Технологии MotoGP: Все секреты Yamaha YZR-M1 — Эволюция развития с 2004 по 2010 в деталях — ruru24.ru

МОТОГОНКИ.РУ, 3 марта 2021 — Продолжение истории проекта Yamaha Mission One в деталях — читайте: часть 1-ая. И не переключайтесь, 3-я часть будет еще интересней!

Когда технологии опередили свое время

Как узнали создатели по ходу сезона 2003 года, предпосылкой, по которой пилоты не могли воплотить потенциал мотора, стала его… высочайшая, но плохо контролировавшаяся мощность: в 2003 году стендовые тесты моторов показывали характеристики, близкие к 240 л.с. Удалось достигнуть и достаточной надежности, потому всем было ясно, что «гонка моторов» на этом не остановится, и соперники будут стремиться к поиску наиболее больших характеристик. Масао Фурусава сообразил предпосылки заморочек свои пилотов в самом начале сезона-2003, но решающие конфигурации удалось внести лишь в совсем новейший макет, с которым Валентино Росси в итоге брал 1-ый титул YZR-M1 в новой истории MotoGP.

Эволюция мотора Yamaha YZR-M1 с 2003 по 2006 год:

Так как в 2003 году электроники, контролирующей вращающий момент и проскальзывание заднего колеса еще не было, перед инженерами стояла нетривиальная задачка. Понижение верхнего предела оборотов означало утрату пика мощности и скорости. С учетом повсевременно возрастающей производительности, это не было решением. Но можно было достигнуть наиболее плавной работы мотора в целом и улучшения черт передачи момента на заднее колесо через улучшение геометрии шасси.

Вначале, движок 0WM1 моделей 2002 и 2003 года был обустроен головкой блока с 5-ю клапанами на цилиндр, три из которых работали на впуск, а два на выпуск. В проекте у Фурусавы были и совершенно фантастические макеты с 7-ю клапанами на цилиндр. Вот фото из музея Yamaha 1-го из таковых прототипов, так и не ставших рабочей моделью:

7-клапанный тестовый макет

Повышение количества клапанов дозволяло понизить габариты и вес всякого из их, таковым образом, уменьшив инерцию, обеспечить наиболее высшую рабочую частоту и производительность газообмена — и достигнуть увеличения мощности мотора. К слову сказать, 5-клапанная головка мотора из R&D Yamaha Racing перешла в серийную продукцию и стала неотъемлемой частью культового в Европе дрэгстера Yamaha FZ750.

Но в YZR-M1 она… не прижилась! Фурусава принял решение возвратиться к использованию 4-клапанной головки, что здесь же принесло положительные результаты. К слову, ведь и в супербайке YZF-R1 также использовалась 5-клапанная схема, замененная на 4-клапанную в 2007 году — это следствие результатов MotoGP, также результат исследовательских работ, который провела команда Масао Фурусавы.

Движок Yamaha YZR-M1

Сейчас, когда во всех макетах MotoGP употребляется разработка пневматического привода клапанного механизма, наиболее четкая и отлично контролируемая, 5-клапанная схема оправдана. Но в 2002 году создатели Yamaha уперлись в физические границы незапятанной механики.

Еще одна деталь, которую изучили целый год, в данной нам истории сыграла решающую роль — речь о турбулентности потока топливо-воздушной консистенции в камере сгорания. При подаче консистенции постоянно есть мощная турбулентность, другими словами «струя» образует ниспадающий вихрь, закручивающийся по часовой стрелке. Во времена использования карбюраторов (в 2002 году) буквально надзирать свойство консистенции было нереально, поэтому что воздух и бензин смешивались уже в камере сгорания. В 5-клапанной схеме средний из 3-х впускных клапанов отвечал за приток воздуха, два последних — горючего. На больших оборотах воздушный поток был так мощным, что нарушал структуру вихрей, создаваемых топливной консистенцией, и само смешивание происходило неравномерно.

Схема деяния 3-клапанного впуска в камере сгорания

Соответственно, свойство сгорания и производительность мотора понижались. Первым шагом решения вопросца был переход к инжекторной системе питания в 2003. Но это не позволило вполне совладать с ситуацией. Вариантов было два: поменять поперечникы клапанов для сотворения равновесной системы, или отрешиться от 1-го из клапанов, создав равноправную — равновесную систему формирования консистенции.

Как растолковал позднее управляющий группы разработки мотора YZR-M1 Кимихико Китикава, 5-клапанная схема переставала работать отлично уже на 15000 о./мин.: «Разработка привода клапанов, которую мы тогда применяли, просто не успевала отрабатывать. Мы уже ввели возможность выбора одной из 2-ух карт зажигания, но программирование системы контроля за клапанами и свойства консистенции [в инжекторах] для 5-клапанной головки в значимой степени усложняло проект. При 4 клапанах мы достигнули фуррора весьма стремительно» — говорил Китикава-сан.

Crossplane — реальная революция в двигателестроении

Плюс, в 2004 году в движок YZR-M1 была внесена одна значимая инновация, которую сейчас употребляют фактически всюду — это поперечный коленчатый вал (crossplane crankshaft), с помощью которого свойства мотора одномоментно удалось сгладить.

Схема деяния поперечного коленчатого вала (crossplane crankshaft)

Сущность crossplane в разнесении вала на 4 секции, любая из которых повернута на 90°, таковым образом пары поршней балансируют колебания друг дружку без утраты производительности. Это дозволяет играться с порядком инициации зажигания в цилиндрах, с чем в следующие годы инженеры Yamaha «наигрались» вволю.

До этого всего, выравнивание свойства вышло поэтому, что существенно снизился эффект так именуемого «инерционного вращающего момента», когда поршень может подгонять (либо напротив, тормозить) коленчатый вал. Валентино Росси испытал движок на тестах в Сепанге в феврале 2004 года, опосля чего же именовал освеженный YZR-M1 не по другому как «потрясающим».

Реализация поперечного коленчатого вала (crossplane crankshaft) на Yamaha YZF-R1, подобная YZR-M1

В дополнение ко почти всем изменениям в геометрии рамы и маятника, установка поперечного коленвала решила фактически вполне делему неуверенности пилотов и безконтрольного срыва заднего колеса. Это позволило плавненько нарастить мощность 990-кубового мотора YZR-M1 до 250 л.с., а Фурусава наиболее плотно занялся доработкой шасси.

В поисках эталона

Целью на последующие два года было — сделать лучшую геометрию и развесовку для безупречного корнеринга. Эти разработки и привели Yamaha к преобладанию в MotoGP на долгие годы.

Шасси Yamaha YZR-M1 2003 года (с 5-клапанным движком)

Невзирая на удлинение маятника в 2004 году, колесная база модели 2005 года стала… короче, что позволило повысить юркость макета и сделать лучше поворачиваемость. Инженеры Yamaha еще более сместили движок в раме к управляющий колонке, сделав саму раму более компактно и короче практически на 70 мм. Таковым образом, длиннющий маятник стал крепиться еще поближе к центру тяжести байка. Доп доработки были произведены по ходу сезона, по этому на тестах в Брно Росси опробовал наилучший из всех существовавших M1 с движком 990 куб.см.

Без колебаний, Yamaha YZR-M1 (0WP4) поколения 2005 года считается более удачным макетом Фурусавы с момента прихода его на роль фаворита проекта Mission One

Попытка поменять свойства YZR-M1 в 2006, перед переходом MotoGP на 800-кубовые моторы привела разрабов к беде. Решив вынудить мотор вертеться до 17000 о./мин., чтоб достигнуть мощности 260 л.с., инженеры Yamaha сделали мотор наиболее короткоходным — прирастили поперечник цилиндра с одновременным уменьшением хода поршня. Но это нарушило стабильность шасси, так что Валентино Росси весь сезон сетовал на чаттеринг (маленькие, высокочастотные вибрации шасси, которые заносят дискомфорт и лишают пилота убежденности). Решить делему вполне не удалось, невзирая на замену покрышек с Michelin на Bridgestone. В итоге, Росси не удалось защитить титул — странноватое падение на самой крайней гонке сезона в Валенсии лишило его нескольких ценных очков, которые подобрал Ники Хейден из Repsol Honda.

Шасси Yamaha YZR-M1 2006 года

Последующие конфигурации в шасси шли, в большей степени, по программке, заложенной в 2004-2005: опосля перехода на 800-кубовые движки создатели Yamaha продолжили играться с 3-мя показателями жесткости — продольной, вертикальной и жесткости на скручивание. И чем далее развивалась управляющая электроника, а уменьшенные на 20% в объеме движки становились все сильнее (вопреки ожиданиям FIM), тем важнее становились конкретно характеристики гибкости шасси.

Если брать за точку отсчета YZR-M1 2004 года, то к 2010 году продольную твердость снизили практически на 30%. Твердость на скручивание поначалу снижали на 10-15%, но потом повысили на 25%. В конце концов, чтоб понизить эффект wheelie от нелинейного (очень резкого) роста мощности и момента «нервного» 800-кубового мотора, раме и маятнику «дозволили» прогибаться на 20% активней, чем во времена наиболее линейных характеристик 990-кубовых движков:

До 2011 года Yamaha сохранила концепт рамы 2006 года фактически без конфигураций.

Эпоха управляющей электроники

Чтоб восполнить утраты мощности и скорости от срезания 200 куб.см., производителям пришлось поднять красноватую зону оборотов. В случае с Yamaha YZR-M1 в модели 2007 года это означало +500 о./мин., но потом пришлось добавить еще.

И тут уже никто не мог обойтись без электрических компонент, наименования которых мы сейчас знаем назубок, так как они есть фактически во всех современных байках:

Ride-by-wire либо бесконтактная ручка «газа» — нужный элемент в системе с управляемыми электроникой дроссельными заслонками, когда пилот не имеет прямой (твердой) связи с дросселем средством гибкого железного кабеля: открытием и закрытием дроссельных заслонок управляет блок ECU средством точнейших сервоприводов.

Traction Control — контроль вращающего момента и передачи мощности на заднее колесо средством определения момента начала срыва заднего колеса. Сначала, все работало на сопоставлении характеристик скорости вращения фронтального и заднего колеса с учетом погрешности и известного допуска (заднее колесо постоянно вращается немножко резвее). На данный момент контроль осуществляется методом сложного расчета на базе данных м инерционной платформы (IMU) — убыстрения, положения байка в пространстве, динамику движения, плюс, сопоставление характеристик за определенный просвет времени.

Engine Brake — контроль торможения движком, другими словами внедрение инерции мотора для замедления заднего колеса, что дозволяет тормозить плавнее и эффективнее совместно с брутальным торможением фронтальным колесом. Контроль вовлеченности EB осуществляется за счет электронно управляемой жесткости проскальзывающего сцепления, конфигурации либо отключения зажигания и питания. Также, для предотвращения блокировки мотора при не очень осторожном снижении передачи активизируется автоматическая перегазовка (blip).

Launch Control — система контроля за переизбытком вращающего момента при старте с места. Основная мысль в том, чтоб отдать пилоту возможность не думать о том, как обширно открыта ручка «газа», а обеспечить ему очень плавный и действенный старт без риска сорваться в wheelie. Контроль за ростом момента производит ECU, уровень открытия дроссельных заслонов обеспечивают сервоприводы — ручка «газа» обычно в этот момент открыта вполне. Режим LC автоматом отключается при первом торможении либо выжиме сцепления.

Wheelie Control — система, определяющая лишний рост вращающего момента, который приводит к смещению центра приложения усилий (от центра тяжести байка — к оси заднего колеса). При таком смещении пропадает баланс в шасси, и байк начинает вроде бы вращаться вокруг заднего колеса. Это приводит к большущему перерасходу мощности и потере эффективности в динамике убыстрения. WC обрубает зажигание либо понижает количество горючего, чтоб снизить вращающий момент до применимого уровня. В расчет берутся характеристики IMU.

Валентино Росси, Yamaha YZR-M1 (2006), Гран-При Франции

Все эти системы были вполне внедрены и опробованы в YZR-M1 2006 года, а в протяжении последующих 5 лет совершенствовались.

Победа скрыта в мелких деталях

800-кубовый движок YZR-M1 2007 года оказался хорошим и довольно надежным, свойства шасси фактически не поменялись (другими словами были потрясающими по-умолчанию). Но одна принципиальная поправка в регламент MotoGP оказала воздействие на итоги сезона — это уменьшение бензобаков до 21 л. Беря во внимание это, инженерам пришлось вести разработку, оглядываясь на эффективность всей системы. Маленькое преимущество Ducati GP07 позволило Кейси Стоунеру бросить Yamaha без титула: мотор Desmosedici оказался лучше оптимизирован, имел наименьшее внутреннее сопротивление в ЦПГ и, как следствие, обеспечил наиболее экономную работу. Другими словами, там, где Валентино Росси приходилось переключаться в «ECO Mode» системы питания, Стоунер продолжал поджарить в полную силу.

Кейси Стоунер и Ducati отобрали титулы у Yamaha в 2007 году

Выводы командой Масао Фурусавы были изготовлены немедленно, и на тестах в Брно Росси получил новейший движок, который показал наилучшие свойства и был взят за базу модели 2008 года. Ввести его в 2007 пробовали уже в Сан-Марино, и Росси обновление принесло победу на Гран-При Португалии, но догнать Стоунера было уже нереально.

Зато в 2008 и 2009 YZR-M1 выстрелил. До этого всего, мощность мотора 0WS5 подняли на 10% за счет полной оптимизации всей системы. Ставшая новеньким трендом MotoGP система пневматического привода клапанного механизма повсевременно совершенствовалась, и в 2008 ее удалось облегчить сходу на 40%. Дизайн ЦПГ был усовершенствован (поперечник цилиндра некординально прирастили, поменялся дизайн поршней и маслосъемных колец), что позволило понизить издержки на трении на 14%.

Валентино Росси выигрывает собственный 9-й мировой титул на Yamaha YZR-M1 (2009), Гран-При Малайзии

Росси выиграл собственный 8-й и 9-й мировые титулы — оба досрочно. А в 2010 знамя Yamaha опосля травмы Росси через чемпионат гордо пронес Хорхе Лоренцо.

Все три сезона принесли Yamaha «тройные короны», но также и некое разочарование. В конце 2010 года трения меж Валентино Росси и Хорхе Лоренцо достигнули критичной отметки, что привело к чувственному уходу Росси в Ducati. Не считая этого, на волне напряжения решил выйти в отставку и Масао Фурусава. Фаворит проекта мог остаться в компании еще на 3 года, но без Росси он не лицезрел смысла продолжать эту работу.

Куити Тсудзи, фаворит проекта Yamaha Mission One с 2010 по 2019

Новеньким фаворитом проекта Mission One был назначен ближний соратник Фурусавы, ведущий разраб Куити Тсудзи.

Завтра: Куити Тсудзи ведает о потаенных моментах сотворения YZR-M1

1-ая часть: Mission One как борьба за пространство под солнцем.

Источник: motogonki.ru