成為MotoGP最優秀車架的10個步驟

MotoGP 車架設計對於道路用車的設計有重大的影響，那麼自從1980年代以來，這些冠軍賽車有哪些進步(或退步)的設計？

40年前，500cc大獎賽的賽車開始加大動力，所以輪胎變得更大，車架變得更硬。追求更大的馬力在摩托車賽已經是見怪不怪的事了。也因此當出500cc的GP賽車車架跟現代MotoGP高科技車架性能差的十萬八千哩，最特別的就是Suzuki的GSX-RR，
MotoGP場上操控性最好的賽車。

車架的幾何形狀一直改進，質心也一直改善，機械平衡也被優化，車架的撓度變成賽車科學中的新領域，來幫助賽車更快過彎。這些改變都是因為現在的動力更大，輪胎抓地力更好，剎車更利等等。

車架的撓度可以說是過彎技術最重要的領域，因為工程師必須設計車架，搖臂、前叉、三角台以及附件提供縱向剛性提升剎車穩定性，降低側向剛性讓賽車能以最大傾角過彎(此時懸吊系統不管用)，以及適當的扭轉剛性，出彎時提供賽車的穩定性與回饋感覺。理論上這三種特性應該要互相牴觸，但工程師的工作就是讓不可能變可能。最終，他們的目的是要製造出賽車的自動轉向的元素。這是門相當複雜的科學。

為了帶領我們的讀者回顧這幾十年的歲月，我們採訪了MotoGP場上最成功的車架商Kalex的 Alex Baumgartel，以及從1980年代就在Öhlins 工作的 Mats Larsson。

Yamaha在1980年代初期還在實驗階段，用三個賽季的時間從直列四缸引擎到U型引擎再到V型四缸引擎，所以他們沒有太多時間去煩惱車架設計問題！0W61搭載橫向的減震系統，而且非常難騎，“King” Kenny Leroy Roberts只贏了一場。

Kalex：引擎安裝位置相當靠後，車架從縱向剛性看起來也非常脆弱與單薄。這個車架幾何看起來很極端，有相當大的前傾角，搖臂也很平坦與較低的抗後沉角。不過後端卻時有個拉桿，當車手踩剎車的時候，拉桿會把後端拉低。看起來是汽車設計師打造了引擎，而沒有去管那些設計車架的人！

Öhlins：他們會這樣擺放懸吊，很可能是因為空間的限制，最有可能是要替後膨脹室找空間。我會稱讚他們跳出思維的框架。當時，連桿系統，槓桿比與避震器技術都還是試誤的階段。但現在你可以那樣擺放避震器了，沒問題。

HRC的工程師相當聰明的設計NS500，他們打造一個緊湊的車架在裡面塞入一個小型三缸引擎，打敗了其他較大的四缸賽車，幫助Honda拿下1983年的500cc世界冠軍。

Kalex：他們現在搖臂軸心擺放在更好的地方。引擎後半部安裝的地方離懸吊的支點很近，這樣不會有槓桿效應，抵銷搖臂的效果。同時，搖臂支點部分很強壯，你可以讓車架的其他地方彎曲；如果當時他們就已經在考慮這件事的話。

Öhlins：這個車架很傳統，但很有效。他們用了一個顛倒的Pro-Link後避震，以便騰出更多空間給底部的膨脹室，而且避震會充氣。這個車架設計師在車頭的部分做得很好：這跟之前的比起來剛性更好。

HRC每個幾年就會改組工程師團隊，引進新人刺激年輕的設計師。那時，工程師還不知道摩托車需要一定高度的重心幫助賽車轉向、立直車身以及把荷重轉移到輪胎上。這台車教會了他們這個真相！1984 NSR贏了六場比賽，但總冠軍還是輸給Yamaha。

Kalex：降低重心在四輪很有用，但卻不能讓摩托車跑得更快！就像0W61，看起來就像他們做好引擎，然後不知道要放在哪，怎麼裝。他們找了引擎堅固的部分當做頂部安裝點，但離龍頭太遠，所以他們把龍頭做得很粗壯。你可以看到前傾角越來越小，越來越高的搖臂軸心提供更多抗後沉的功能。因此，引擎動力越大，後懸吊伸長量就越少。較低的油箱位置並不好，因為當油料負荷減少，車手會因為液體流動的慣性而失去前端。

Öhlins：這看起來像是Andre de Cortanze的Elf 耐力賽車，油箱在引擎之下。De Cortanze是一位汽車工程師，他認為降低重心對摩托車來說很重要。這是瘋狂的法國工程學，但在某方面來說我還蠻喜歡的！前叉有Honda的TRAC 系統，這套系統在剎車時會關閉阻尼閥─但實際上並不太有用！

你可以說這是摩登時代的開端。這是Yamaha首個Deltabox 500cc鋁製車架。這不是Yamaha原創的想法，而是被西班牙天才Antonio Cobas在1982年打造的250賽車所啟發。

Kalex：這台車的設計概念更貼近現代，而大多數都是要改善輪胎抓地力，所以他們得把邊緣抓地力跟驅動抓地力分開，他們不得不打造一個側向剛性與扭轉剛性分開的車架。接著在加速與把荷重移到後輪之間有個過渡階段，所以會產生扭轉與側向彎曲。補油的驅動力越大，受到得扭轉彎曲就越大。在摩托車賽中，始終是在找一個折中的方案，永遠找不到一個最佳平衡。

Öhlins：現在他們有橫樑，從搖臂軸心連結到龍頭。前叉變得更寬，從41芯變成43芯。從那時開始，他們把一切都變得更硬，到1993年達到顛峰。

Honda 工程師努力想打造出一個配得上170匹馬力的車架。1988年車架太軟，1989年才又變硬。Eddie Lawson在一個賽季用上七個不同的車架，最後贏得世界冠軍。

Kalex：你可以看到他們為了增加縱向剛性，增加了車架頂部的截面大小。這台賽車的引擎吊架更深；也許是因為引擎的造型，但吊架裝在應力線外，所以他們打造出一個彈性控制區域。當引擎吊架變長時，就有一個槓桿可以拿來做些事。當吊架太短，就會太敏感，但如果變長，則更能好好的操控撓度。從幾何形狀看起來相當陡。

Öhlins：現在的車手不會喜歡這個車架！他們會說太硬了。我認為當時的人追求提高剛性。我們在1988年推出首個倒叉，這是Showa的首個倒叉。它們影響了賽車的動態性能，所以車廠在其他區塊也增加了剛性，因為一切都是息息相關的。

1989年有 Erv Kanemoto與Eddie Lawson的回饋幫助Honda工程師找到正確的車架開發方向。到了1996年NSR500已經是純熟的武器，15場比賽中贏了13場，讓Mick Doohan拿下他人生中五個世界冠軍的第三個。從1984年到2001年每一代的NSR拿過132 場勝利，成為大獎賽最成功的賽車。

Kalex：輪到我們的時代了！引擎吊架更靠近前端，而1989 NSR有三個安裝螺栓，這個只有兩個，但這之間還是有足夠的空間來承受縱向力。搖臂軸心做的很大，而且很高，所以防下蹲角更大。之所以需要這樣做是因為他們有更大的動力，很猛爆的動力，足以讓後避震一直往下壓，前端會一直浮舉。角度更高的搖臂代表搖臂已經是車架的一部份。但搖臂軸心無法調整，我認為這絕對是錯的。現在避震更容易被影響─因此他們意識到，如果可以更快改變設定與彈簧就能獲得更快的單圈時間。

Öhlins：這時的車架工程師已經意識到，車架越硬，懸吊的工作量越大。車手希望入彎時前端能給他信心，但不希望連經過一絲裂縫也讓他感受到─這樣太多訊息了。轉折點是1993年。Yamaha打造一個超硬的車架。Wayne Rainey第一次騎的時候，說感覺很好，但當他開始要做單圈的時候他看起來很擔心。所以我們在車架的兩個樑內側鑽孔，用鋼鋸連接，讓車架有點柔軟度，因此車手才不會覺得自己在一個相當不穩定且危險的處境。在這段時期NSR很少改變。搭載45mm鎂合金前叉。他們使用Showa前叉，然後又從我們的日本進口商那邊買了46mm前叉組來用，稱之為Sholins。

Honda 用他們首款MotoGP賽車徹底打敗對手，同時也成為MotoGP賽車的設計藍圖。較長的引擎吊架─允許更大的側向撓度─以及最重要的質量集中。RC211V 在MotoGP一亮相就在16場比賽中贏了14場。

Kalex：超棒的！這已經跟現在的車架差不多了。引擎吊架很長，所以可以去處理車架撓度的特性。整個設計更加簡潔有力：每樣東西都恰到好處，油箱位置更低。搖臂軸心是一體成型的，但主要還是會扣住車架。整個車架幾合從NSR當時就沒有甚麼改變，因為當時他們對此已有了解。那時CAD[電腦輔助設計]正夯，所以他們用電腦模擬幫忙設計。另外CAM[電腦輔助製造]正開始盛行，所以一切都是按照電腦模型生產，任何形狀開始都會出現。

Öhlins：跟0W76的龍頭比起來；這台沒那麼硬，能幫助賽車入彎。人們開始設計能夠協調的車架。我知道這次他們在引擎支架與搖臂軸心做了許多扭矩方面的實驗，因為你可以讓車架提高60%的剛性，但裝上引擎後，可能剩下10%。所以會試著透過鎖引擎與搖臂軸心的螺絲扭力值，來分散負載；可能你會試40Nm、80Nm、160Nm。避震是經典的SW 連結，我們稱之為SW是Swindon的簡稱，這是由Mick Mills所設計，在他來我們公司之前他在CCM Armstrong工作。

Ducati的Desmosedici從2003年到2011年用引擎當做車架的一部份(一開始是鋼管車架，然後是碳纖維車架)，之後跟所有人一樣換成鋁製雙樑車架。這台車讓 Casey Stoner拿下2007年世界冠軍。

Kalex：我不認為拿引擎當車架的一部份是個問題，但或許車架部份非常短這個事實，讓它很難控制撓度。而且，要在引擎發動的狀況下模擬引擎的撓度是很難的事情。加上這台車有很長很長很長的搖臂，還有內部隔版增厚來增加它的剛性。這個搖臂那麼的長，防後沉的效益很低。如果防後沉的效果在動力湧現的時候沒有發揮，那車手就少一件可以用油門控制的事了。這台車看起來重心在前頭。他們把所有的東西都放在前面，他們肯定擁有超過他們需要的動力。

Öhlins：.這組搖臂很長，但槓桿比就是槓桿比，儘管力臂那麼長。只要軸上的彈簧K值對了，就能得到適量的鏈條力與防後沉功能。[能讓後避震在補油時下沉量減少]，這樣就不用管搖臂有多長。事實上，這組長搖臂的搖臂角度不改變太多，所以鍊條力或多或少會保持不變，因此車手在各種情況下對賽車的表現就更有信心。有一些鍊條力是好事：當你完全傾斜，開始加速時，賽車被壓縮，你會希望這些力把後輪拉進車架內；你不會希望這些力把後輪推開。

YZR-M1自從2004年Valentino Rossi跨上賽車以來經過精心與合適的調教與開發，在普利司通的最後幾年達到顛峰。到了這個時候，這家車廠對於車架剛性方面的技術已經掌握得非常好，要不是天才新人Marc Marquez，他們很有機會贏得2013年世界冠軍。

Kalex：現在車架橫樑直接用實心胚料做成，前引擎吊架更長，有更大的橫向撓度；這很有可能是為了要獲得更大的縱向剛性，但在過彎時降低橫向剛性，壁後可能小於1mm，跟可樂罐一樣！橫樑上的洞不只是用來固定前支架，還能連結左右車架橫樑，形成一個三角形，增加縱向剛性，進而提高剎車時的穩定性。搖臂現在已經倒置了。我認為來自輪胎的力是從下方來的，所以這是你承受壓力的區塊，如此一來更能把力道傳到避震上。

Öhlins：看看前叉底部。這時，他們使用FEM[finite element method,有限元分析，用來做結構分析。]打造的。我們打造一個模型，施加負重與剎車扭矩，你能看應力的走向。這讓我們能移動車上的東西，並且把賽車輕量化。應力分布更平均，前叉的底部比以前我們用的鎂合金更輕，壽命更長。車架看起來很粗壯，不過裏頭不是中空的。現在的車架橫樑比較窄；一般來說，不會比1989年的NSR還硬。搖臂很輕，你能光用手就把他折彎。

Suzuki從2002年到2011年都使用GSV-R V4賽車，退出三年後，公司的工程師在2015年打造GSX-RR直四賽車。這台賽車是MotoGP場上最好操控的賽車，儘管動力是劣勢，但還是能跟更快的Ducati與Honda競爭。

Kalex：這是隻美麗的野獸─最美的那種！他們有可拆式的引擎吊架，很聰明；這部分可調就代表這裡是關鍵區域，需要下功夫。車架橫樑上黑色包覆物底下肯定有不同碳纖維編織法已獲得正確的扭曲點。他們有四個引擎支點，這也是好事，因為你有更多機會調整。我喜歡直四引擎，因為我認為這提供更多自由度。V四只能改排氣管位置，只有一個位置可以放油箱。V四主要就是看動力，但MotoGP賽車動力那麼大，只在每一圈中的幾趴用上全功率。

Öhlins：Suzuki有做功課。這台車經過深思熟慮而打造，我為他們鼓掌。你能看到Alex Rins 如何快速地衝進彎中，跑開，然後他能輕鬆地把賽車拉回線上。除了[Marc] Marquez的特技動作以外，其他人做不到。所有車廠都用我們的碳纖維前叉外管，很硬，但在彎中能提供側向撓度。我們可以根據纖維編織方法調整剛性，但現在大家都用相同剛性的前叉。車廠還用不同的三角台，不同的龍頭轉向培林設定來調整扭轉角，進而改善入彎能力。

（ 摘錄自 RoadRacing World 雜誌，2019 年 8 月號）

本篇翻譯文章感謝男神株式會社3.0 版主 Lee Meng Fei 提供，也感謝輝仔同意我在他把上下兩篇發布完成後，讓我收錄到摩托筆記中。

再次感謝！