愛伊米

前進的動力--傳動系統的秘密(下)

提到摩托車,我們往往習慣於關注這是什麼車型,是跑車、巡航車、探險車、街車還是滑胎車、越野車;關注汽缸結構,是單缸還是雙缸又或者是四缸;關注排量,是輕型、中量級還是1000mL;關注動力特性,是低轉大扭矩還是高轉高功率;關注造型風格,是喬普、鮑勃還是英倫風、古典攀爬……

但是,我們經常把一個很重要的環節遺忘,那就是摩托車的傳動系統。

在摩托車諸多功能裝置,傳動系統不顯山不露水,顯得很低調。但是,如果沒有傳動系統,發動機就是個光轉不出力的“愣頭青”,儘管你把油門擰得再大,發動機嘶吼得驚天動地,後輪也是毫不理睬、一動不動!

我們知道,現代摩托車基本上都是清一色的四衝程發動機,每個迴圈經過吸氣、壓縮、燃燒、排氣4個階段,只有燃燒階段才是做功出力。換句話說,發動機產生的動力,是暴烈的、不連續的動力,直接用於驅動後輪很困難,騎手很難掌控。於是,工程師們研發、完善了傳動系統,讓發動機產生的動力,經過初級驅動、齒輪箱和末級驅動,最後才傳遞到後輪。這樣,透過傳動系統,暴烈、間斷的動力被整飭成可改變大小的均衡的動力,動力變得實用起來,轉變為摩托車前進的動力,讓鋼鐵機器變成風馳電掣的“風火輪”。

在現代摩托車中,隨著新理念、新技術的運用,傳動系統有哪些新亮點、新特色呢?

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前進的動力——傳動系統的秘密

快速換擋系統 杜卡迪Superleggera

杜卡迪Superleggera的胸膛內,奔騰著火爆的“烈火雄心”。這顆暱稱為“超扁平”的L型雙缸,現在把缸徑從112mm擴大到116mm,缸徑衝程比達到誇張的1。91,以飆高轉速來榨取火爆動力的目標昭然若揭!最新的賽道技術,賦予Superleggera令人吃驚的能量——這臺雙缸發動機在轉速11000r/min時,輸出的最大功率達到158。1kW,最大扭矩146。5N·m則在轉速9000r/min時爆發,在超級跑車中嘯傲群豪!

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與超強能量構成鮮明反差的,則是異常輕盈的重量,1299 Superleggera淨質量只有156kg,即使油箱加滿汽油,質量也只有167kg!簡單一句話,Superleggera的重量只相當於500mL的摩托車。難怪,這款排量達到1285mL的超級跑車,敢冠上“超輕”美名!高達215馬力的峰值動力,配上僅為156kg的淨質量,Superleggera的功率質量比高達1。01kW/kg,實力之強大、氣焰之囂張,足以睥睨群雄!

前進的動力--傳動系統的秘密(下)

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為了襄助騎手安全有效地掌控這臺具備賽道實力的超跑,充分激發潛能,讓騎手集中注意力以進一步提高圈速,杜卡迪在匹配緊湊式6速傳動系統的同時,還為Superleggera武裝了快速換擋系統(DQS)。這項透過電子干涉動力輸出襄助換擋的技術來自於賽道,讓騎手無需收回油門或者捏起離合器,即可實現直接快速換擋!而且,現在DQS變得更加強大,不僅可以直接升擋,還可直接降擋!當騎手做出換擋動作時,DQS的微動開關將訊號發給主電控單元。透過瞬時計算轉速和速度,主電控單元立即判斷當前擋位;再讀取扼流閥開度,再指揮燃油噴射和點火切斷程式介入干涉——所有這些計算和指令,都是以毫秒為單位進行的高速動作!

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軸驅動 寶馬R nineT

末期驅動裝置採用軸來傳遞動力的,屬於軸驅動方式。軸驅動擁有自身優勢,那就是安靜、免維護,特別是與鏈條驅動比較起來,省了定期清潔、潤滑、調整等工序,省時省力。但是,軸驅動方式也有不足,質量比較大,另外無法修改減速比。同時,採用軸驅動方式也會增加成本,降低了摩托車的價效比。比較來說,大型豪華旅行摩托車比較喜歡採用軸驅動方式。

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在諸多摩托車品牌中,寶馬是很有特色個性的一個,特點之一就是自生產摩托車以來,從頭到尾一直堅持採用軸驅動。直至目前,採用驅動軸的“拳擊手”,仍然廣泛用在寶馬摩托車的旅行車、探險車、街車上,受到全球無數騎手的喜愛。

前進的動力--傳動系統的秘密(下)

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R nineT就是這樣的機器。這款為慶賀“拳擊手”問世90週年而生的復古車型,很注重經典韻味,儘管寶馬已經推出了高效能水冷“拳擊手”,但是為了烘托經典韻味,仍然選用了傳統的風冷水平對置雙缸發動機。與上一代相比,新一代風冷“拳擊手”雖然維持著最大功率81kW,但是最大扭矩的得到增強,從原來的115N·m(6000r/min)強化到119N·m(6000r/min)。而且,由於採用了適合高轉速的DOHC氣門機構,“拳擊手”的實用轉速升高到8500r/min,因此功率帶範圍得到拓展。

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作為“拳擊手”的經典搭配,滂沛的動力經由6速齒輪箱後,透過萬向軸而不是鏈條傳遞給後輪。為了強調動感,萬向軸的小齒輪和環形齒輪的次級傳動比略微減少,提高了加速能力。根據寶馬提供的資料,從靜止加速到100km/h,R nineT只需3。6s,極速輕鬆突破200km/h。

採用驅動軸的“拳擊手”發動機,具有很多優勢和特點:由於兩隻汽缸分別朝左右側探出,充分暴露在空氣中,因此風冷效果明顯優於V型雙缸發動機。同時,齒輪箱直接安裝在發動機之上,並由縱向安裝的曲軸徑直驅動。此外,在末級驅動方面,不用常規的鏈條而是用上驅動軸,將動力從齒輪箱傳遞給後輪。

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鏈條驅動 川崎ZX-10R

相對於軸驅動,鏈條驅動更加普遍,可以說是摩托車的主流驅動方式,無論街車還是跑車,無論是125mL還是1000mL,基本上都是採用鏈條驅動。這種驅動方式結構簡單高效,製造成本經濟,主要由一對鏈輪和一根鏈條組成。前面是一隻小鏈輪,安裝在齒輪箱的輸出軸上;後面是一隻大鏈輪,安裝在後輪上;這對大小鏈輪透過鏈條連線起來。動力透過輸出軸→小鏈輪→鏈條→車輪來傳遞給路面,從而獲得驅動摩托車前進的動力。另外,與軸傳動相比,鏈條驅動很容易改變減速比,只需更換不同規格的鏈輪即可。鏈條驅動的不足之處,是必須定時清理髒汙和進行潤滑,同時要調整張緊度,還要週期性更換。

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就現狀而言,所有追求高速的摩托車,都採用鏈條驅動方式,比如川崎超級跑車ZX-10R。這款“大殺器”威名赫赫,已經襄助川崎賽車手喬納森斬獲了2018年WSB冠軍。事實上,自2015年以來,川崎已經連續多年霸佔了WSB賽場的冠軍寶座,而且是雙料冠軍,囊括了騎手冠軍和廠家冠軍,而襄助立下赫赫戰功的,都是超級跑車ZX-10R!

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儘管昔日霸主杜卡迪意圖反殺,在2019年推出了新一代V4超跑,但是川崎毫無懼色,以升級版ZX-10R強力狙擊。動力效能方面,ZX-10R搭載了液冷、DOHC 16氣門的並列四缸發動機,排量為998mL,能夠爆發出比過去更加強大的能量,最大扭矩提升到114。9N·m(11200r/min),最大功率則達到了149。3kW(13500r/min),雙雙超越了2018款;而且,當強制進氣系統啟動後,最大功率還有進一步飆升,最高可達156。8kW(13500r/min),令人倍感振奮!2019年ZX-10R不僅在峰值動力實現新突破,而且幾乎是在全轉速範圍內,都超過了上一代“忍者”,給予騎手更快、更猛的加速效能!

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ZX-10R的傳動系統同步作了最佳化。滂沛的動力,經由密齒輪比的6速齒輪箱,再透過密封鏈條傳遞給輪胎,實現驚人的飛奔疾走效能,為優秀騎手提供異乎尋常的競爭力!

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皮帶驅動 哈雷Sport Glide

皮帶驅動方式更像是鏈條驅動方式的變種,因為結構相似,主要由一對皮帶輪和一根皮帶組成。實際上,早期摩托車就往往採用皮帶傳動,透過專門裝置來繃緊皮帶,這樣透過摩擦來傳遞動力。但是,早期的皮帶傳動不太可靠,經常出現打滑現象,特別是在沾上雨水之後,因此皮帶驅動漸漸被取代。到了20世紀80年代,新材料和最佳化設計的出現,讓皮帶驅動再次進入人們的視野。現代摩托車採用的皮帶驅動方式,更像是鏈條,皮帶本身使用高強度複合材料,皮帶和皮帶輪採用有齒設計。與鏈條驅動方式相比,皮帶驅動的優點是不需要潤滑,運轉安靜,不足之處是售價昂貴,而且不耐髒,因此不適合越野之用。另外,更換時皮帶驅動時比較麻煩,需要拆下較多零部件

前進的動力--傳動系統的秘密(下)

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就像寶馬對軸驅動一樣執著,哈雷則對皮帶傳動情有獨鍾。

哈雷的Softail是歷史悠久、很有特色的家族。自從1984年,哈雷最早的FXST Softail上市以來,各種型號的軟尾持續推出,讓Softail成為哈雷的經典車型。2018年,哈雷Softail家族再添新丁,全新研發的Sport Glide盛裝亮相,武裝了新一代動力裝置,同時仍然堅持採用經典的皮帶驅動方式。

前進的動力--傳動系統的秘密(下)

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Sport Glide搭載了全新研發的V2發動機,首次對OHV作出重大革新,將每缸2氣門增加到每缸4氣門,這樣在保證符合現行排放和油耗、可靠性等要求的前提下,增強了功率和扭矩輸出。另外,上一代Softail家族搭載的是TC103發動機,排量為1690mL,能夠爆發最大扭矩132N·m(3000r/min);現在Sport Glide的胸懷更加博大,把發動機排量擴容到1745mL,增加了55mL。在4氣門汽缸頭和更大排量的支援下,Sport Glide獲得了更強的力量,最大功率為62kW(5020r/min),最大扭矩高達145N·m(3250r/min),比上一代增強了10%。

前進的動力--傳動系統的秘密(下)

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負責將蠻牛般的低轉速大扭矩傳遞給後輪的,則是哈雷慣用的方式,透過驅動皮帶把齒輪箱輸出軸和後輪連線起來。在加速方面,Sport Glide擁有鮮明低轉速大扭矩特點,當轉速低至1700r/min時,驅動皮帶就能將強勁的力量傳遞給後輪,此後持續增加並維持高扭矩輸出,直到轉速紅線5500r/min時電子限速器開始介入干涉。哈雷聲稱,與上一代相比,Sport Glide從起步加速到100km/h,用時快了10%,為騎手創造更有力、更爽快的加速刺激!