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MotoGP 技术杂谈:后摇臂蕴含着的学问
2020-04-26 10:02  浏览:671
 FIM 2020' MotoGP 新赛季到现在依然无法确定未来的方向,MotoGP 官方推广/策划公司、在社交页面推出了一些赛场内的技术花边简介,刷一下存在感、供大家过日子用。

后摇臂(也称之为后平叉)是赛车里面一个相当酷的组成部分,它必须一圈又一圈地承受着巨大的力量,同时也能够在保证赛车抓地力的情况、作上下活动。近几十年来,后摇臂经历了一些变化,其中一些更引人注目的变化是从上加强肋(Over-Slung,后摇臂的加强樑在上)到下加强肋(Under-Slung,后摇臂的加强樑在下)的设计,以及在材料上、从从铝合金到碳复合材料的选用。现在,让我们来看看为什么后摇臂是赛车中最坚硬的、同时又是很酷的组件之一。

下面的图片,Yamaha YZR-M1 的碳纤维后摇臂。

当 Yamaha 的碳纤维后摇臂在 2019 赛季下半年亮相时,赛场里的每一双眼睛都在注视着它。这是他们第一次把它带到赛道上,而且还加上了一个新的排气管。

碳纤维是一种非常有用的材料,碳部件是由分层的碳纤维制成的,正是这个分层结构的制作过程,使它成为一个便于调整的材料。在摩托车比赛中,这意味着后摇臂的强度是可以增加或者是减少的,只需在一些部分增加更多的层数,甚至不同类型的碳编织,就可以增加强度。

当 Yamaha 尝试他们的碳纤维后摇臂时,他们发现减轻的重量使后端的加速更精确,赛车更容易改变方向。然而,他们也发现了一些负面影响,但车手们没有详细说明。

下面的图片,杜卡迪赛车的后摇臂。

杜卡迪是近代第一家全部赛车都使用碳纤维后摇臂的队伍。他们的碳纤维后摇臂有很多版本,都有着不同的优点和缺点。

杜卡迪的碳纤维后摇臂有一个需要注意的部分,那就是摇臂前端与末端形成了一个较大的陡峭度(注:从 “ 肥大 ” 的前端、急速缩减为细小的后端)。如果我们回到上加强肋和下加强肋的区别,采用了下加强肋设计的后摇臂、可以更好地控制来自高速转向时所产生扭曲力(Twist),因为受力的屈曲线、低于主枢轴(后摇臂与车架连接的主轴)到后轮轴的轴线。

尽管后摇臂不想承受扭曲力,但在大角度的转向时,如果扭曲力的作用太大、而后摇臂抗压的刚性不足的情况下,会改变了后轮与前轮的角度,从而导致了转向出现问题。因此,随着马力和速度的不断增加,MotoGP 的工厂赛车现在已经转向了下加强肋式的设计。而且,因为这个设计更硬、并使用较少的材料,却可产生相同的特性,所以现在下加强肋式的设计、已经做得可以比上加强肋式设计的后摇臂轻。

下面的图片,Suzuki GSX-RR 工厂赛车的后摇臂。Suzuki 是两个尚未开发碳纤维后摇臂装置的工厂之一。

正如我们所知,相比起碳纤维,铝是一种较重的碳材料、强度也不如前者。然而,这并不意味着 Suzuki 的后摇臂就会比其他人的设计差。我们知道的一件事是,GSX-RR 具有难以置信的转向性能,米勒(Jack Miller)在整个 2019 年里就经常说,他不敢相信 Suzuki 赛车能以这么好、又这么快的速度过弯。

有了流畅的直列四汽缸引擎、和可能比他们的竞争对手之碳纤维后摇臂更符合自身的组件,Suzuki 现在似乎在高兴于他们找到了一个属于自己的解决方案。

下面的图片,Aprilia 阿普利亚 RS-GP 工厂赛车的后摇臂。阿普利亚是另一家没有采用碳纤维后摇臂设计的工厂。在 2019 赛季,人们看到了他们在测试多个版本的铝合金后摇臂。

要找一个完美的后摇臂是一件非常棘手的事情,一个后摇臂的刚性,在应对垂直力量上的设计必须与应对横向力量、屈曲力之间取得平衡。在设计上,后摇臂的垂直强度非常重要,它必须有足够强大(垂直刚性),以抵御令人难以置信的力量时,还需要通过它来为加速助力。不仅如此,刹车时也对垂直刚性有着高需求。

但横向的强度同样是至关重要,后摇臂需要足够的横向强度,从而让赛车可以在一个令人难以置信的高速之下实现转向,但它也需要允许适当的横向(侧对侧)弯曲量,这样后摇臂才可以帮助悬挂系统吸收颠簸和找到抓地力。如果没有足够的弹性,会有很多来自路面颠簸的反馈,轮胎会产生更多的偏转、导致了过热。当然,弹性太多的话、会让赛车变得不稳定,同样地轮胎也会过热。

下面的图片,Honda RC213V 赛车的碳纤维后摇臂。由于有表面的覆盖件,所以我们很难看到里面的真实构造形式。

在 2020 年的季前赛测试中,杜卡迪正在测试一种以新的编织方式制作而成的碳纤维后摇臂。很有意思的是,与其他工厂的后摇臂相比,RC213V 碳纤维后摇臂的下方,有一条小小的后制动卡钳冷却管道,这条管道沿着后摇臂的底部安装,引导气流直接向上吹入后制动卡钳。相对整台赛车来说,后卡钳是一个很小的部件,这个设计对性能的提高也有限,但它(管道)真的非常酷。

下面的图片,KTM RC16 工厂赛车在 2019 年时使用的碳纤维后摇臂。

在换装了碳纤维后摇臂之后,小 E(Pol Espargaro,艾斯帕加罗)立即对此表示了肯定,称这有助于提高转向性能、延长轮胎寿命!他对这件事(换装碳纤维后摇臂)非常肯定,以至于他一试完之后、就马上要求把自己所用的两辆赛车都使用了此新装备,不再使用铝合金制的后摇臂。

来源:MotoGP Tech。

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