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【和歌山專欄】解析BMW「 HP4 RACE」碳纖維車架的奧秘

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劃時代的騎乘性能

HP4 RACE的騎乘性能可以說是屬於不同次元,HP4 RACE車身重量與MotoGP參賽車僅差距3.5kg,並搭載堪稱SBK參賽車的高性能引擎,懸吊裝置和煞車系統也採用與參賽車同級規格,因此HP4 RACE可以說是一款一般人也能購買騎乘的正宗參賽車。

 

不過,HP4 RACE的驚人之處不只如此,HP4 RACE的操控性能可以說是超越現有車款,達到前所未有的高性能境界。

 

HP4 RACE雖然具有輕快敏捷的轉彎性能卻又不會過於敏感,能夠完全如實地回應騎士的騎乘意志,完美排除騎士想要避免的危險操控。

 

一般而言,車身一旦輕量化後,即便因此提升了操控性,仍舊會影響到騎乘時的穩定性,但是HP4 RACE在輕量化後確實提升操控性能,卻沒有產生不穩定性的缺點。

 

之所以如此,能夠想到的原因大概是因為碳纖維製的車架與輪框的變形特性不同於金屬製的車架與輪框。

不同於金屬車架的剛性平衡

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HP4 RACE以全新車款登場時,BMW就曾介紹過HP4 RACE的車體具有最佳的剛性平衡,目前對於摩托車所要求的不光是剛性的強弱,而是整體的剛性平衡。

 

對於剛性平衡首先令人關注的就是在變形時的平衡。當將車架中心點固定時,左右轉動車架時會產生扭轉變形,當從兩側施力於車架時產生的變形稱為橫向扭曲,車架產生向前彎曲的變形則是縱向扭曲。

 

扭轉時如果不具有一定程度的剛性,會使把手操控無法得到即時的回應性,橫向扭曲雖然有助於帶來高速騎乘時的穩定,不過如果橫向扭曲的剛性過強,將會造成車架過硬而無法轉彎的情況發生。

 

此外,從煞車到轉彎時提高穩定性與接地感的部分則必須仰賴縱向扭曲的剛性,所以當縱向扭曲剛性過強時,就會造成騎乘感不佳等車體僵硬的情況發生,還有雖然橫向扭曲與縱向扭曲的剛性都有絕對値,但相互之間的平衡也相當重要。

 

另外,車架各部位之間的平衡性也越來越重要,目前各車款的車架也都在追求各項平衡之下進行研發設計。

具有高度剛性平衡的碳纖維車架

一般而言,金屬車架的剛性平衡主要決定於車架的形狀。

 

不同的是,碳纖維車架由於材質本身排列的方向也會影響剛性的特質,所以透過改變纖維束的排列方式也能夠調整、控制材質的剛性。

 

碳纖維是將纖維布使用樹脂結合變硬的材質,許多碳纖維製品是利用縱向和橫向的纖維束交互編織而成的織布,但HP4 RACE的車架不採用方向不同的纖維束編織,而是只採用單一方向重疊而成的碳纖維布。

 

如此一來,碳纖維車架就可以不受到編織角度的影響,發揮纖維束的延展特性。

 

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扭動車架或車架受到縱向扭曲變形的力量時,單一方向編織的碳纖維布能夠發揮延展性來產生抵抗力,進而提高剛性;而在橫向扭曲時則會使纖維輕易地被扭轉而帶來柔韌性。

 

從目前高爾夫球桿、釣竿以及撐竿跳的竿子等運用碳纖維的例子也能夠清楚地認識到碳纖維的柔韌性,因此透過纖維的排列方向以及調整纖維與樹脂的比例,使碳纖維能夠擁有金屬所沒有的柔韌彈性,這就是碳纖維雖然擁有高強度卻同時擁有柔韌性,不會因壓力而斷裂的秘密。

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利用碳纖維的材質特性,不僅能夠提高煞車時的穩定性,也提供俐落輕快並且能以良好的回應性進入彎道,輕鬆地完成轉彎。

 

而且車架的碳纖維布是在車架的前側下方增加累積層數,如此一來就能夠根據車架各部位的特性達到最佳的剛性平衡,這也就表示,碳纖維車架為了達到理想的剛性平衡具有高度的材質自由運用性。

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「Webike名家專欄」和歌山利宏
「Webike台灣」編輯部編譯

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【和歌山專欄】解析BMW「 HP4 RACE」碳纖維車架的奧秘
和歌山利宏


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