没有就此消失。偏向于越野的摩托车都喜欢采用钢丝辐条轮辋,由于结构原因,钢丝辐条轮辋很难实现优良的气密性,因此,在越野车方面有内胎轮胎仍然拥有广阔的市场。

本田探险车“非洲双缸”CRF1000L就是这样的例子。这台被本田宣称为“真正探险车”的CRF1000L,采用了全新研发的液冷并列双缸发动机,排量为998mL,最大功率70 kW(7500r/min),最大扭矩98N·m(6000r/min)。为了控制发动机整体尺寸,这台动力装置采用了紧凑的Unicam 4气门汽缸头;曲轴采用了270°相位,让发动机的节奏很独特,动力发放特性有助于优化后轮牵引;每缸安装了双火花塞,保障92mm的大缸径发动机燃烧充分;配上两只初级平衡轴,整饬了大多数的震动,让并列双缸发动机运转平顺。

为了实现“真正探险”的目标,本田花费了很多心思,以提高越野能力:水泵安装到离合器壳之内,这样在发生翻车等意外事故时,水泵就能得到较好的保护;电池的安装位置正好处在汽缸头之后,目的是增强质量集中化程度,优化了操控响应;武装了长行程悬挂系统,具有很强的消化颠簸和冲击能力;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,新“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。CRF1000L还采用了弹性较好的钢丝辐条轮辋,前后轮胎规格分别是90/90-21和150/70-18,并且刻意选用了有内胎轮胎——在越野时,如果你想要避免出现因撞击而出现轮框边沿弯曲、进而导致漏气瘪胎的糟糕情况,那就得选用有内胎轮胎!


就结构而论,摩托车的车轮可以说是相当简单,无外乎由轮辋、轮胎以及附加在车轮上的制动系统组成,其功能也很明确:一是起到支撑作用,承载整车和骑手、乘客、行李的重量;二是作为行走机构的组成部分,通过后轮将动力传递给路面,从而获得向前的动力;三是当骑手操作制动时,制动抱住车轮,并通过轮胎与路面的摩擦,让摩托车尽快停下来;四是当骑手操作车把时,带动前轮偏转,从而改变前进方向。

但是,这些只是车轮的基本功能。现在,让我们仔细瞅瞅这对风火轮,你会发现里面藏的秘密多着呢!

☞ 怎样选择前轮的直径?

不同直径的车轮直接影响操控性能,特别是前轮的选择尤其重要。车轮直径越大,簧下质量越大;车轮直径越大,转向性能越钝;车轮直径越大,慢速行驶复杂路段更平稳;车轮直径越大,抗冲击能力越强;另外,不同直径的车轮,会影响摩托车的转向几何设置,这些参数直接与操控性能相关。

一般而言,追求公路速度、轻盈操控的跑车、街车,基本配置的是17英寸的前轮。如果把前轮换成19英寸,甚至是21英寸,那么在公路疾驰时转向确实不那么敏捷,但是当你跑在越野地带时,就会感觉更加平稳,因此大直径前轮更适合越野设置。

让我们来比较一下共享动力心脏的川崎NINJA300和Versys-X 300。这台排量296mL的并列双缸发动机,匹配新的DFI电子燃油喷射系统,在提升了燃油经济性的同时,降低了尾气排放;二合一排气管既降低了噪声,又有助于强化中低转速扭矩。这台并列双缸发动机动力不俗,最大功率达到29kW,最大扭矩则为25N·m,同时保持了高兴奋度的特点,转速飙升很快,转速越高越兴奋。

车架方面则不一样。Versys-X 300配置了高拉力钢管背脊式车架,紧紧拥抱并列双缸发动机,并将其作为强化单元,具有较轻的质量和较高的刚性,操控起来轻盈灵活。同时,川崎工程师通过优化车架结构,赋予Versys-X 300更多的车头稳定可控的感觉,增强了骑手自信。虽然Versys不是长途跋涉的大型探险旅行摩托车,但是跋涉在“搓衣板”路上,Versys-X 300的表现早已超过SUV,这得益于柔韧的悬挂系统——前轮安装的是41mm正立式前叉,后部则配上底部连接式Uni-Trak气压式单筒减震器,这套行程较长的悬挂系统能有效消化越野时的冲击能量。与NINJA300的车轮不一样,Versys-X 300的前轮直径不是17英寸,而是19英寸,这只大直径前轮具有更平稳的行走性能,再匹配钢丝辐条轮辋和多用途轮胎,快速通行砂土路、破损路等各种路面完全不在话下!

☞ 轮胎规格怎么看?

如果规格标明180/60 ZR17,这意味着:180指的是轮胎宽度是180mm;60指的是扁平比为60%,即轮胎高度是宽度的60%;ZR中Z表示最高速度高于240km/h,R表示轮胎为子午线结构;17指的是车轮直径为17英寸。在常规配置中,摩托车前胎的宽度总是比后胎窄得多,因为前胎主要负责转向,轮胎过宽会让转向迟缓;后胎负责传递动力,需要更大的抓地力,因此宽度会比前胎大得多。总体来说,动力越大的摩托车,需要更宽的轮胎,以增加接地面积,从而更有效地传递动力。

雅马哈大魔鬼VMAX拥有超强的动力,这台65°夹角的V4发动机排量高达1679mL,并采用特殊的链条+齿轮混合结构驱动凸轮轴、轻巧的铝合金锻造活塞、NGK铱金高性能火花塞、来自YZF-R1的直接点火线圈等,经由电子燃油喷射系统伺服后,最终爆发出最大功率147.2kW(9000r/min),最大扭矩则达到166.8N·m(6500r/min)。因此,为了有效驾驭动力,雅马哈为“大魔鬼”配置了宽达200mm的后胎,如同健硕的肌肉异常打眼!

比雅马哈更夸张的是凯旋。他们的全新一代Rocket 3R采用了惊人的动力装置,并列三缸发动机的排量高达2458mL,是货真价实的巨无霸!得益于无与伦比的宽广气度,Rocket 3R拥有沉雄绝伦的力量,最大扭矩达到蛮牛级的221N·m(4000r/min),当之无愧地成为全球力量最强的量产型摩托车,比最接近的对手足足高出71%!

如此猛烈的能量,需要更强的抓地力才能有效传递,因此凯旋工程师用上了异常宽阔的240mm后胎。当骑手轻催油门,并列三缸涌出喉音很重的咆哮,磅礴的力量通过宽阔轮胎传递到路面,让人感觉无比自信,任何转速、任何挡位、任何时候你都不缺力量,起步加速、重载超车,不过就是轻微拧拧油门的小事!

☞ 跑得快,但收得住吗?

既要风风火火动感十足,又要能迅速收住,收发自如才是风火轮的真谛。因此,我们还须得在车轮上安装制动,管住这对风火轮。现代摩托车,已经很少用传统的鼓式制动了,安装的基本上都是性能更好的盘式制动,浮动盘、单体卡钳、辐射式主缸、防抱死制动系统……厂商将诸多技术应用在车轮上,就是要让这对风火轮更快、更稳、更安全地停住脚步。

以杜卡迪怪兽兄弟Monster 821和Monster 797为例,两者排量差不多,尺寸、重量也基本相当,Monster 821的净质量只是略微多出4.5kg,但其动力明显高出一截,具有很强的加速性能,无论低转速还是高转速,都倍感给力!据测试,从静止提速到100km/h,Monster821用时只有3.6s;起步加速跑完400米,耗时11.5s,终点速度194km/h;如果骑手持续拧开油门,Monster821的极速可以超过220km/h!性能越强,制动系统越重要,因此Monster821的制动比Monster797规格更高,前轮安装了两只320mm半浮动盘,由辐射式一体化4活塞卡钳司管;后制动则是245mm 单盘+双活塞卡钳;而且,Monster821标配了3阶可调的防抱死制动系统。高规格的制动系统赋予Monster821强大的制动力,在100km/h的速度下,制动到完全停下,制动距离不到37米;如果激活防抱死制动系统(1阶),这一制动距离还会更短,只有35米!

随着技术的发展,这对风火轮停住脚步的本领更加高强,这就是更先进的防抱死制动系统。KTM“超级探险家”1290 SUPER ADVENTURE标榜是“最安全的猛兽”,重要凭借之一就是武装了更犀利的制动,前轮安装了高性能的BREMBO辐射式4活塞卡钳和制动主缸,只需两根手指轻搭制动杆,卡钳就果敢咬住两只飞旋的320 mm制动盘,制动力强大且易于控制。更让人关注的,则是联合防抱死制动系统9ME C-ABS——这套异常先进的制动系统,实现了最安全、最高效的减速,甚至是在倾斜过弯时!借助C-ABS,当骑手操作前制动时,后制动同步激活,从而增强了制动力并维持车体稳定。C-ABS还可提供越野模式,在前轮保留防抱死功能的同时,允许锁死后轮,让技术娴熟的骑手尽情“撒野”!


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