前情提要:其实我没想谈这么多有关GPR的话题,但在前几天提到GPR的车架时,我发现有一部分摩友似乎对铝合金车架的构成与材质都存在一系列偏执,比如铸铝就是垃圾、锻铝才是王道……
当然我对车架没有执念,只要骑着还行,双腿能舒服的夹持住油箱,我就觉得车架没问题,直到看到部分摩友对于铸铝和锻铝存在认识上的分歧,我才去仔细了解了一下摩托车铝合金车架的资料,有了一些收获。
正巧网上没有这方面的文章/视频,所以今天粗浅地和大家分享一下我所知道的、有关铝合金车架的组成和发展。如有说的不到位的地方,还请各位大佬帮忙指正,欧耶菌本菌在此抱拳了。
铝合金车架从出现到现在大致出现过以下五种样式。
1、铝板焊接式车架。
1965年前后,来自西班牙的OSSA开始研究一种新型的车架结构,这种结构与VESPA和兰美达那种铁皮羊很像,翻译过来的名称叫做硬壳式车架。
在研发早期,OSSA的工程师使用铝合金板材作为车架的主体结构,后期改为航空镁合金板材,后者更轻,能帮助车辆获得更高的推重比,但这些车架都是由板材焊接而来的,和铸造、锻造无关。
可惜OSSA的赛车手在曼岛TT参赛过程中意外去世,该团队因此解散,这种车架结构也没能得到传承。直到1975年前后,川崎在MOTO GP的赛车KR500上再次使用了类似构造。
虽然川崎在MOTO GP上使用了铝制焊接式硬壳车架,但KR500并未因此在赛事中斩获冠军,铝制硬壳车架自1982年后就逐渐边缘化,不过这种由铝板构筑车架的形式并没有失传,后期雅马哈在自家的YZR系列车型上也用过由铝板焊接作为主体结构的双翼梁车架。
只是随着工艺的进步,铸造车架无论是轻量化、强度、还是工序都比铝板焊接式双翼梁车架更好,时代一进步,铝板焊接的车架结构也就翻篇了。
(雅马哈当家的DELTABOX不止有铝合金,还有铁的)
至于铝制一体式硬壳车架的后续……
2000年日系旅行车混战,川崎在自家的ZX-12R上再度搭载了这种硬壳式车架。和最初的板材焊接式车架相比,ZX-12R所用的已经是铸造式硬壳车架了,车架分成几个部件,采用不同工艺铸造而成,最后再焊接到一起。时至今日这也是一种极为少见的车架结构,目前只有杜卡迪和川崎使用。
2、铝管焊接式车架。
铝管焊接式车架也是GP下放到民用的配置,部分日媒认为掀起这场铝制车架浪潮的车型为铃木的RG250Γ,可实际上自1983年开始,大部分日系车都开始自发使用这种由铝管焊接成型的摇篮式车架,和传统钢管式车架比,铝管焊接成型的车架可有效减重40%的车架质量,同时还能维持出色的操控性。
随着竞争的加剧,日系厂商除了发展铝管焊接成型的摇篮式车架外,以铃木和本田为首的车企还推出了一种进阶版摇篮式车架,也就是铝合金双翼梁车架。
这里我们穿插一个问题,你觉得这个车架的双翼梁部分是锻造的吗?
公布答案:这是由铝合金拉拔成型的车架。
拉拔是一种金属处理工艺,说实话我也不理解铃木是怎么运用拉拔工艺制造车架,但铃木官网确实是这么描述的。与之相似的金属加工工艺还有挤压,比如80-90年代的铝合金后平叉多采用挤压工艺,将铝合金挤压成型材后再进行焊接。
(图为铝合金挤压式后平叉)
本田NSR的目字形车架也是通过挤压铝合金的方式形成目字形的中空断面,强度和逼格都很高。
随着两冲的落幕和日系车企在成本方面的缩减,90年代后的小排量车型上我们基本看不到铝合金车架了,无论是铝材挤压的、铝管焊接的、或者是铝板焊接的。目前在量产车上只有铃木还在使用挤压成型的铝合金双翼梁车架,比如DL650。
当然中途铃木还坚持了几年铝管编织车架,但……,最后还是钢管编织更胜一筹。
3、铝制铸造车架。
铸造这个加工概念其实一直都存在于摩托车车架中,无论是我们上文提到的铝管焊接也好,铝板焊接也罢,他们的龙头和主车架尾部一般都是铸造成型的,只有中部的双翼梁部分采用挤压成型。
随着摩托车排量的增大和企业对操控的高要求,双翼梁车架的翼梁也要针对结构进行优化,比如某些地方薄一些,某些地方厚一些,然而这些要求是挤压成型的制造工艺无法满足的,因此部分厂家的车架开始进入整体铸造时代。
目前的车架铸造主要分为多个流派,比如雅马哈研究的是高压铸造,特点是铸造精度更高,成型产品更薄,重量也会更轻。无需焊接也意味着它的工序也更少,外观也更加美观。
除了高压铸造外,还有低压铸造和重力铸造等等,这些铸造方式共同构成了我们目前常见的铝合金车架。
(本田新火刃采用的就是重力铸造的车架)
(川崎用的是压铸,但不确定是什么压铸方式)
4、铝制锻造车架。
终于说到这个让我感到怨念的锻造车架了!首先可以肯定,在摩托车上一定存在着锻造车架,但是真正使用锻造工艺的厂家实在是凤毛麟角,目前只有铃木公开承认在隼的车架上使用了锻造部件。
除铃木外,我没有发现还有谁家的量产仿赛、街车、说自己的车架和锻造二字有关。
锻造车架的大规模使用只在越野和GP赛事上出现过。
首先是越野,雅马哈是较早在越野车上使用锻造车架的厂家,但此锻造指的并不是车架整体锻打,而是把部分经过锻打的零件,焊接在车架上,锻造件和铸造件共同构成车架的整体。
(2002年YZ250的车架结构)
而在GP赛事中,我们以MOTO3举例,赛事团队首先先计算出自己需要的车架尺寸和规格。
随后用车床将经过锻打的铝锭,切削出他所需要的零件,比如车架的龙头,双翼梁等零件。
等零件切削完毕后,用夹具固定住这些零件,采用手工焊接的方式,将车架焊接成型。
焊接好的车架就是上图的样子,精修一下就可以装车参加比赛了。
总结:
关于铝合金车架的构成大致就是这个样子,目前国内在量产车上大范围使用铝合金车架的,也就是宗申阿普利亚和杰迪,作为中国摩圈在铝合金材料上的先驱者,我仅代表个人,希望大家的铝合金研发能做到越来越好。
但从极端可靠的情况来说,铝合金一体成型的优势并不是大家期盼的那种坚不可摧,而是在轻量化的基础上,保障一定强度下的坚固耐用。诚然锻造铝可以做到极端坚固,但从成本和研发角度来说,目前并没有哪家厂商在中低端车型上使用这项技术,铸造铝合金车架仍是目前的主流车架形式。
所以与其期待锻造铝,我们不如把目光放在碳纤维身上更靠谱一些(手动狗头)。那么今天的内容就到这里,我们下期再见!
PS:
下期我准备写鑫源的RFVC气缸结构,咱们来聊聊为什么单缸发动机要配备两个排气管?