「峰風」とともに

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カテゴリ:メカ談義( 168 )

678.ツイン・エンジンの可能性 (1) 初期はシングル全盛!

 No.667~672まででV4と直4の優劣と可能性を追ってみましたが、他のエンジン形式には可能性は
無い
のでしょうか?

今回から何回かに分けてその可能性を論じてみたいと思います。

 バイクのエンジンはその初期にはどのメーカーのバイクも単気筒でした。

  ブリジストン BS11 バンピー号 (1952年式)
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これはバイクの原型原動機付自転車だったため、極力簡略なエンジンを搭載しようとしたためです。

これは各国とも事情同じでした。

そして、形態がもう少しバイクらしくなって来ても単気筒エンジンは使われ続けました

 トライアンフ モデル1 リカードベブル (英国 1922年式)
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 ベネリ 250 モノアルビレーロ (イタリア 1939年前)
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 HONDA ドリーム 3E (日本 1953年式)
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 BSA ゴールド・スター (英国 1938年式)
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大分、今のバイク近い姿に成って来ましたが、まだ、振動を除去する為バランサー
無かったため、エンジンを高回転まで廻す事が出来ず、高出力を得る事は出来ませんでした。

 現在の単気筒バイクの大半には振動除去用のバランサーが付いているのでかなり高回転まで廻す事が
出来ます。

 KTM 690 Duke (2011年式)
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690ccの排気量から70hp/7500rpmの大出力を絞り出しています。

 バランサーの付いた690ccエンジン
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スーパー・シングルと言ったら何をおいてもこれでしょう。

 DUCATI スーパー・モノ (1992年式)
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 エンジン内部の特徴的なバランサーと問題点
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こうした特異なバランサーを用いず、70hpもの高出力を出しているKTMシングル・エンジン驚異的です。

しかし、単気筒エンジンバランサーと言う、出力を発生しない機構を宿命的に持つので、V4や直4を
超える性能
を持つのは不可能と考えられます。

                                                       ( この項続く 

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by SS992 | 2011-06-02 21:00 | メカ談義

672.新生V4 ー アプリリア RSV4 ー

 スーパー・バイク・レースと言うとDUCATIの活躍が印象深い人が多いと思いますが、DUCATIは2011年以降しばらくスーパー・バイクでは活動を休止する様です。

 DUCATI 1098 (2010年式)
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変って2010年には同じイタリアのアプリリアが活躍しました。

 アプリリア RSV-4 (2010年式)
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さてこのアプリリアのマシンですが、エンジンはV4です。

前回まででV4直4にとって変られたかの様な印象を持った人が多いと思われますが、実は少し事情が
違うのです。

一世を風靡した旧世代のV4VFR750RR(RC30)などはシリンダー・バンク角が90°のV4でした。

 HONDA VFR750R (RC30) (1973年式)
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バンク角が90°のV4、V2エンジンは一次振動を0に出来ると言う多大なメリットがありました。
 RC30のエンジン 90°V4
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しかし、反面、エンジンの前後長が長くなりスイング・アームを長く設定出来ない宿命を負っていました。

アプリリアは新型レーサーを開発するにあたり、90°V4の多大なメリットである一次振動の除去を捨ててシリンダーのバンク角を65°に設定、エンジンの前後長を短くする事に成功しました

 RSV4のエンジン 前後方向に押し潰された様な印象を受けます。
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これによりRSV4ホイール・ベース長を伸ばす事無く、スイング・アーム長を確保する事に成功しました。

 HONDAやSUZUKIMotoGPマシンではV4を採用していますが、
どちらも90°V4ではなく、もっとバンク角の狭いV4になっています。

 HONDA RC212V (2010年式)
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 SUZUKI GSV-R (2010年式)
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今現在、新生V4のレプリカは アプリリア RSV4 のみで寂しい限りですが、
現在のバイク市場の冷え込みと直4エンジンのコンパクト化が進んでV4と大差ない幅を実現してしまった
今、仕方の無い事なのかもしれません。

アプリリア RSV4
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私としてはスーパー・バイクのワークス活動を休止してまで新しい技術に挑戦しようとしているDUCATIに期待する所が大きいです。
                                                        ( この項了 )


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by SS992 | 2011-05-07 21:00 | メカ談義

671.アンチ・スワット特性とスイング・アーム長

 日本のGPレーサーアンチ・スクワット特性が考慮される様になったのは1980年代中盤からでした。

マシンのパワーピークだけでなくワイドに使用される様になったからです。

また、直線を出来るだけ高速で走って来たマシンはコーナー前ギリギリで減速に入ります。

当然、車体の重量配分前輪に移り、後輪は浮き上がり易くなります

 HONDA NSR500 (1984年式)
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当然、アンチ・スクワット特性を考慮しなければ後輪のグリップは得られなくなってしまいます。

また、低速コーナーでアンチ・スクワット特性が有効な設定だとしても高速コーナーでは遠心力で
後輪は路面に押し付けられると同時にドライブ・ギアとスイング・アーム・ピボットの位置関係は
スクワットし易い方向
に持って行かれます。

これを防ぐにはスイング・アームを出来るだけ長く伸ばすのが有効ですがレーサーのホイール・ベース
あまり長く伸ばすと運動性が悪くなってしまいます。

すなわちホイール・ベースを伸ばす事無く、スイング・アームの長さだけを伸ばす必要があったのです。

667.V4と直4で述べた様に直4よりV4は幅を狭く出来ますが、前後長は直4より長くなってしまうのです。
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まして90°V4やLツイン直4より前後長はどうしても長くなります。

 DUCATI 1000DSエンジン
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特にDUCATIのLツインクランク・ケースの後部にスイング・アーム・ピボットを設定し、
ホイール・ベースを短く設定しつつ、少しでもスイング・アーム長を少しでも長く伸ばそうとしました。

                                                 ( この項続く

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by SS992 | 2011-04-30 21:00 | メカ談義

670. アンチ・スクワット特性とは?

 前回までに鈴鹿八耐に優勝したレーサーを分析してスポーツ・バイクに求められた特性を
検証して来ましたが、その中でアンチ・スクワット特性と言う聞きなれない言葉が出てきました。

スクワットヒンズー・スクワットのスクワットと同じでしゃがみ込むと言う意味です。

すなわち、アンチ・スクワット特性とはしゃがみ込まない特性と言う事です。

バイクがしゃがみ込まない特性とはスイング・アームがリフトする事を意味します。

 Fig 1
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何故、スクワットするとバイクにとって都合が悪いのでしょうか?

それはコーナリング時にタイヤが路面をグリップしなくなってしまうからです。

 YZFーR1 (2008年)
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 DUCATI 1198 (2009年) 鈴鹿八耐
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これだけバンクしている状態でリア・タイヤのグリップが失われたら・・・。

たちまち後輪からスリップして転倒してしまいます。

ではバイクがどう言う状態の時スイング・アームはスクワットしたり、リフトしたりするのでしょうか。

一般的にスイング・アーム・ピボットドライブ・ギア同一直線上にあった場合、
アクセルを開けるとスイング・アームはスクワットし、リア・タイヤは車体側に引き込まれます

 ビモータ SB2 (1977年式)
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(このバイクはコアキシャル・スイングアームと言ってスイング・アーム・ピボットとドライブ・ギアの軸が同軸でした。

この方式は単にドライブ・ギアを交換するだけでもスイング・アームを外さなければならず失敗でしたが、
アンチ・スクワット特性の発揮と言う面から見ても失敗でした。)

再度 Fig1を見て頂きたいのですが、この図だとドライブ・ギアよりスイング・アーム・ピボットがかなり上にあります。

この状態でアクセルを開けるとチェーンが引っ張られ、スイング・アームは下に下がり、タイヤ路面に
押し付けられます


昔のGPレーサーはコーナーにスロットル全閉で進入し、タイヤグリップを失わない様に徐々にアクセルを開けて行き、出口近くでようやく全開と言う状態でした。

また車体の重量配分後輪重視後輪のグリップが抜けにくい設定だったのです。

 HONDA RC166 (1966年式)
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しかし、当時の日本製GPレーサー直線での速度を求め、コーナーはやり過ごす設定でした。

馬力を求める事が至上の命題でコーナリング時のハンドリングは2の次だったのです。
                                                      ( この項続く

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by SS992 | 2011-04-26 21:00 | メカ談義

669.鈴鹿八耐の伝説 (9) ーV4を超えるもの-

HONDAの八耐におけるV4レーサー、RC45の投入は1999年で終わりを告げました。
 
 HONDA RVF (RC45) (1999年式) V4
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HONDA2000~2003年はスーパー・バイク・レースでのDUCATI、Lツインの活躍に刺激されたのか、
VツインのVTR1000SPWを投入しましたが

 HONDA VTR1000SPW (2000年式) V2
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2004年からは直4のCBR1000RRWに変りました。

 HONDA CBR1000RRW (2004年式) 直4
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何故、HONDAはV4のRVFの投入を止め、直4のCBR1000RRWに変えたのでしょうか?

RVFの力が通じなくなったのなら判りますが、1999年にも優勝していたのです。

2000年~2003年にVツインのVTR1000SPWを投入したのは気筒数制限の問題もありましたが、
(四気筒は750cc未満2気筒は1000cc未満と言うレギュレーションだったと記憶します。)
当時、スーパー・バイクで無敵を誇ったDUCATIの水冷Lツインに習い、トラクションの向上
目指したためと考えられます。

しかし、さらにそのVツインも捨て、2004年から直4に切り替えたのは何故でしょうか?

 HONDA CBR1000RRK (2010年式) 直4
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SUZUKIヨシムラGSX-R1000 (2009年式) 直4
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これはレーサー同士の出力に大差が無くなって来たため、勢い、コーナリングでの
ハンドリングの良し悪し
問題とされる様になったためと考えられます。

特に日本車の場合、馬力競争に明け暮れてハンドリングに大きな影響を与えるシャーシの開発
欧米に比べ、約三十年、遅れを取っていました

詳しくは次回以降に譲りますがV4の最大の利点、エンジン幅が少なく出来る事が問題となったのです。

いや幅は少ない方が良いに決まっていますが、代わりにエンジンの前後長が増えてしまい
ひいてはスイング・アーム長が短くなってしまう事によりアンチ・スクワット効果が減少してしまうため、
(ハンドリングの向上を目指すのなら、ホイール・ベースは長く出来ません。)
コーナリング時のハンドリングに悪影響を与える事が判って来たのです。

この点、直4は元々エンジンの前後長は短く、減速機のギアの配置などを工夫する事で更にエンジンの長さを
押さえる事が出来ました。

また、技術の進歩によりエンジン幅もV4と大差ない範囲に収める事が可能になりました。

こうして直4の優位が増え、今の直4マシン全盛の時代を向かえたのです。
                                                    (この項続く


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by SS992 | 2011-04-22 21:00 | メカ談義

656.レーサー・レプリカ? レプリカ・レーサー? (1) カワサキ KRー1とX-09

 1980年代中盤から1990年に掛けてバイク界にはレーサー・レプリカ・ブームが吹き荒れました。

日本の四大メーカーは競って世界GPを戦う自社のレーサーのレプリカを販売しました。

 HONDA NSR250R SP (1993年式)
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 YAMAHA TZR250 (1989年式 後方排気型)
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 SUZUKI RGV250Γ SP2 (1990年式)
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 kawasaki KR-1 (1988年式)
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但し、四大メーカーの内、カワサキだけはちょっと事情が違っていました

当時、カワサキは世界GPにマシンを送っておらず、過去のレーサーのレプリカと言う、
なんとも様にならない製品を提供せざるを得ない状況だったのです。

当然、販売も振るいませんでした。

カワサキも企業である以上、売れない製品をそのままにして置く訳にはいきません。

遅ればせながら、レーサー・レプリカを売るために?、レーサーを開発し始めました。

 kawasaki X-09 (1993年式)
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ここにレプリカ・レーサーと呼べる様な位置付けのマシンが誕生しました。

当然ながらこのレーサーには最新の技術と新しい試みが盛り込まれていました。
                                          
                                                  (この項続く

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by SS992 | 2011-02-17 21:00 | メカ談義

655.モノコック・フレームの変遷 (4)

 ドカティがWGPに参戦していた第1次黄金期のWGPレーサーはシーリー・フレームを採用しており、
まだモノコック・フレームを採用しようとする機運はありませんでした。

 DUCATI 500  (1971年式 空冷 4st 2バルブ・ノンデスモ)
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ただし、その採用されたシーリー・フレームステアリング・ステムとスイングアーム・ピポット、後部サスペンション接続部の
3箇所
を三角形で結ぶ形態をしており、モノコック構造ではないものの、効果はそれと同等か、
それに近い剛性
を持っていたと推測されます。
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時は移り、一度はWGPから離れていたドカティも 4stマシンで戦われるモト・GPには参戦する事になりました。

 デスモセディッチ (2003年式 水冷 4st L型4気筒 990cc 16バルブ)
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しかし、2001年から初まったモト・GPに出場させたデスモセディッチ車体剛性の大部分をエンジン
受け持ち、もはや、パイプ・フレームはハンドル周りの最小限のものでセミ・モノコック構造
言えるものになっていました。
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2009年からはこの最小限のパイプ・フレームすら取り払われ、代わりにカーボン・ファイバー製の
エアクリーナー・ボックス
ステアリング部分を支持する様になり、完全にモノコック構造となりました。
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 カーボン・ファイバー製エアクリーナー・ボックス ステアリング・シャフトが取り付けられているのが判ります。)
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 2010年、ドカティはモトGPであまり結果を残せませんでしたが、それはフロント・フォークの作動感
エンジン回転の性質の与え方に問題があったため、と分析されており、
少なくともフレームをモノ・コックにしたからだと言う見方はされていません

このため、2011年のシーズンモノコック・フレームのレーサーが走る事になりました。

やっと、モノコック・フレームも評価される時代になったのです。

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by SS992 | 2011-02-13 21:00 | メカ談義

654.モノコック・フレームの変遷 (3)

 今回はドカティのモノコック・ボディについて考察する予定でしたが、ノートン・レーサーのモノコック・
フレーム
について新情報pantahさんより寄せられましたのでそちらを先に考察します。

 私は雑誌の記事からJPN(ジョン・プレーヤー・ノートン)カウルがフレームとなるモノコックだと
信じていました。

 JPN (1972年)
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カウルの前端が強度維持を目的とするかの様に閉じられていたからです。

b0076232_7121819.jpg

しかし、pantahさんの御指摘どおり、グーグル検索してみると新事実が判りました。

 JPN 内部構造
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これを見ると極太のツインスパーフレームとガソリンタンクが一体となったモノコック・フレーム
使用されている様です。
カウルは前後とも単なる外皮の様です。
ガソリン・タンクも1972年のJPNが使用したパニア・タンクの思想を受け継いだ低重心の物です。)

前回紹介したカワサキのガソリンタンクを主体としたモノコック・フレームとツインスパー・フレームの
中間に位置する物
と言えるでしょう。

 しかし、もともと空冷のコマンドー・エンジンをここまで覆ってしまっては冷却に苦労したのも頷けます。

と、すると、カウルの前端が閉じられていたのは何の為だったのでしょうか?

冷却に悩んでいたのですから大きく開口させるべきだったと思うのですが、がまた一つ増えました。

参考(「峰風」とともに No.554555
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by SS992 | 2011-02-10 21:00 | メカ談義

653.モノコック・フレームの変遷 (2)

 1980年にkawasakiWGPに新型のマシン、KR500を投入してきました。

 KR500 (1980年式)
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特徴ガソリン・タンクをメイン・フレーム化したモノコック構造を持つ事でした。
b0076232_5585493.jpg

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しかし、このモノコック構造は剛性が高すぎ、当時のタイヤの性能とバランスしませんでした。
(当時の別のコンベショナルなフレーム、エグリ・カワサキの約10倍の剛性がありました。)

こうした車体の構成部品のどれかを主体としてそれに他の部分が付く構造を私は
第二期モノコック構造と読んでいます。
(カワサキの場合はガソリンタンク、次に採り上げるドカティはエンジンそのものです。)

剛性が高すぎると考えた開発陣は板厚が一番薄いアルミでバックボーン型の’82年型を作りました。

 KR500 (1982年式)
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これなども確かにバックボーン型ですがその実態はモノコック・ボディだと私は思います。

この変更はドラスティック過ぎてライダーが着いていけず、結局は失敗に終わりましたが、
私は方向性は決して間違ってはいなかったと思います。

現に次回取り上げるドカティのデスモセディッチでは少なくとも失敗では無いと考えられるからです。

                                                    (この項続く

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by SS992 | 2011-02-09 21:00 | メカ談義

652. モノコック・フレームの変遷 (1)

 4輪界では今はもう市販車にすら、使われているモノコック・フレームですが、残念ながらバイクには
市販車にはあまり採用されていません

幾つかのレーサーとカワサキのZZR1400GTR1400に採用されただけです。
 
 第1期モノ・コック構造  これはカウルそのものがフレームとなり、強度部品となるもので一番単純な
                考え方
で造られた物です。
                  1973年のJPNノートン1979年のHONDA NR500が相当します。

 JPN(ジョン・プレーヤー・ノートン)モノコック (1973年)
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強度を維持するため、前面まで殆ど被っています。 (材質はステンレス・シートでした。)
諸般の事情で空冷エンジンを採用せざるを得なかったJPNにとってこれは熱との戦いを意味していました。

 HONDA NR500 (1979年)
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通常のバイクならエンジンを搭載したままで簡単に行える整備や調整すら、一々エンジンを降ろさねばならなかったのです

レーサーとは言え、バイクにモノコック・フレーム本格的に採用されるまでにはもう少し時間
必要でした。
                                                 (この項続く

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by SS992 | 2011-02-05 21:00 | メカ談義