Супергоночный корч Vance & Hines Gen III Suzuki Hayabusa. Подробности

Тюнинг-ателье Vance & Hines

Тюнинг-ателье Vance & Hines известно в основном своими громкими круизёрными выхлопами, но на самом деле компания занимается далеко не только прямоточными трубами для Харлеев. В сферу её интересов входят и компоненты впускного тракта, и высокопроизводительные выхлопы для самых разных классов техники, и гоночные ЭБУ с системами настройки, и даже тюнинговые компоненты для вездеходов и пикапов. И, конечно, гонки.

Vance & Hines Gen III Suzuki Hayabusa

Новый "заводской" (если так можно выразиться) райдер V&H, Гейдж Эррера, выиграл первые три национальных соревнования NHRA (Национальной ассоциации хот-родов) в этом году на основанном на Suzuki дрэг-байке Pro Stock Motorcycle 2023 года. Об этом мотоцикле и пойдёт речь, а рассказать о нём согласились Эндрю Хайнс и Эдди Кравец, оба - бывшие чемпионы Pro Stock Motorcycle, сейчас управляющие гоночной командой.

Кравец начал с того, что по его мнению в езде на мотоцикле нет ничего сверхъестественного или особенного. Его очаровывает и влечёт вперёд то, как будущее разворачивается перед ним в форме инноваций, придуманных в постоянном сотрудничестве с коллегой. Ещё он упомянул, что чистая производительность не является ключом к победе в национальных соревнованиях сама по себе. Это лишь одна часть общего гоночного процесса, а ещё одна важная составляющая - это техническое состояние и команда, которая позволяет мотоциклу оставаться в строю и заезд за заездом возвращает его на стартовую линию.

Поучительным примером может являться сцепление, которое требует осмотра и регулировки после каждого заезда. В нём нет пружин: давление, сжимающее диски вместе для передачи крутящего момента с двигателя на шестиступенчатую коробку Vance&Hines, обусловлено исключительно грузиками, которые раздвигают автоматический диск сцепления под влиянием центробежных сил от вращения мотора. По мнению Кравеца, работа этого сцепления напоминает принцип гидротрансформатора в АКПП автомобиля, который позволяет двигателю оставаться в наиболее эффективном по крутящему моменту диапазоне оборотов.

Для доступа к сцеплению необходимо снять выпускной коллектор, а затем восемь крепёжных элементов, удерживающих крышку сцепления. Мотоцикл наклоняется на несколько градусов налево на подставку, чтобы предотвратить утечку масла из открытого отсека сцепления справа. В мотоцикле следующего года они устранят необходимость в снятии выхлопа благодаря использованию накидной крышки над коллектором. Кстати, чтобы проводить работы быстрее, в этих элементах не используются прокладки.

Нам надоели прокладки, - поделилися Эндрю. -В этом моторе их нет, везде стоят уплотнительные колечки.

Каждый мотоцикл оснащён дата-логгером, благодаря которому команда получает непрерывную запись оборотов двигателя и других параметров с каждого заезда. Квалифицированный анализ запаисанных данных помогает подобрать оптимальный вес грузиков сцепления или другие параметры. Каждая из четырёх ступенчатых коллекторных труб выхлопной системы оснащена отдельным кислородным датчиком, позволяя настраивать смесь в каждом из четырёх цилиндров отдельно.

Блок двигателя, разумеется, фрезерованный из болванки (так называемый billet) - именно такие моторы издавна используются в дрэг-рейсинге. Новый двигатель очень высок, а вес его смещён вперёд намного дальше, чем это возможно для двухцилиндровых моторов. Это имеет большое значение в классе дрэг-рейсинга, в котором колёсная база ограничена 70 дюймами (178см).

Корни Vance & Hines Gen III Suzuki Hayabusa

Формально этот мотоцикл должен называться Hayabusa третьего поколения, но несмотря на то, что его облицовка выполнена "по мотивам" новой Бусы, полностью фрезерованный мотор остаётся концептуальным потомком оригинальных моторов GS750 и 1000 76 года и позднее. В нём сохранён фамильный центральный привод распредвала и спрессованный из девяти элементов коленвал на роликовых подшипниках, даже несмотря на то, что у Hayabusa привод распредвала находится с одной стороны цельного коленвала на вкладышах. Это было сделано для сохранения взаимозаменяемости частей со многими моторами, для которых V&H продолжают предоставлять гоночные запчасти и услуги по обслуживанию. По их словам, они обслуживают от 800 до 1000 ГБЦ в год.

Диаметр и ход поршней оригинального мотора GS1000 были равны 70 х 64,8мм, но по правилам NHRA, сейчас допускается геометрия 89,5 х 73,4мм - это 113 кубических дюймов или 1851куб.см. Для такого рабочего объёма с четырьмя клапанами на цилиндр правила устанавливают минимальный вес в 285кг. Самый малый в этом классе нижний лимит веса установлен для двух- или четырёхклапанных четвёрок Kawasaki со 107 дюймами объёма (1753куб.см), и это 260кг.

Производительность Vance & Hines Gen III Suzuki Hayabusa

По словам представителей команды, двигатель выдаёт свыше 400лс на 14000об/мин. Вы, наверное, слышали, что скорость поршня в большинстве серийных моторов не выходит за пределы 23м/с, так вот тут она почтив полтора раза выше, 34м/с.

Результатом этого является шесть с небольшим секунд на драг-стрип. Это, на минуточку, четверть мили, 402 метра - первая сотня делается за 2,8 секунды, вторая за 1,5, третья за 1,3, а четвёртая за 1,1 секунду. Сто метров в секунду.

Шестиступка

Оригинальные Suzuki GS имели пятиступенчатые коробки, но верховой характер этого мотора (пиковый момент приходится на 11800-13800об/мин) требует шестой передачи. V&H изготавливают болванки шестерней, затем детали отправляются на зуборезный станок к другим специалистам, а потом готовые шестерни подвергаются термообработке. Чтобы шесть пар передач поместить в пространство для пяти пар, высоту зацепляющихся собачек уменьшают.

В рамках концепции минимизации времени оборота на гонках, шестиступенчатая коробка передач выполняется в виде кассеты, которую можно извлечь из корпуса двигателя вместе с обоими валами и копирным валом на "дверце" за 10 минут. Следующим шагом они планируют изготовить новую "дверцу", которая позволит установить шесть ступеней с полноразмерными собачками.

Бесшовное переключение

Обычная коробка передач сначала отключает одну пару шестерней, а затем включает следующую, и при этом возникает провал в тяге. Но коробки дрэг-байков делаются иначе - по так называемой "бесшовной" конструкции, в том смысле, что она переключается без провалов. В такой коробке следующая пара шестерней включается без отключения предыдущей. В обычном случае это привело бы к заклиниванию трансмиссии, но для предотвращения блокировки в конструкцию коробки вносятся специальные модификации.

Неведущие поверхности зацепляющихся собачек вырезаны под углом так, чтобы когда пара шестерней вращается в обратную сторону, собачки выскальзывают из зацепа. Для того, чтобы это всё работало правильно, нужен ещё модифицированный копирный вал. У первой и высшей передачи таких саморасцепляющихся собачек нет, а небольшие пружины обеспечивают готовность коробки к следующему заезду.

Хайнс в фургоне поддержки показал, как выглядит разобранная коробка. Как и во всех таких фургонах, в нём по обеим сторонам имеются небольшие освещённые верстаки с выдвижными ящиками, в которых лежат запчасти и инструменты. Правда, на просьбу показать поршень или другие внутренние компоненты Эндрю ответил отказом, объяснив это тем, что на такие гонки никто не берёт запчасти для капремонта - на это попросту нет времени, двигатель при необходимости меняется целиком.

Передачи на их мотоцикле переключаются пневматически при помощи кнопки на левом пульте, посылающей сжатый воздух в рабочий цилиндр чуть ниже левой части двигателя, оперирующий рычагом коробки.

Головка блока цилиндров

В головке блока цилиндров имеется 16 клапанов, впускные под 40мм диаметром, а выпускные - чуть больше 30. Все они приводятся лёгкими пальцами-толкателями в стиле Formula 1, а не цилиндрическими толкателями, использовавшимися раньше.

Фрезерованные дрэгстерные двигатели вообще не имеют системы охлаждения - ни оребрения воздушки, ни водяной рубашки. Тепло, производимое во время заезда, поглощается массой материала двигателя, а затем отводится воздуходувками. Во время заезда температура ГБЦ растёт, но достаточный объём материала предотвращает её повышение до критических значений, провоцирующих детонацию.

Коленвал нынешней версии изготавливается V&H, собирается и балансируется на оборудовании собственного изготовления. Эндрю Хайнс рассказал, что "балансировщик маховика" в этом станке, изготовленный в 2009 году, был его первым проектом в системе автоматического проектирования и включал в себя поршень тормозного суппорта, создающий усилие для правки маховика.

Топливо

Хайнс упоминал серию одобренных NHRA гоночных смесей, которые они использовали в двигателях PSM. Смесь создаётся под конкретную задачу: например, обычному бензину с заправки придают бОльшую летучесть зимой для обеспечения более быстрого запуска двигателя, а летом наоборот делают менее летучим, дабы избежать газовых пробок.

В гоночных двигателях высокая степень сжатия повышает крутящий момент, но и провоцирует разрушительную для мотора детонацию. Этому препятствует повышение октанового числа топлива, но это в свою очередь вызывает сложности, поскольку самые устойчивые к детонации компоненты одновременно имеют самые большие молекулы, поэтому плохо испаряются. Например, толуол с высоким октановым числом закипает при 110 градусах, а октан - при 125, и если просто использовать однокомпонентное топливо с высоким октановым числом без учёта его испаряемости, то смесь будет сгорать медленнее.

Так что приходится идти на компромиссы, повышая октановое число тяжёлыми компонентами, но учитывая и испаряемость, добавляя лёгкие фракции типа бутана (октановое число которого примерно равно 92). Эти переменные настолько важны для производительности, что V&H изучили сгорание при помощи датчиков давления в камере сгорания производства австрийской фирмы AVL, чтобы определить, насколько быстро или медленно происходит вспышка и сгорание при использовании тех или иных компонентов топлива.

Турбины

Сравним летучесть двух сортов гоночной смеси: Sunoco SR18 для атмосферников класса Pro Stock Motorcycle, и VP C16 для гоночных классов с турбонаддувом.

SR18 очень летуч, кипение лёгких фракций у него наступает всего при 37 градусах Цельсия, а самые тяжёлые его фракции закипают при 106 градусах.

C16 намного менее летуч, начинает кипеть на 89 градусах, а самые тяжёлые компоненты кипят аж при 177 градусах.

Зачем и откуда такие большие отличия? Топливо для безнаддувных моторов класса PSM испаряется под влиянием температуры двигателя и турбулентности потока воздуха на впуске. В турбированных моторах компрессор крутится на высоченных оборотах, нагревает воздух во впуске до весьма высокой температуры и дополнительно закручивает его, так что более тяжёлое и менее летучее топливо с высоким октановым числом легко испаряется, превращаясь в отлично сгорающую смесь. С такой помощью топливу не нужны высоколетучие компоненты, тем более - ценой снижения октанового числа.

Шасси Vance & Hines Gen III Suzuki Hayabusa

Согласно правилам NHRA, шасси Vance & Hines Gen III Suzuki Hayabusa сварено из стальной трубки с толщиной стенки 1,5мм. Это конструкция с двумя петлями, где две верхние трубы огибают двигатель. Спереди стоит лёгкая телескопическая вилка с двумя тормозными дисками, а заднее колесо с 10-дюймовой шиной лишено подвески. Для того, чтобы перенести цепь настолько далеко влево, выходной вал трансмиссии пришлось удлинить и подвесить на дополнительный выносной подшипник, установленный непосредственно в раме.

Между двигателем и задним колесом в шасси имеется открытый отсек, в котором установлены два аккумулятора, насос для отгона картерных газов и маслоотделитель. Один аккумулятор обслуживает двигатель и его системы, а второй питает довольно громкий насос (Хайнс продемонстрировал это). Отгон картерных газов, иначе говоря вакуумирование, снижает потери на трение благодаря использованию маслосъёмных колец с более низким давлением (как на последних Honda RC45 для WSBK, Yamaha M1 для MotoGP и других).

На колесе из листового металла установлен слик от Микки Томпсона, и по словам Хайнса, в колесе находится довольно большой объём воздуха, так что если объём накачиваемого воздуха уменьшить, то это уменьшит жёсткость шины.

Стоковый?

Эдди Кравец объяснил, как NHRA поддерживает визуальную связь между облицовкой дрэг-байка, который обязательно ниже и длиннее стокового, и капотировкой стандартного мотоцикла. Две очевидные особенности нового серийного мотоцикла - боковые жабры и спинка сиденья в виде головы кобры - сохранены в гоночной капотировке, как и увеличенный вынос обтекателя спереди, будто бы "съедающего" переднее колесо. А ветровик на дрэг-байке - вообще стоковый от Hayabusa!

Эдди добавил что-то в духе "поспешишь - людей насмешишь". Чтобы этого избежать, V&H оцифровали облицовку для того, чтобы сделать обе стороны идентичными. Всё чаще и чаще мотоциклы класса PSM достигают 320км/ч, при которой, по словам Хайнса, лобовое сопротивление составляет 0,7 фунта на квадратный дюйм (примерно 5 ньютонов на квадратный сантиметр). На площадь передней части мотоцикла, равную примерно 0,46м2, лобовое сопротивление составит около 230кг. Аэродинамичная форма переднего обтекателя значительно снижает эту силу, но асимметричность передней части может привести к приложению довольно значительной боковой силы.

Впуск

Электронный впрыск топлива в классе PSM допускается, так что настоящие карбюраторы потихоньку уходят в прошлое (хотя на некоторых моторах плоскодроссельные Lectron используются в качестве дроссельных заслонок для системы впрыска). Этот мотоцикл имеет моментальный отклик на газ и производит звук зубодробительной громкости. И хотя нормой в отрасли давно стали заслонки мотылькового типа с диаметральной осью, на этом мотоцикле стоят поворотные заслонки, ось у которых расположена на периметре, то есть, воздух проходит через них с одного края, а не с двух. В двигателе с большим диаметром поршней и высокими оборотами необходимо добиться максимально эффективного смешения топлива с воздухом, и как можно выше по потоку. Любое неиспарённое к моменту вспышки топлива ведёт к забеднению смеси.
На вопрос, каков угол нисходящего потока впускного порта - близкий к нулю, как у оригинальных моторов GS (чтобы их карбюраторы помещались под традиционный бензобак), или крутой, как у новых японских спортбайков, Хайнс ответил, что нечто среднее. А ещё упомянул, что постоянно размышляет над цельным коленвалом на вкладышах, и возможно, перейдёт на него в следующем сезоне.

В общем, основной актив, который V&H вкладывают в Pro Stock Motorcycle - это не большой фургон с инструментами и мастерская со станками, а накопленный опыт этих людей, их любопытство в отношении каждого результата и постоянное изучение причинно-следственной связи. Именно опыт и глубокий анализ делает их работу успешной.