{$te}
Рама Desmo450
Как можно заметить, рама представляет собой обычную сварную алюминиевую конструкцию, которая компактно обходит одноцилиндровый двигатель Desmo на пути от оси маятника к рулевой колонке. Почему используется алюминий, если он в три раза легче стали и в три раза менее жесткий? В чем же преимущество?
Мы знаем, что жесткость трубы увеличивается очень быстро с увеличением диаметра, однако если мы пытаемся сэкономить вес, увеличивая диаметр стальных труб, то их стенки становятся настолько тонкими, что сопротивление прогибу оказывается недостаточным. Также возникает проблема с передачей сосредоточенных нагрузок (крепления двигателя, рулевая колонка, ось маятника) в очень тонкие стальные трубы. Местные усиливающие элементы и накладки, которые это требует, убивают любые потенциальные экономии в весе.
Здесь алюминий предлагает преимущество: с тем же весом на фут как у очень тонкой стальной трубы, стенка алюминиевой трубы может быть в три раза толще, что значительно увеличивает сопротивление прогибу. Это и есть причина современной замены стали на алюминий в мотоциклетных рамах — включая эту модель.
Структуры самолетов являются высшей формой применения этих принципов: фюзеляж представляет собой тонкостенную трубу большого диаметра. Это делает его высокоэффективным с точки зрения веса, необходимого для достижения заданной жесткости.
Как можно заметить, рама представляет собой обычную сварную алюминиевую конструкцию, которая компактно обходит одноцилиндровый двигатель Desmo на пути от оси маятника к рулевой колонке. Почему используется алюминий, если он в три раза легче стали и в три раза менее жесткий? В чем же преимущество?
Мы знаем, что жесткость трубы увеличивается очень быстро с увеличением диаметра, однако если мы пытаемся сэкономить вес, увеличивая диаметр стальных труб, то их стенки становятся настолько тонкими, что сопротивление прогибу оказывается недостаточным. Также возникает проблема с передачей сосредоточенных нагрузок (крепления двигателя, рулевая колонка, ось маятника) в очень тонкие стальные трубы. Местные усиливающие элементы и накладки, которые это требует, убивают любые потенциальные экономии в весе.
Здесь алюминий предлагает преимущество: с тем же весом на фут как у очень тонкой стальной трубы, стенка алюминиевой трубы может быть в три раза толще, что значительно увеличивает сопротивление прогибу. Это и есть причина современной замены стали на алюминий в мотоциклетных рамах — включая эту модель.
Структуры самолетов являются высшей формой применения этих принципов: фюзеляж представляет собой тонкостенную трубу большого диаметра. Это делает его высокоэффективным с точки зрения веса, необходимого для достижения заданной жесткости.
Двигатель мотокросса Ducati Desmo
Вопрос, который волнует всех, заключается в том, как Ducati использует свою уникальную систему прямого, безпружинного управления клапанами ("десмодромная"), чтобы получить преимущество в производительности. В этой системе каждый клапан открывается традиционным образом с помощью кулачка и пальцевого толкателя, но закрывается не пружиной, а вторым кулачком, который управляет L-образным закрывающим рычагом, который активно притягивает клапан к седлу. Поскольку Ducati пришла на этот рынок позже других, у нее есть возможность изучить лучшие решения других производителей и, возможно, выявить области, в которых компания из Болоньи может их улучшить.
Иногда свежий взгляд оказывается лучше многолетнего опыта!
Иллюстрация десмодромной работы клапанов Ducati
Это иллюстрация десмодромной работы клапанов из классических двигателей Ducati с двумя клапанами на цилиндр (четыре клапана теоретически идентичны). Кулачок 1 открывает клапан, а кулачок 2 закрывает его. Легкие "вспомогательные" пружины едва видны — витки можно увидеть на нижнем валу ближе к рычагу. Это помогает при запуске и на холостом ходу, удерживая клапан более плотно на седле.
Тенденция к созданию двигателей с мощными и широкими диапазонами мощности заключается в сокращении времени открытия клапанов и увеличении их подъема. В MotoGP Ducati продемонстрировала, что может делать это не хуже своих конкурентов с пневматическими пружинами. Это означает, что клапаны поднимаются выше, чем раньше, за меньшее время — то есть на более высоких уровнях ускорения. Именно здесь ограничения стальных пружин негативно сказываются на производительности.
В 2006 году конструкторы, которые начали в MotoGP с традиционными стальными пружинами клапанов, были вынуждены заменить их на пневматические системы. Чтобы заставить стальные пружины выполнять свою работу, им приходилось увеличивать рабочее напряжение, что быстро утомляло материал, и команды меняли пружины каждую ночь на гоночных выходных. Они могли заставить металлические пружины достигать конкурентных оборотов только за счет снижения ускорения клапанов, что, в свою очередь, означало уменьшение подъема клапанов. Единственной альтернативой уменьшенному подъему были более длинные временные интервалы открытия клапанов, что давало пружинам с ограниченным ускорением больше времени для обратного движения быстро поднятого клапана и возвращения его на седло. Однако удлиненные временные интервалы открытия клапанов сужают диапазон крутящего момента двигателя, перемещая его в верхний диапазон оборотов, что ослабляет низкие и средние обороты. Это делает управление двигателем более сложным.
Стальные пружины на протяжении многих лет были стандартом в мотокроссе, иногда дополнительно нагруженные движущей массой рычагов. В последние годы мы наблюдали, как так называемые "пчелиные ульи" из стальных пружин несколько улучшили управление клапанами, и, безусловно, были усовершенствования в материале пружинного проволоки. Тем не менее, даже с такими изменениями никто в MotoGP не вернулся к стальным пружинам. На уличных двигателях стальные пружины по-прежнему являются наиболее распространенным средством управления клапанами, и даже Ducati выбрала пружины для некоторых своих текущих уличных двигателей.
Таким образом, вооруженная своей высокоразвитыми десмодромными системами, Ducati должна быть в состоянии лучше заставить клапаны двигателя 450MX следовать коротким, высокоподъемным профилям кулачков, которые обеспечивают диапазон крутящего момента, как сильный, так и широкий. Это, в свою очередь, должно сделать управление 450 менее сложным.
Вопрос, который волнует всех, заключается в том, как Ducati использует свою уникальную систему прямого, безпружинного управления клапанами ("десмодромная"), чтобы получить преимущество в производительности. В этой системе каждый клапан открывается традиционным образом с помощью кулачка и пальцевого толкателя, но закрывается не пружиной, а вторым кулачком, который управляет L-образным закрывающим рычагом, который активно притягивает клапан к седлу. Поскольку Ducati пришла на этот рынок позже других, у нее есть возможность изучить лучшие решения других производителей и, возможно, выявить области, в которых компания из Болоньи может их улучшить.
Иногда свежий взгляд оказывается лучше многолетнего опыта!
Иллюстрация десмодромной работы клапанов Ducati
Это иллюстрация десмодромной работы клапанов из классических двигателей Ducati с двумя клапанами на цилиндр (четыре клапана теоретически идентичны). Кулачок 1 открывает клапан, а кулачок 2 закрывает его. Легкие "вспомогательные" пружины едва видны — витки можно увидеть на нижнем валу ближе к рычагу. Это помогает при запуске и на холостом ходу, удерживая клапан более плотно на седле.
Тенденция к созданию двигателей с мощными и широкими диапазонами мощности заключается в сокращении времени открытия клапанов и увеличении их подъема. В MotoGP Ducati продемонстрировала, что может делать это не хуже своих конкурентов с пневматическими пружинами. Это означает, что клапаны поднимаются выше, чем раньше, за меньшее время — то есть на более высоких уровнях ускорения. Именно здесь ограничения стальных пружин негативно сказываются на производительности.
В 2006 году конструкторы, которые начали в MotoGP с традиционными стальными пружинами клапанов, были вынуждены заменить их на пневматические системы. Чтобы заставить стальные пружины выполнять свою работу, им приходилось увеличивать рабочее напряжение, что быстро утомляло материал, и команды меняли пружины каждую ночь на гоночных выходных. Они могли заставить металлические пружины достигать конкурентных оборотов только за счет снижения ускорения клапанов, что, в свою очередь, означало уменьшение подъема клапанов. Единственной альтернативой уменьшенному подъему были более длинные временные интервалы открытия клапанов, что давало пружинам с ограниченным ускорением больше времени для обратного движения быстро поднятого клапана и возвращения его на седло. Однако удлиненные временные интервалы открытия клапанов сужают диапазон крутящего момента двигателя, перемещая его в верхний диапазон оборотов, что ослабляет низкие и средние обороты. Это делает управление двигателем более сложным.
Стальные пружины на протяжении многих лет были стандартом в мотокроссе, иногда дополнительно нагруженные движущей массой рычагов. В последние годы мы наблюдали, как так называемые "пчелиные ульи" из стальных пружин несколько улучшили управление клапанами, и, безусловно, были усовершенствования в материале пружинного проволоки. Тем не менее, даже с такими изменениями никто в MotoGP не вернулся к стальным пружинам. На уличных двигателях стальные пружины по-прежнему являются наиболее распространенным средством управления клапанами, и даже Ducati выбрала пружины для некоторых своих текущих уличных двигателей.
Таким образом, вооруженная своей высокоразвитыми десмодромными системами, Ducati должна быть в состоянии лучше заставить клапаны двигателя 450MX следовать коротким, высокоподъемным профилям кулачков, которые обеспечивают диапазон крутящего момента, как сильный, так и широкий. Это, в свою очередь, должно сделать управление 450 менее сложным.
Еще одно возможное преимущество, которое Ducati может предложить в любом новом дизайне двигателя, — это длительный и глубокий опыт компании в повышении эффективности сгорания за счет его ускорения (чем медленнее процесс сгорания, тем больше времени он теряет, отдавая тепло окружающему более холодному металлу). Помните первые дни World Superbike, когда Ducati постоянно меняла диаметр цилиндра или ход поршня? Гоночный отдел научился генерировать необходимую скорость сгорания за счет создания турбулентности смеси, варьируя как диаметр, так и угол направления потока воздуха во впускных портах двигателя. Чем меньше диаметр впуска, тем выше скорость, что может «поднять» слабую середину диапазона мощности. Большее направление потока во впуске акцентирует заполнение цилиндра, в то время как меньший угол создает вращающийся вихрь, который мы называем «крутилкой»: когда поршень приближается к ВМТ на сжатии, энергия этого вихря преобразуется в турбулентность, которая ускоряет сгорание.
Ducati Desmo450 MX prototype
Прототип Desmo450 MX имеет обработанные в станках корпуса двигателя, а не литые, как это, вероятно, будет в серийном производстве. Ducati прекрасно изучила поведение впускного потока. Это в сочетании с десмодромной работой клапанов может привести к созданию исключительного по гибкости и мощности мотокроссового двигателя объемом 450 куб. см.
Эти принципы сегодня хорошо известны, но у Ducati есть значительный опыт их применения.
Райдеры всегда предпочитают мощность, которая сильна, широка и предсказуема, а не ту, что преимущественно находится на верхах оборотов. Человек, связанный с командой Kawasaki в супер-кроссе/мотокроссе, недавно заявил, что текущие заводские мотокроссы KX450 выдают меньше пиковой мощности, чем предыдущие серийные версии, из-за акцента на среднем диапазоне.
Многие ранее верили, что десмо Ducati развивают больше мощности, потому что в них нет пружин, оказывающих дополнительное давление на механизм. В гоночных двигателях с высокими оборотами трение может поглощать до 25 процентов их общей мощности, но показано, что привод клапанов вносит лишь небольшую долю в это. И если мощность, условно сэкономленная благодаря десмо, выигрывает гонки, то почему Ducati не выиграла ни одного чемпионата MotoGP за 14 сезонов между 2008 и 2021 годами?
Давайте посмотрим, что произойдет в 450 MX в 2024 и 2025 годах.
Ducati Desmo450 MX prototype
Прототип Desmo450 MX имеет обработанные в станках корпуса двигателя, а не литые, как это, вероятно, будет в серийном производстве. Ducati прекрасно изучила поведение впускного потока. Это в сочетании с десмодромной работой клапанов может привести к созданию исключительного по гибкости и мощности мотокроссового двигателя объемом 450 куб. см.
Эти принципы сегодня хорошо известны, но у Ducati есть значительный опыт их применения.
Райдеры всегда предпочитают мощность, которая сильна, широка и предсказуема, а не ту, что преимущественно находится на верхах оборотов. Человек, связанный с командой Kawasaki в супер-кроссе/мотокроссе, недавно заявил, что текущие заводские мотокроссы KX450 выдают меньше пиковой мощности, чем предыдущие серийные версии, из-за акцента на среднем диапазоне.
Многие ранее верили, что десмо Ducati развивают больше мощности, потому что в них нет пружин, оказывающих дополнительное давление на механизм. В гоночных двигателях с высокими оборотами трение может поглощать до 25 процентов их общей мощности, но показано, что привод клапанов вносит лишь небольшую долю в это. И если мощность, условно сэкономленная благодаря десмо, выигрывает гонки, то почему Ducati не выиграла ни одного чемпионата MotoGP за 14 сезонов между 2008 и 2021 годами?
Давайте посмотрим, что произойдет в 450 MX в 2024 и 2025 годах.
