Новый M8 BigTwin от Harley-Davidson

За крайние 80 лет это третий по счёту совершенно новый BigTwin, построенный компанией

Перевод и адаптация: coolbitchАдрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. ||  Оригинал: Kevin Cameron

Такое происходит нечасто. Но когда происходит - это "в десяточку". У всех нас в подкорке выжжены великие имена: Knucklehead, Pan, Shovel, Evolution и TwinCam - а теперь к ним добавится ещё одно. “Milwaukee-Eight”, или М8 - и он восьмиклапанник, как легендарные мототрековые тачки Harley старой школы.

Литраж нового движка - 107 кубдюймов (1,750 кублитров) или 114 кубдюймов (1,870 кублитров). Первыми получат эти двигатели туринговые модели 2017 года - однако, вне всяких сомнений, эти БигТвины и есть, собственно, будущее Harley-Davidson.

Новый восьмиклапанный Harley-Davidson Big Twin в 107-in² варианте.

Предоставлено Harley-Davidson

Стандартный 107-кубдюймовый движок М8 использует масляное охлаждение голов цилиндров и ставится на Street Glides, Road Glides, Electra Glide Ultra Classic, и Freewheeler-трайки.

Версией двигателя Twin-Cooled М8 с жидкостным охлаждением голов и радиатором оснащаются модели Ultra Limited, Road Glide Ultra и Tri Glide.

Вид сверху двигателя показывает жесткие трубчатые коромысла, каждое из которых управляет двумя клапанами. Зазор клапана поддерживается гидравлическими роликовыми толкателями. Две свечи на цилиндр - центральная и боковая.

Предоставлено Harley-Davidson 

Модели CVO Limited и Street Glide оборудуются движками Twin-Cooled М8 объёмом 114 кубдюймов с жидкостным охлаждением голов и радиатором.

"Да это вообще, блин, новый двигатель, однозначно!" - веско высказался Алекс Бозмоски, главный инженер Harley-Davidson по новой продукции. А этот парень, на минуточку, 34 года отпахал в компании и принимал участие в разработке Evo и TwinCam.

Проектирование БигТвинов от Harley-Davidson напрямую зависело от совершенствования сети автострад Америки. Покуда большинство дорог оставались грунтовыми, не позволяя как следует отжечь, моторы Knucklehead оснащались стальными цилиндрами и головами. С появлением бетонных 4-полосных хайвэев райдеры получили возможность катать на гораздо большие расстояния - и делать это существенно быстрее. Увеличившаяся мощность двигателей требовала улучшенного охлаждения, и тогда более теплопроводный алюминий сменил сталь - сначала в головках цилиндров. а затем и в самих "горшках". Так, основной упор в разработке последнего поколения TwinCam делался как раз на совершенствовании системы охлаждения.

Новый восьмиклапанный двигатель нацелен решить две главные задачи. Во-первых, повысить мощность и момент, при этом будучи экологичным (в нормах выхлопа), экономичным (в расходе топлива) и весьма надежным. Во-вторых - и это общая тенденция всей авто-мото-индустрии - добиться от катания на Харлее ощущения безусловного кайфа благодаря  усовершенствованным шасси, подвеске и трансмиссии. Опросы потребителей, числом 1000 байкеров в семи городах, сконденсировались в "Голос потребителя", и голос этот заявил компаниям - производителям моторов, что райдеры хотят от своих "коней" больше мощности для комфортной езды со "вторым номером" и манёвренности в потоке. Они хотят байк, способный нести седока покрупнее. Они хотят движки "похолоднее".

Главная задача - охлаждение. Уменьшенная четырёхклапанная камера сгорания дает меньше теплоты, а увеличенная площадь рёбер повышает рассеивание тепла.

Предоставлено Harley-Davidson

Само собой, каждый производитель накапливает данные от сервисных центров и отслеживает характерные проблемы, такие как перегрев движков и типичные механические поломки. Обсуждение конкретных случаев легко найти на интернет-форумах Harley. При необходимости в производственные схемы вносятся небольшие изменения, однако постройка по-настоящему нового двигателя требует объединить множество накопившихся улучшений в единый инженерный пакет.

Владельцы байков Harley-Davidson BigTwin откровенно прутся от внешнего вида движков с ребрами воздушного охлаждения, но цена за такую красоту - так называемое "стратегическое охлаждение", то есть интенсивный теплоотвод из конкретных областей двигателя. В недавней серии технологических изменений (кодовое имя - Rushmore) для движка TwinCam это выразилось в циркуляции жидкого хладагента в каналах вокруг каждого седла выпускного клапана головки цилиндра прямо к внешнему радиатору, а также обеспечении герметичности клапанного механизма и устранении факторов деформации - и потребовалось всё это вследствие увеличения мощности двигателя, а значит, и его теплоотдачи.

Большой новый 18-полюсный генератор с внешним ротором обеспечивает достаточное количество напруги при пониженных холостых - 850об/мин.

 Предоставлено Harley-Davidson

Это лишь один из двух основных способов терморегуляции двигателя - увеличение эффективного теплоотвода для обеспечения безопасного терморежима. Альтернативный подход заключается в разработке такой конструкции камер сгорания, при которой минимизируется выделяемое от сжигания топлива тепло, сохраняя при этом мощность и эффективность двигателя.

Поэтому в новом восьмиклапаннике отказались от традиционной hemi-подобной двухклапанной камеры сгорания с большой площадью поверхности, применив почти плоскую камеру с минимальной площадью поверхности и четырьмя клапанами.

"Настоящий" Хеми имеет ровно вдвое большую площадь поверхности, чем плоская камера сгорания, и для достижения высокого коэффициента сжатия, нужного  для создания высокого крутящего момента, Хеми-цилиндру может потребоваться куполообразная голова, также увеличивающая площадь рабочей поверхности. Таким образом, замена полусферического двухклапанного Хеми на почти плоский четырёхклапанник существенно уменьшает площадь поверхности головки и поршня, через которую идет забор тепла.

Вид справа на открытое двигло: разглядываем новый одиночный четырёхкулачковый распредвал.

Предоставлено Harley-Davidson

 Значение общего воздушного потока на восьмиклапаннике увеличилось вполовину по сравнению с предыдущим двигателем, а размер отверстия в дросселе теперь 55 мм. На вырост, тудыть его! Прямоточный впускной тракт спроектирован так, чтоб как можно меньше шуметь и не делать седоку нервы.

Ещё один способ снизить теплоотдачу - ускорить сгорание топлива, сокращая тем самым время контакта головы и поршня с пламенем. Ускорение сгорания от двух свечей на цилиндр - лишь один элемент, применённый в "Милуоки-8" для достижения эффекта: другой - невидим, и заключается он в тысячах часов исследовательских симуляций потока воздушно-топливной смеси и взрывообразования в цилиндрах. Упомянутый инженер Бозмоски заяснил, что система синхронизации зажигания в новом холодном двигателе "более продвинутая, современная, что-ли", и что применяемые в прошлом системы предупреждения перегрева часто влияли на искрообразование, приводя к детонации вследствие раннего зажигания, что, разумеется, снижало производительность двигателей. Ирония в том, что, выставляя позднее зажигание для устранения детонации, повышали нагрев двигателя.

Новая 49-мм "вилка" с толстыми поршнями и переменным сечением канала амортизирующей жидкости даёт отличную управляемость на "медляках", при этом не уходя в жесткач на высоких скоростях.

Предоставлено Harley-Davidson

Инженеры знают, что критическая зона любой четырёхклапанной головы - "выхлопной мост", узкий участок, разделяющий два выпускных клапана в каждом цилиндре. И очевидная тому причина в том, чо этот участок металла поджаривается выхлопами сразу с двух сторон. В некоторых четырёхклапанных конструкциях с воздушным охлаждением соблазнились грубым силовым решением: делать цельную толстую бронзовую отливку "горшка" прямо с сёдлами клапанов и отверстиями под свечи. Но это ухудшает охлаждение - бронза менее теплопроводна, чем алюминий. В моторе М8 107 (цилиндр 3.937 дюйма, ход поршня 4.375) "выхлопной мост" охлаждается прокачкой масла через радиатор, висящий перед картером. В моделях 107 и 114 (размерность 4.016 x 4.500 дюйма) с системой двойного охлаждения Twin-Cooled хладагент (вода/антифриз) циркулирует по каналам сердечника, который окружает выпускные клапаны, остужаясь затем в радиаторах, установленных спереди по обе стороны двигателя.

Поскольку эти новые моторы увеличенного объёма рассеивают меньше тепла (более холодные, так сказать), используют стратегическое охлаждение выпускных клапанов, то они в состоянии безопасно работать при высоких коэффициентах сжатия (до 10,5:1), что обеспечивает большую мощность и крутящий момент (эмпирическое инженерное правило: максимальное давление в камере сгорания - компрессия Х100). В результате новые байки выдают больше на 10 процентов крутящего момента, и потому пуляют на 2-3 корпуса быстрее от 0 то 100 км/ч, и на 1-2 корпуса бодрее от 100 до 130 км/ч (на верхних передачах). Harley-Davidson также утверждает, что изменения в новых движках привели к улучшенной экономичности - а причина в том, что меньше энергии идёт в нагрев железа и больше - на удар в зеркало поршня.

А у задних амортизаторов есть вентиль для ручной предварительной регулировки - безо всякого инструмента!

Предоставлено Harley-Davidson

Каждый цилиндр теперь оснащён датчиком детонации ускорительного типа, что, в сочетании с работой ЭБУ защищает мотор от "дизеления". Зарегистрировав 1-2 цикла детонации, система "припоздняет" зажигание, чтобы устранить неправильное воспламенение смеси в цилиндре. Эта система существенно лучше предыдущей, основанной на определении детонирования смеси посредством измерения ионных токов.

Выпускная система спроектирована так, чтобы по возможности удалить горячие элементы от седоков.

У новых моторов, наподобие оригинального BigTwin - EL 1936 года - один распредвал  с четырьмя кулачками, вместо двух распредвалов у TwinCam. Привод цепной с автоматическим гидравлическим натяжителем. Меньше деталей - меньше шума и трения. Сказанное при первом появлении мотора Evo справедливо и сегодня: "Мы убили шум, чтобы сберечь музыку". Американское Агентсво по охране окружающей среды устанавливает максимально допустимый уровень звука, определённым образом измеренный. Издаваемый байком звук - частично от выхлопа (то, что надо), частично от работающих механизмов (фтопку). Механические шумы часто содержат энергонасыщенные высокочастотные звуки (звякание, щелчки и т.д.), вот как раз их выявление и подавление позволяет очистить звук до "богатой выхлопной сигнатуры". Несколько лет назад кулачки распредвала BigTwin управлялись через шестереночную передачу, и шум возникал из-за чрезмерного люфта (громкие щелчки от непрерывной быстрой смены момента на кулачках), либо от неровной формы зубьев. Обе причины были дорогостоящими в устранении. Закупили швейцарские шлифовальные станки для точного профиликования зубьев шестерён, а для устранения люфтов требовалась отнимающая много времени избирательная подгонка. Теперь автоматически подтянутая цепь исключает люфт и равномерно распределяет нагрузку по зубцам звёздочек, делая работу механизма тихой. Мы любим красивую чёткость коробки передач, но ещё мы любим простоту.

На открытом кривошипно-шатунном механизме виден зубчатый вал противовеса.

Предоставлено Harley-Davidson

Изначально применявшееся резиновое крепление BigTwin гасило 75 процентов вибраций двигателя. Когда запустили в тесты мотор с полным подавлением вибрации, байкеры дружно сказали: "Нахер!" - ведь небольшая дрожь крупного зверя под твоим седлом есть неотъемлемая часть уникального самоощущения от Harley. Наездники старой школы знают толк трясущихся движках - а вот молодёжь в наши дни этого уже не понимает. Но Harley, похоже, сумел угодить и старым байкерам - небольшой вибрацией, что им так мила, и более "нежным" седокам - "пригладив" двигатель. Понятно, что постоянная сильная вибрация весьма утомительна, и ездоки на "дальняках" хотят от движка плавности, а всё же надо, чтоб байк слегка трясся на холостых, сохранив живость взаимодействия с хозяином.

Внедрение уравновешивающего вала в устанавливаемый "на резину" двигатель "Милуоки-8" позволяет использовать его в линейке Softail, где применяется жёсткое крепление двигателя. Затем появилось решение TwinCam - двигатель с взаимоуравновешивающими цилиндрами (тип "B"), представленное в 2000 году. Harley-Davidson такой подход никак не прокомментировал.

В открытом синхронизаторе видны маслопомпа Gerotor внизу и внутренный подшипник эесцентрика - над ней.

 Предоставлено Harley-Davidson

Новый картер по весу почти как старый, однако конструкция сложной формы сделала его на 23 процента прочнее. Основные элементы литья обёрнуты в термоусадку, раскрывая очертания внутренних частей и добиваясь мускулистой функциональности.
Усилен корпус коробки передач, внедрены "ножницы" антиблокировки передач для устранения треска "на горячую".

Мелочи важны. В прошлом при переливе масла его избыток смачивал воздушный фильтр через сапун. Теперь сапун пустили через трансмиссию.

Холостой ход снижен с 1000 до 850 об/мин для "лучшего звука и меньшей теплоотдачи". Новый генератор переменного тока обеспечивает от 24 до 25 ампер на таком низком холостом ходу, при этом на крейсерских оборотах выдаёт на 50% больше.  «Он обеспечит энергией все необходимые приблуды», - сказал Бозмоски. Новый 1,6 кВт (2,14 л.с.) стартер заменяет предыдущий 1,2 кВт (1,6 л.с.). Автоматическая подстройка компрессии обеспечивает бодрый подрыв с места.

В разрезе цилиндра с головой показано усиленное охлаждение критических зон - седла выпускного клапана и выхлопного моста - синим цветом циркулирующего хладагента. Также не обделите вниманием чудную отделку поверхности рёбер, облегчённый поршень с уплотнительными кольцами низкой посадки.

Предоставлено Harley-Davidson

В условиях современного глобального рынка интересующиеся брендом HD байкеры (среди них немало деятелей из разных стран планеты) разбаловались и ждут уже нечто большего, чем воплощение великих традиций; эти пассажиры взыскуют новых уровней утончённости.

Многие часы аналитического инжениринга затрачены на полную перенастройку первичного цепного привода для улучшения работы и уменьшения размера. Главная проблема литражного Твина заключается в преобразовании серии высокомоментных ипульсов двигателя в плавный ход мотоцикла - без образования резонансных подёргиваний. Интуитивное решение - массивные маховики - не годится: чем они тяжелее, тем хуже ускорение. Кроме того, когда две большие массы - коленвал и собственно байк - гибко соединены (ведь ни одна трансмиссия не бывает абсолютно жёсткой),  могут возникать любые виды  колебаний.

Усиленное сцепление с гидравлическим приводом Brembo облегчает переключение передач. ЭБУ двигателя перенастроено на моменто-зависимую схему работы (положение ручки "газа" интерпретируется процессором как запрос на определенный крутящий момент, а не угол заслонки дросселя). Тихие гидравлические толкатели с вращающимися роликами продолжают использоваться, и Harley-Davidson утверждает, что раздвоенные коромысла - по два на голову - не требуют регулировки для всего срока службы двигателя. С восемью уменьшенными, облегчёнными клапанами вместо первоначальных крупных четырех, общая масса движущихся клапанов остается в целом неизменной, но давление на сёдла теперь снижено, что приводит к практически полному отсутствию износа или деформации. Инженер Бозмоски высказался в то смысле, что работа двигателя "звучит и впрямь утончённее".

Шатунная система осталась прежней, с крупными концевыми роликами, однако сами шатуны теперь больше и прочнее, чтобы справиться с возросшим моментом двигателя.

Трансмиссия Harley-Davidson Milwaukee-Eight в разрезе

Предоставлено Harley-Davidson

Инженеры, занимавшиеся разработкой трансмиссии, много месяцев работали в цифровом симуляторе. И когда всё воплотилось в железе - они убедились, что очевидные улучшения ходовых качеств сможет заметить любой наездник.

Передняя и задняя подвески полностью переработаны для улучшения управляемости и устранения отдачи. новая 49-мм вилка построена с применением "технологии клапана с двойным изгибом".  Это означает, что в ней используются запорные клапаны с регулируемой диафрагмой в картридже, которые могут обеспечить превосходный контроль на низкой скорости (предотвращая эффект заваливания) без сильной отдачи при резких ударах - что было недостижимо на старой системе фиксированных демпфирующих отверстий. Слова «изогнутый клапан» относятся к тому, как реализованы переменные отверстия; в этом случае канал потока амортизирующей жидкости через поршни амортизатора,  когда байк непрдвижен, перекрыт тонкой шайбой. Поскольку движение подвески вызывает перемещение жидкости в каналах амортизатора, свободный край замыкающей поток шайбы отклоняется под возросшим давлением жидкости, что изменяет форму канала на больший конус, а это, в свою очередь, увеличивает поток жидкости. Правильно настроенный амортизатор, таким образом, обеспечивает адекватное обратное усилие на своём поршне, пропорциональное скорости перемещения самого поршня, что в итоге даёт хорошую управляемость и комфортную езду.

Крупные поршни амортизатора, задействующие больше масла на дюйм хода подвески, содействуют улучшению комфорта на низких скоростях. Ход передней вилки составляет 4,6 дюйма на стандартных моделях и 3,9 дюйма на заниженных.

Harley-Davidson Milwaukee-Eight 107

Предоставлено Harley-Davidson

Новая задняя подвеска построена с увеличенным диапазоном регулировки предварительной настройки, при этом устранены как протечки от возушных ударов, так и необходимость таскать дополнительный инструмент. 23 оборота одной-единственной головки дают 1 дюйм предварительной настройки. Как и в случае новых вилочных амортизаторов, более крупные поршни задних демпферов придают подвеске повышенную способность контролировать движение.

Нам известно, что в дополнение к тысячам часов анализа и интеллектуального компьютерного моделирования, которые затрачены на эти новые двигатели, аналогичные временные затраты были сделаны в реальных испытаниях на платформе и динамометрическом оборудовании, а также исчерпывающей дорожной эксплуатации для проверки всех изменений оборудования.

Все эти усилия подчеркивают непреходящую важность исследований для Harley-Davidson. BigTwin, новый Milwaukee-Eight, является истинным ядром бизнеса Harley, «двигателем», который в конечном итоге стимулирует продажи - вплоть до последнего брелока с символикой. Это сердце, душа и звук, которые едины для миллионов поклонников бренда по всему миру. Все BigTwin-ы были разработаны, чтобы удовлетворить Последователей, но, возможно, больше, чем любой BigTwin, Milwaukee-Eight разработан и усовершенствован, чтобы охватить более широкую аудиторию. Если когда-либо двигатель вдохновлял религиозный пыл - это точно он.

Кто-то крикнул: "Аллилуйя"?

"Кастрюля" воздухана Harley-Davidson Milwaukee-Eight 107

Предоставлено Harley-Davidson