[Що це таке?] Відрізняється від 180 або 270 градусів! Які переваги унікального "колінчастого вала з кутом 135 градусів" BMW F450GS?

BMW нещодавно розробила паралельний двоциліндровий двигун для F450GS, який має "колінчастий вал з фазовим зміщенням 135 градусів" як свою найвизначнішу характеристику, унікальну серед серійних мотоциклів. Чим він відрізняється від колінчастих валів з кутом 270 або 180 градусів, які зараз є мейнстрімом для паралельних двоциліндрових двигунів, і які інновації він приносить? Ця стаття надасть детальне пояснення.

Колінчастий вал з кутом 135 градусів забезпечує унікальний звук і відчуття

Останніми роками колінчастий вал з кутом 270 градусів став стандартом для паралельних двоциліндрових двигунів, забезпечуючи пульсуюче відчуття та крутний момент, подібний до V-подібного двигуна з кутом 90 градусів. Він широко використовується в таких моделях, як Honda Africa Twin/NC750X, серія Yamaha MT-07, серія Suzuki GSX-8, серія BMW F900/800 та серія Triumph Bonneville. Він особливо домінує в середньоваговому класі (400-800 куб. см).

На тлі цієї тенденції BMW представила абсолютно новий паралельний двоциліндровий двигун з колінчастим валом з кутом 135 градусів у F450GS. Це перший випадок використання колінчастого вала з кутом 135 градусів у серійному мотоциклі.

Новий F450GS, з поставками в країні, що розпочнуться у вересні. Його легкий і компактний корпус вагою 178 кг, потужність 48 к.с. і ціновий діапазон від 961 000 ієн є привабливими.

Новий F450GS оснащений паралельним двоциліндровим двигуном DOHC об'ємом 420 куб. см з колінчастим валом з кутом 135 градусів. Дизайн розроблено BMW, а виробництвом займається TVS в Індії.

Порівняння конкурентів в класі близько 400 куб. см (за матеріалами BMW). Колінчастий вал з кутом 135 градусів є унікальним, а потужність еквівалентна або перевищує показники конкурентів.

Перш за все, що таке "колінчастий вал з фазовим зміщенням"? У багатоциліндровому двигуні це стосується колінчастого вала, де положення шатунної шийки зміщене (зсунуте) на колінчастому валу. Це дозволяє змінювати час запалювання кожного циліндра, суттєво змінюючи пульсуюче відчуття двигуна та відчуття відштовхування шини від дороги (зчеплення).

Частина колінчастого вала, до якої кріпиться шатун, – це шатунна шийка. F450GS прагне до відчуттів, відмінних як від колінчастих валів з кутом 270, так і з кутом 180 градусів, зміщуючи її на 135 градусів.

Найбільша перевага колінчастого вала з кутом 135 градусів – це його унікальний звук і відчуття.

Коли циліндр №1 знаходиться у верхній мертвій точці (ВМТ), шатунна шийка циліндра №2 зміщена на 135 градусів. Циліндр №2 запалюється через короткий проміжок часу (225 градусів) після циліндра №1, а потім настає відносно довга пауза (495 градусів) до наступного моменту запалювання.

Час запалювання колінчастого вала з кутом 135 градусів. Циліндр №2 запалюється через 225 градусів після циліндра №1, а потім циліндр №1 знову запалюється через 495 градусів. Якщо виразити звуконаслідуванням, це може бути схоже на "Додо... Додо..."

Натомість, колінчастий вал з кутом 270 градусів, з шатунною шийкою, зміщеною на 270 градусів, запалює циліндр №2 через 270 градусів після запалювання циліндра №1. Циліндр №1 потім запалюється знову через 450 градусів обертання колінчастого вала. Звуконаслідування може бути "Додд... Додд..." (Діаграма з презентації Honda NC700S/X. Те саме стосується нижче.)

Іншими словами, колінчастий вал з кутом 135 градусів генерує крутний момент безперервно протягом коротшого періоду, ніж колінчастий вал з кутом 270 градусів, з довшими інтервалами між імпульсами крутного моменту, що призводить до більш нерегулярного часу запалювання. Це створює глибокий, грубий звук і полегшує зчеплення задньої шини, покращуючи керованість на бездоріжжі або слизьких поверхнях.

BMW описує звук колінчастого вала з кутом 135 градусів як "унікальний нерівномірний вихлопний звук". Вони також зазначають: "Він має тон, проміжний між V-подібним двигуном з кутом 90 градусів (наприклад, Ducati) і V-подібним двигуном з кутом 45 градусів (наприклад, Harley-Davidson), але він не повністю відповідає жодному з них. Він створює більш "нерівномірне" і грубе враження, ніж колінчастий вал з кутом 270 градусів".

Поєднує сильні сторони колінчастих валів з кутом 270 і 180 градусів

Колінчастий вал з кутом 135 градусів забезпечує пульсуюче відчуття в діапазоні низьких і середніх обертів, подібне до колінчастого вала з кутом 270 градусів, а також забезпечує плавне прискорення до вищих обертів, характерне для колінчастого вала з кутом 180 градусів.

Колінчастий вал з кутом 270 градусів відомий своїм відчуттям крутного моменту, подібним до V-подібного двигуна, що "докодоко" (гуркоче) в усьому діапазоні обертів. Інтервал згоряння такий самий, як у V-подібного двигуна з кутом 90 градусів. Паралельні двоциліндрові двигуни з колінчастими валами з кутом 270 градусів спочатку були розроблені для досягнення пульсуючого відчуття та характеристик зчеплення V-подібного двигуна з кутом 90 градусів.

Колінчастий вал з кутом 180 градусів поширений у спортивних моделях, використовується в таких мотоциклах, як Kawasaki Ninja 650/Z650RS, Ninja 250, Yamaha YZF-R25/R3, Honda CBR250RR та CBR400R/NX400. З шатунною шийкою, зміщеною на 180 градусів, два поршні рухаються вгору і вниз по черзі, скасовуючи первинні вібрації (вертикальні вібрації) і дозволяючи двигуну плавно набирати високі оберти.

Колінчастий вал з кутом 180 градусів з шатунною шийкою, зміщеною на 180 градусів, запалює циліндр №2 через 180 градусів після запалювання циліндра №1. Він запалюється знову кожні 720 градусів.

Колінчастий вал з кутом 135 градусів має один інтервал запалювання "225 градусів", що близько до "270 градусів" колінчастого вала з кутом 270 градусів, забезпечуючи пульсуюче відчуття, подібне до колінчастого вала з кутом 270 градусів, на низьких обертах. Інший інтервал, "495 градусів", близький до "540 градусів" колінчастого вала з кутом 180 градусів, що призводить до плавного прискорення та високочастотного звуку на високих обертах, подібного до колінчастого вала з кутом 180 градусів. Він справді пропонує найкраще з обох світів колінчастих валів з кутом 270 і 180 градусів.

Враження також включають пульсуюче відчуття, близьке до колінчастого вала з кутом 270 градусів, і відчуття обертання, що нагадує колінчастий вал з кутом 180 градусів. https://news.webike.net/motorcycle/527664/

До речі, колінчастий вал з кутом 360 градусів зі зміщенням шатунної шийки на 360 градусів (який також можна вважати зміщенням на 0 градусів) забезпечує рівномірне запалювання кожні 360 градусів (один оберт) колінчастого вала, забезпечуючи стабільний крутний момент і пульсацію з низьких обертів. Поточні моделі включають Kawasaki W800, Yamaha TMAX та нещодавно зняті з виробництва Harley X350/X500.

Привабливість одного балансувального вала, що дозволяє зменшити вагу двигуна

Колінчастий вал з кутом 135 градусів дозволяє спростити балансувальний вал, що також є перевагою для зменшення ваги двигуна. Хоча перевагою колінчастого вала з кутом 270 градусів є його здатність компенсувати інерційний крутний момент (крутний момент, що генерується зворотно-поступальним рухом поршня, який не є бажаним для водія), він може вимагати кількох важких балансувальних валів для придушення вібрацій розгойдування двигуна (обертальних вібрацій).

Натомість, колінчастий вал з кутом 135 градусів може компенсувати неприємні первинні вібрації за допомогою простої конструкції з одним балансувальним валом. Це дозволяє зменшити вагу двигуна. Вага силового агрегату F450GS становить надзвичайно низькі 41,5 кг.

Вібрації від зміщення колінчастого вала компенсуються простим балансувальним валом, керованим шестернею. Він пригнічує неприємні вібрації, зберігаючи приємне пульсуюче відчуття.

Колись існував V-подібний двигун з "інтервалом запалювання 135 градусів"!

Хоча паралельний двоциліндровий двигун з колінчастим валом з кутом 135 градусів є новинкою для F450GS, сам "інтервал запалювання 135 градусів" був практично використаний у V-подібних двигунах Honda у 1980-х роках.

Це було досягнуто шляхом поєднання V-подібного двигуна з кутом 45 градусів і колінчастого вала з кутом 90 градусів, який використовувався в таких моделях, як XLV750R. Теоретично, рух поршня та інтервал запалювання такі ж, як у колінчастого вала з кутом 135 градусів.

Honda XLV750R (дебютувала в 1983 році) був великим позашляховим мотоциклом, розробленим для ралі Париж-Дакар. Pacific Coast (дебютував у 1989 році), преміальний круїзер, також мав подібний двигун.

Метою його використання було теоретично усунути первинні вібрації без необхідності балансувального вала. Однак він був занадто плавним і не користувався популярністю, що призвело до його припинення. Намір, що стояв за цим, був зовсім іншим, ніж у нинішнього підходу BMW.

Якщо б ми хотіли вказати на якісь недоліки...

Якщо б ми хотіли вказати на якісь недоліки колінчастого вала з кутом 135 градусів, то це те, що колінчастий вал з кутом 270 градусів має кращу тягу на надзвичайно низьких обертах. Колінчастий вал з кутом 135 градусів має коротший інтервал між одним запалюванням (від 0 до 225 градусів) порівняно з колінчастим валом з кутом 270 градусів (від 0 до 270 градусів). Хоча колінчастий вал з кутом 135 градусів все ще керований на дуже низьких обертах, де він може відчуватися як заглохлий, колінчастий вал з кутом 270 градусів, ймовірно, тримався б трохи довше.

Крім того, вибір додаткових глушників навряд чи швидко збільшиться. Глобальний ринок двоциліндрових двигунів домінує колінчастими валами з кутом 270 градусів. Оскільки колінчастий вал з кутом 135 градусів наразі ексклюзивний для F450GS, існує обмежений досвід розробки, і дуже ймовірно, що знадобиться час, перш ніж з'являться додаткові кастомні глушники, або їх вибір буде обмеженим.

Однак колінчастий вал з кутом 135 градусів пропонує численні переваги, які значно переважають ці недоліки. Він поєднує в собі сильні сторони як колінчастих валів з кутом 270, так і 180 градусів, маючи справді перехресні переваги. Ми з нетерпінням чекаємо на його майбутній розвиток та потенціал для похідних моделей.

※ Натисніть тут, щоб прочитати ексклюзивну статтю про майбутній розвиток BMW F450GS!

BMW також випустила "колінчастий вал з кутом 315 градусів" у 2012 році! Husqvarna Nuda 900/R того часу мав його, з основою двигуна, що походить від паралельного двоциліндрового двигуна, який використовувався в F650/800GS. (Фото з спільноти Webike)

Перейти до галереї  (12)