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放棄傳統(tǒng)就是放棄未來 聊聊杜卡迪DESMO
2016-07-26 11:00:00
來源:搜狐汽車
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[車技研]今天跟你聊聊摩托車,更確切的說,聊聊杜卡迪和它的DESMO氣門。這篇文章對于平庸泛泛之輩而言可能會比較難以理解,但對于發(fā)自內(nèi)心熱愛杜卡迪的朋友來說,我相信這正是你們求之不得的精神之食糧,心靈之慰藉。廢話不說,讓我們開聊吧。 對于杜卡迪,給你最深印象的是什么?別說那耀眼的競技紅色,那是地球人都知道的玩意。什么?鋼管編織車架?1199開始已經(jīng)不用那玩意了,改鋁合金雙翼梁配引擎承壓車架了。L型雙缸?那也是人盡皆知的東西了。那么除了一如既往的絕美外形設(shè)計,就剩下DESMO氣門了對么?對,今天咱就聊聊,這DESMO氣門為什么是杜卡迪最大的特色之一。 我們都知道,傳統(tǒng)的氣門復(fù)位機構(gòu)是彈簧,大多數(shù)或者說絕大多數(shù)發(fā)動機的配氣機構(gòu),其復(fù)位都是依靠彈簧來達到目的的。那么早在半個世紀(jì)之前的1950年代,是誰讓杜卡迪走上了一條拋棄氣門彈簧的路,又是因為何種原因,讓杜卡迪放棄了如今如日中天的氣門彈簧配氣機構(gòu)呢? 一切,始于1954年五月的那個夏天。 在1950年代,四輪比賽的頂級舞臺已經(jīng)基本上被F1統(tǒng)治了,各家車廠都拿出了看家本領(lǐng)來參與這個世界最頂級舞臺的競爭。在那個高轉(zhuǎn)速引擎開始嶄露頭角的年代(平均轉(zhuǎn)速15000rpm以上),引擎的配氣機構(gòu)開始逐漸成為了提高轉(zhuǎn)速壓榨動力的最大瓶頸。當(dāng)時,傳統(tǒng)的配氣機構(gòu)采用的是與如今你我家中的汽車一模一樣的氣門彈簧,但受制于半個世紀(jì)前的材料科學(xué),50年代的氣門彈簧即便是賽用級別,依然會存在氣門回位速度的問題(轉(zhuǎn)速越高,回位速度越慢)。 為什么?因為當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)過最大擺線后,氣門挺桿收到的來自于凸輪軸的壓力消失,隨后在氣門彈簧的彈力驅(qū)動下,氣門開始回位。從氣門開始回位到氣門完全關(guān)閉這個過程則會消耗一定的時間,最重要的是,這個時間的下限不能夠低于凸輪軸的擺線速度,否則就會出現(xiàn)凸輪擺線已經(jīng)關(guān)閉,而氣門尚未回位的情況,也就是氣門懸浮。 而對于氣門來說,其關(guān)閉時間的極限與彈簧彈力正相關(guān),與氣門機構(gòu)的質(zhì)量反相關(guān)。換句話說,要想減小甚至消滅氣門懸浮的問題,讓氣門回位更迅速,只有兩條路可選:要么盡量降低氣門機構(gòu)的質(zhì)量,要么加大氣門彈簧的彈力。氣門彈簧的彈力說到根上是個材料問題,彈簧的剛性模量越大,同樣大小的彈簧彈力就越強。而在1950年代,顯然,材料問題不是一天兩天可以解決的,所以大多數(shù)車廠選擇走第二條路,也就是對氣門機構(gòu)進行減重。 而在當(dāng)年的F1世界,隨著轉(zhuǎn)速的升高,氣門懸浮的問題越來越嚴重,而氣門懸浮的最直接影響就是進氣紊亂,進而造成點火角度無法控制,制約引擎進一步提高轉(zhuǎn)速壓榨動力。于是,梅賽德斯F1在這些問題的前提下,開發(fā)了一套氣門強升系統(tǒng),也就是我們今天要聊的DESMO機構(gòu)的原型。 其工作原理很簡單,概括起來就一句話:既然我們的引擎采用的彈簧彈力不足,短時間內(nèi)也無法找到剛性模量更大的材料來制作氣門彈簧,那么我們就用一個回位搖臂強制升起氣門,通過凸輪軸的轉(zhuǎn)動驅(qū)動這個搖臂,強制完成氣門回位過程。 在那個群雄并起的1950年代,梅賽德斯憑借著搭載著氣門強升機構(gòu)的W196戰(zhàn)車,一舉贏得了兩年的世界冠軍(車手為Juan Manuel Fangio,阿根廷)。 那么,這個四輪界的故事跟我們的杜卡迪又有著怎樣的關(guān)系呢? 當(dāng)時Enzo Ferrari非常擔(dān)憂奔馳銀箭的性能會超越自家的法拉利戰(zhàn)車,于是與一個機械師討論了繼續(xù)開發(fā)并應(yīng)用氣門強升機構(gòu)的可行性,雖然最后無疾而終但這并不重要,重要的是與Enzo討論這套配氣機構(gòu)的人。這個人是誰?他就是那個改變了杜卡迪發(fā)展軌跡的男人:Fabio Taglioni。 Taglioni在后來的1954年五月一日加入了杜卡迪,當(dāng)時杜卡迪依然是一家生產(chǎn)低動力家用摩托車的意大利小廠,廠長Montaro找到Taglioni并對他說:我了解你的才華,我們需要你。如果在你的協(xié)助下我們能夠拿下馬上開始的意大利巡回賽的冠軍(Tour Of Italy),那么杜卡迪還能繼續(xù)活下去。如果我們失敗了,那車廠就徹底倒閉我們都回家抱孩子吧,因為我手里的錢只能夠再給我的工人們發(fā)一個月的工資了。 隨后的故事大家都知道了:在Taglioni的主導(dǎo)下,杜卡迪開發(fā)出了由三根凸輪軸主導(dǎo)的DESMODROMIC強升配氣機構(gòu),車手Degli Antoni跨著這匹戰(zhàn)馬贏下了1956年的瑞典GP大獎賽,從那一刻開始,DESMO氣門機構(gòu)就變成了杜卡迪最重要的符號,也幫助杜卡迪成就了在后來的賽道輝煌。 對于摩托車來說,以凸輪軸驅(qū)動的氣門強升機構(gòu),也就是DESMO氣門,真的是那么重要么?如果是的話,那為什么除了杜卡迪,其他廠家在這方面的選擇卻驚人的一致:均選擇了以彈簧作為氣門復(fù)位機構(gòu)而非氣門強升機構(gòu)。這又是為什么呢? 其實對于50年代的技術(shù)水平來說,確實氣門強升機構(gòu)能夠絕對避免氣門懸浮的問題,并且當(dāng)時受制于材料科學(xué)的蒙昧,車用配氣機構(gòu)彈簧的剛性難以確保,并且在超過一萬轉(zhuǎn)的引擎轉(zhuǎn)速下,如何避免引擎震動頻率與彈簧本身頻率重疊導(dǎo)致的共振現(xiàn)象發(fā)生(共振會撕裂彈簧,讓氣門無法回位,活塞會與氣門相撞,并徹底報廢引擎),這些都是難以或是幾乎不可能解決的問題。而在那個年代,杜卡迪的DESMO氣門強升機構(gòu)完美的解決了這些看上去“不可能”的任務(wù)。 彈簧直驅(qū)機構(gòu)能夠把轉(zhuǎn)速做到一萬轉(zhuǎn),但也許到不了兩萬轉(zhuǎn),但采用氣門強升機構(gòu)的杜卡迪引擎,其理論轉(zhuǎn)速是無限的。因為無論曲軸轉(zhuǎn)速多高,由連桿和配氣凸輪軸連接的DESMO強升機構(gòu)都能夠保證氣門的及時回位和開啟,這在當(dāng)年是無人能比的偉大成就。但對于如今的引擎來說,因配氣機構(gòu)彈簧性能的限制而帶來的轉(zhuǎn)速瓶頸早已不是問題,如今的復(fù)合材料彈簧擁有著更強的彈性,更快的回彈速度。并且對于共振問題,以BMW為首的引擎設(shè)計者們開發(fā)出了“雙彈簧”的戰(zhàn)術(shù):大彈簧里面套一個小彈簧,兩者共振頻率不同但彈性相同,以此完美的解決了彈簧直驅(qū)機構(gòu)的共振難題。 這時候DESMO的弊端就暴露無遺了:強升機構(gòu)最大的問題就在于其執(zhí)行機構(gòu)極其復(fù)雜,內(nèi)耗嚴重并且重量難以控制:DESMO機構(gòu)至少要包含1套回位凸輪,1套回位搖臂,1套壓縮搖臂,1套回位彈簧,1套回位夾片。而相對的,彈簧直驅(qū)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)僅僅需要一套復(fù)位彈簧,一套緩沖墊片,僅此而已。 從能耗的角度來分析,DESMO機構(gòu)就更不占優(yōu)勢了:對于DESMO來說,其控制氣門的開啟和關(guān)閉均需要消耗能量。而對于彈簧直驅(qū)機構(gòu)來說,在氣門開啟時彈簧被壓縮,這段產(chǎn)生的勢能會被保存在彈簧內(nèi)部,在氣門關(guān)閉時釋放出來。也就是說相同的一次氣門開啟和關(guān)閉動作,DESMO需要消耗兩次能量而采用彈簧直驅(qū)機構(gòu)的發(fā)動機僅需要一次就夠了。 那么杜卡迪為什么還要堅持這種明顯只擁有階段性優(yōu)勢的設(shè)計?并一用就是60年不回頭? 用如今的詞匯來形容,那么僅僅兩個字就夠了:情懷。 對于一間有理想有追求的國際大廠而言,你不能什么時髦就去搞什么,什么賺錢就去做什么。杜卡迪明知道未來的主流一定會是彈簧直驅(qū)配氣機構(gòu),其即簡單又高效聲音還非常悅耳,但如果杜卡迪放棄了幫助自己從破產(chǎn)境地走出來并為曾經(jīng)的自己帶來無數(shù)賽場輝煌的DESMO機構(gòu)。那么,杜卡迪,還是那個讓無數(shù)人神往的杜卡迪么?或者說,我們還能確定,眼前這個趨炎附勢的品牌,還依然保留著那一絲意大利人的驕傲和自豪么? 答案必然是否定的。 對于歷史悠久的車廠來說,對傳統(tǒng)的堅持,就是對未來的承諾。如果一個品牌連自己的傳統(tǒng)都不能夠傳承下來,看見什么時髦就去追隨什么的話,又怎么能確保自己品牌的靈魂不會迷失在時代的大潮當(dāng)中呢? 就好比我們都知道水平對置引擎以如今的角度來看,其弊端已經(jīng)非常明顯了。一臺壓彎還要考慮側(cè)傾角度的引擎,一臺越野還要考慮車體寬度的引擎真的是一臺好引擎么?但對于BMW來說,放棄了水平對置引擎,就等于親手葬送了自己的過去,而連精神圖騰都能夠被放棄的品牌,又如何配得上擁有未來呢?所以我們看到BMW的工程師在日以繼夜的改造著這臺1170cc的水平對置雙缸引擎,努力提高著它的性能,而結(jié)果也是有目共睹的,R1200系列無論是拉力車還是巡航車,在世界范圍內(nèi)均可以說是極其成功的一款產(chǎn)品系列。 同樣的道理還能夠延伸到汽車領(lǐng)域,保時捷911那后置引擎的傳統(tǒng),在如今看來是那么的不先進不理智。我們暫時拋開引擎散熱問題不講,就說從車輛動態(tài)來說,將整車重心都集中在車尾,車子在過彎時就像一個頭輕腳重的“勺子”一樣,這種加大慣性的設(shè)計真的好么?后置引擎帶來的狹窄空間,以至于911系列至今無法容納一臺8缸引擎的存在只能無限的用渦輪來壓榨動力真的理智么? 對于這些大廠來說,它們都清楚隨著時代的進步,材料科學(xué)和整車設(shè)計理念的更新?lián)Q代,有些在當(dāng)年看起來非常完美的設(shè)計,慢慢就變得落伍并行將就木了。但為什么還要執(zhí)著的堅持著并不停改進著那些看上去無用甚至近乎愚蠢的設(shè)計呢? 當(dāng)你真正駕駛過后置引擎的911,真正駕馭過DESMO氣門的杜卡迪,真正擁有過水平對置引擎的BMW R1200系列之后,你心里自會有個答案。如果杜卡迪放棄了DESMO機構(gòu),如果911離開了后置引擎,如果BMW淘汰了R1200系列,那么,它們,還是我們心中最原本最美好的樣子么?還是那個散發(fā)著光芒的品牌么?它們與那些只會趨炎附勢的日系品牌,還有什么不同呢?與哪些見錢眼開見利忘本的品牌還有著什么本質(zhì)的區(qū)別呢?孰輕孰重,各位心里自會有桿秤吧。
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