Полноприводный мотоцикл BMW andriusscott wrote in January 4th, 2016
Вседорожный мотоцикл BMW R 1200 GS пользуется заслуженным уважением мото-путешественников по всему миру. Но даже у столь замечательной техники, порой возникают ситуации, когда стандартных 125 лошадей приводящих заднюю ось уже недостаточно, чтобы сдвинуть с места тяжелый агрегат со снаряженной массой 260 кг. Что делать, толкать?
Немецкая компания Wunderlich , давно занимающаяся выпуском аксессуаров для двухколесной техники BMW, предложила выход - моторколесо.
Wunderlich X2
имеет установленный на передней оси тяговый электродвигатель от итяльянской Evolt, мощностью 10 лс (7,6 кВт), что на пару со стандартным ДВС, позволяет успешнее преодолевать внедорожные участки, избавляя владельца от излишней физической работы.
Электромотор может работать и автономно, позволяя передвигаться со скоростью до 20 км/ч вперед и 3 км/ч в режиме реверса.
К сожалению, данная работа пока является концептом и детали проекта, в частности, емкость батареи и успешность согласования работы двух силовых установок, остались за кадром.
Попытки создания поноприводного мотоцикла предпринимались и ранее, но до сих пор, единственным серийным воплощением оставалась Yamaha WR450F 2-Trac
выпускавшаяся с 2004 года.
Система 2-Trac, позволяла при пробуксовке заднего колеса с помощью гидронасоса подключать переднее, передавая на него до 15% тяги.
Мотоцикл показал с себя с хорошей стороны, в том числе на ралли Париж-Дакар, но как и другой революционный проект - GTS1000 оснащенный рычажной передней подвеской, большого успеха не имел.
Массовый покупатель, с настороженностью относится к инновациям.
Возможно, хоть на этот раз идея приживется
Два колеса победы Yamaha WR450F 2-Trac — единственный серийный спортивный мотоцикл с полным приводом. Вот уже четвертый год французский гонщик Давид Фретинье на этом мотоцикле добивается фантастических результатов во время ралли Дакар и на песчаной трассе в Марокко. В 2005 году его «монополия» на полный привод закончилась: в ралли приняли участие еще несколько таких машин
Почти незаметен Привод заднего колеса у Yamaha WR450F 2-Trac — традиционный цепной. Короткая цепь от коробки передач вращает гидравлическую помпу. Масло, прокачиваемое помпой по замкнутому контуру, приводит в движение гидромотор на оси переднего колеса. Система столь компактна, что такой мотоцикл издали легко принять за обычный заднеприводной. Отличает его лишь две тонкие трубки, ведущие к гидромотору, закрытому небольшим кожухом
Двухколесный трактор Самый известный полноприводный мотоцикл — ROKON — был сделан в 1968 году, но успешно продается и сейчас
Переднеприводными и полноприводными автомобилями сегодня никого не удивить. Никому, кроме автокроссменов-экстремалов, даже не придет в голову быстро ехать по грязи, снегу или льду на заднеприводной машине. А полноприводные суперкары, например Lamborghini Diablo VT, не имеют равных по динамике разгона благодаря способности трогаться с места без пробуксовки. А вот преимущества мотоциклетного полного привода в таких условиях были подтверждены совсем недавно: французский гонщик Давид Фретинье с блеском продемонстрировал это в 2002 и 2003 годах, выступая на мотоцикле Yamaha WR450F 2-Trac на песчаной раллийной трассе в Марокко. Результаты, показанные им в 2004 году в ралли Дакар (победа в классе 450 см³, три выигранных этапа и седьмое место в общем зачете), настолько впечатлили соперников, что в 2005 году в ралли участвовали еще несколько этих полноприводных двухколесных машин, а сам Фретинье победил в классе 450 см³ и занял 5 место в общем зачете!
Для тех, кто не ищет легких путей
Мотоциклы с полным приводом имеют богатую историю. Их создателям пришлось столкнуться с множеством технических проблем. В автомобилях полуоси и шарниры равных угловых скоростей, подводящие крутящий момент к ступице, находятся сбоку, предоставляя управляемому переднему колесу достаточно пространства для поворота в любую сторону. Очевидно, что габариты мотоцикла не позволяют применить конструкцию, аналогичную автомобильной, тем более что колеса мототехники зачастую имеют больший диаметр.
Для мотоцикла особенно важны баланс и развесовка. Если расположить трансмиссию сбоку от колеса, сместив тем самым центр тяжести машины в сторону от геометрической оси, мотоцикл будет по‑разному поворачивать вправо и влево. Следует учитывать и неподрессоренную массу — вес узлов, жестко связанных с колесами, а не отделенных от них подвеской.
Чем больше неподрессоренная масса мотоцикла — тем хуже его управляемость и плавность хода.
Очевидным решением геометрических проблем полного привода на мотоцикле является применение цепей или валов, параллельных передней вилке и поворачивающихся вместе с ней. При этом необходимо использовать как минимум две цепи (вала) — от двигателя (коробки передач) к редуктору на рулевой колонке и от редуктора вдоль вилки к колесу. В реальных конструкциях приходилось использовать до четырех цепей. Такое усложнение конструкции влечет неизбежные проблемы с обслуживанием и надежностью. Дополнительная сложность заключается в том, что при работе передней подвески длина привода должна изменяться.
В последнее время на мототехнике получила распространение консольная схема крепления переднего колеса, при которой колесо крепится не на традиционной поворотной вилке, а на системе рычагов, как в автомобиле. Казалось бы, консоль позволит легко реализовать полный привод. Однако подобные конструкции так и не вышли из опытных мастерских. Отчасти это связано с тем, что габариты консольной подвески накладывают ограничение на диаметр колеса: чаще всего консоль встречается на маленьких скутерах, которым полный привод не нужен.
В попытках реализовать полный привод на мотоцикле конструкторы приходили даже к таким оригинальным решениям, как гибкий вал. Принцип его работы легко понять, покрутив в руках кусочек резиновой трубочки.
Двухколесный трактор
Первый полноприводной двухколесный мотоцикл был сделан из серийного британского Raleigh в далеком 1924 году. Машина использовалась для тренировок и так и осталась единственным экспериментальным образцом.
Самый известный мотоцикл 2х2 был произведен в 1968 году. ROKON — так называется этот вездеход — можно считать одним из самых остроумных и удачных изобретений ХХ века. Не претерпев каких-либо значительных конструктивных изменений, ROKON успешно продается и по сей день. Девиз его таков: «Это не мотоцикл, это двухколесный трактор». Переднее колесо ROKON приводится двумя цепями, заднее также имеет классический цепной привод. Проблема подвески решена радикально — она на ROKON отсутствует, а амортизирующими свойствами обладают широченные шины-дутики. Они обеспечивают низкое давление на грунт, позволяя мотоциклу не тонуть в жидкой грязи и не зарываться в песок.
Конструкторам удалось добиться чрезвычайно малого веса мотоцикла — менее 100 кг. Благодаря широким шинам, малой массе и постоянному полному приводу ROKON способен самостоятельно справиться практически с любым бездорожьем.
Полный привод — не единственная техническая особенность ROKON. Например, его колесные диски выполнены в виде герметичных барабанов и способны нести в себе дополнительный запас воды или горючего. Мало того, благодаря «пустым» дискам и широченным шинам мотоцикл имеет положительную плавучесть и не может утонуть!
ROKON оснащен практически бесшумным четырехтактным двигателем мощностью 6,5 л.с., что вполне достаточно для его веса. У него автоматическое центробежное сцепление и трехступенчатая коробка передач. Ступени (они же режимы) коробки не переключаются на ходу. Водитель сразу выбирает нужный режим езды, после чего оперирует только газом и тормозом. Первая передача пониженная — для особо сложных внедорожных условий. Вторая — для неспешного маневрирования. Третий режим позволяет разогнаться до максимальной скорости — она составляет 50 км/ч.
ROKON — уникальное транспортное средство, способное проехать где угодно, а в крайнем случае его можно унести на себе. Недаром в 2001 году партию этих машин закупила армия Иордании.
Просто, как 2х2
В конце 90-х компания Yamaha возобновила эксперименты в области мотоциклетного полного привода во взаимодействии с Ohlins — мировым лидером в производстве амортизаторов, деталей подвески автомобилей и мотоциклов, а также гидравлического оборудования. Сотрудничество оказалось настолько плодотворным, что вскоре аппарат Yamaha WR450F, оснащенный системой полного привода 2-Trac, доказал свое преимущество на раллийном чемпионате.
Привод переднего колеса у мотоцикла Yamaha 2-Trac гидравлический. От коробки передач короткой цепью приводится гидравлическая помпа. По замкнутому контуру гидравлических шлангов циркулирует масло, подводя момент к гидромотору, расположенному непосредственно на оси переднего колеса. Система столь компактна, что оснащенный ею мотоцикл издалека легко принять за обычный заднеприводнoй.
Преимущества системы 2-Trac очевидны. Ее установка не требует серьезных вмешательств в конструкцию мотоцикла благодаря минимальным размерам и весу. Эндуро Yamaha WR450F — это лишь первый полноприводной образец. В настоящее время системой 2-Trac оснащаются и супермотарды, и даже спортбайк Yamaha R1 (в порядке эксперимента).
Главное достоинство 2-Trac — автоматическое распределение крутящего момента между передним и задним колесом без каких бы то ни было специальных устройств. Когда заднее колесо имеет надежное сцепление с дорогой, переднее колесо фактически катится свободно, как у обычного мотоцикла. При этом скорости вращения помпы и гидромотора равны и крутящий момент на переднее колесо не передается. Но стоит заднему колесу сорваться в пробуксовку, обороты помпы вырастают относительно оборотов гидромотора и до 15% крутящего момента передается переднему колесу по гидравлическому контуру — мотоцикл становится полноприводным.
Данная особенность позволяет пилоту чувствовать 2-Trac не хуже привычного заднеприводного мотоцикла. В то же время, стоит аппарату зарыться в песок или заскользить на снегу, он будто сам вытаскивает себя из плена. При первом знакомстве с 2-Trac у пилота возникает ощущение, что у мотоцикла убавилась мощность: его нельзя так же просто, как заднеприводной, сорвать в эффектный занос. Тем не менее, уже добравшись до финиша, гонщик обычно с удивлением обнаруживает, что показал более высокий результат.
На сегодняшний день 2-Trac следует признать самой эффективной системой полного привода на мотоцикле. Байки, оснащенные 2-Trac, уже можно свободно приобрести. Причем в данном случае речь идет не об утилитарном тракторе ROKON, а о скоростных спортивных машинах.
2х2х2
Несмотря на успех 2-Trac, энтузиасты не оставляют попыток разработать мотоцикл принципиально новой конструкции. Изобретатель Ян Драйсдэйл, основатель одноименной компании Drysdale, производящей эксклюзивные мотоциклы, для создания своего детища Dryvtech 2x2x2 отбросил здравый смысл и начал работу над байком с чистого листа.
Dryvtech имеет консольное крепление и гидравлический привод обоих колес. Помпы, приводимые в движение 250-кубовым двухтактным двигателем, и гидромоторы, расположенные на осях колес, не турбинные, а поршневые. Фактически трансмиссия для каждого колеса представляет собой два поршня, соединенных масляным столбом. Такой привод называется гидростатическим и обеспечивает минимальные потери момента. Двигатель вращает переднее колесо на 5% медленнее заднего, благодаря чему мотоцикл становится полноприводным при пятипроцентной пробуксовке заднего колеса. Это обеспечивает лучшую управляемость мотоцикла, а также предохраняет гидравлику от перегрузки.
Однако главная особенность Dryvtech заключается в том, что мотоцикл не просто полноприводной, но и полноуправляемый! Его рулевое управление реализовано с помощью гидравлики, причем при повороте руля, например, на 10 градусов переднее колесо поворачивается на 5 градусов в сторону поворота, а заднее — на 5 градусов в обратную сторону. Таким образом решается проблема ограниченных углов поворота колес мотоцикла, и поворот переднее и заднее колеса Dryvtech проходят практически по одной траектории. Мотоцикл отличается повышенной маневренностью и устойчивостью.
И хотя на сегодняшний день Dryvtech 2x2x2 воспринимается скорее как технологический курьез, нежели как конкурент 2-Trac, Драйсдэйл постоянно пытается улучшить свою модель. Впрочем, сносно ездить на полноуправляемом мотоцикле умеет пока что только сам изобретатель.
В нынешнем 2004 году Yamaha выводит на рынок мотоцикл с приводом на оба колеса. Хотя это не первый подобный аппарат в истории, новая машина станет событием. Ведь она будет первой моделью, полностью раскрывающей преимущества такой схемы, как в плане проходимости на бездорожье, так и по части безопасности скоростной езды по асфальту.
В январе 2004 года завершилось очередное ралли Париж-Дакар. В классе мотоциклов с объёмом 450 «кубиков» победил француз Давид Фретине (David Fretigne) на мотоцикле Yamaha WR450F 2-Trac .
Гонщик обогнал многих соперников на мотоциклах с куда большим рабочим объёмом, победив на трёх этапах и заняв седьмую строчку в общем, мотоциклетном, зачёте.
Событие это примечательно тем, что означенный мотоцикл — один из немногих в мире — с приводом на оба колеса. А ещё — скоро он будет доступен на рынке!
Однако прежде, чем мы подробнее расскажем о японской новинке — немного истории.
Самые ранние опыты по созданию полноприводных мотоциклов (мы не рассматриваем здесь мотоциклы с «активной» коляской) относятся к 1924-1937 годам.
Тогда сразу несколько изобретателей кустарным образом переделывали обычные мотоциклы в полноприводные. Получалось не очень здорово.
Механическая трансмиссия с валами и цепями была ненадёжна. Трудно было заставить её нормально работать с передним колесом, которое и поворачивалось и «прыгало» вверх-вниз.
Один из первых образцов полноприводных мотоциклов: 1934 год, цепной привод на переднее колесо, автор — некий Бертольд Эриксон (Bertold Ericsson) (фото с сайта markvanderkwaak.com).
Компания не торопилась. Она вообще несколько лет не афишировала свои исследования. Лишь в 1998 году японцы показали прототип экзотической двухколёсной машины на выставке, продолжая экспериментировать с конструкцией.
В 1999-2002 годах полноприводные «Ямахи» неплохо выступали в ралли. Причём каждый раз это были машины, построенные на базе различных серийных моделей фирмы.
И вот недавно последовал триумф Фретине и объявление, что конструкция полного привода для мотоцикла отшлифована настолько, что готова стать серийным продуктом.
Надо сказать, что в 1980-х Yamaha опробовала несколько вариантов механической трансмиссии и нашла, что они слишком тяжелы, сложны и капризны, требуют большой переделки всей конструкции мотоцикла.
В сравнении с ними гидравлическая система оказалась относительно проста, легка, компактна и, если так можно выразиться, дискретна, что было удобно по компоновочным соображениям.
Yamaha WR450F 2-Trac во всей красе. Обратите внимание на шланги, идущие к передней ступице (фото с сайта gizmo.com.au).
Поэтому новая система 2-Trac использует гидравлический насос, расположенный выше коробки передач и приводящийся цепью.
Насос связан гибкими шлангами с гидравлическим двигателем, расположенным в ступице переднего колеса.
Мощность, передаваемая на переднее колесо, пропорциональна скорости заднего колеса: чем больше тыловое колесо буксует и теряет тягу, тем больше гидравлическая система увеличивает тягу в колесе переднем. Она может передать на него до 15% мощности мотоциклетного двигателя.
И наоборот — восстановление сцепления с дорогой заднего колеса плавно (чтобы не происходило заноса и рысканья) уменьшает мощность, отдаваемую вперёд.
Схема гидропривода переднего колеса на новой «Ямахе» (иллюстрация с сайта gizmo.com.au).
Гонщики, опробовавшие новинку, утверждают, что мотоцикл с системой автоматического перераспределения тяги легко проходит там, где зарывается его классический аналог — с такими же шинами, и тем же двигателем.
А на грязи, песке или мокрой глине новинка отличается ещё и лучшей управляемостью. «С этим мотоциклом не приходится бороться», — говорили спортсмены.
Хотя первый мотоцикл с этой системой, который предлагается для широкой продажи — это переделанный серийный «Эндуро» WR450F, фирма намерена в дальнейшем ставить 2-Trac на свои скутеры и даже на мощные супербайки.
Привод масляного насоса от коробки передач и почти незаметный гидродвигатель на переднем колесе — изюминка мотоцикла Yamaha WR450F 2-Trac (фото с сайта gizmo.com.au).
Новая автоматика и полный привод должны обеспечить повышенную безопасность спортивным мотоциклам — это новое направление применения схемы 2х2 — козырь Yamaha.
В частности, испытания однолитрового R1 с такой системой показали его превосходство над стандартной версией в устойчивости и управляемости на больших скоростях и на мокром асфальте.
На залитом дождём гоночном треке этот аппарат привозил своему серийному близнецу-R1 пять секунд на круге.
Интересно, что пока не объявлена цена «набора» 2-Trac, но фирма утверждает, что разница по сравнению с обычными машинами будет не слишком велика.
Идея создания полноприводного мото беспокоила умы инженеров во всём мире с момента появления самого первого мотоцикла. История видела множество различных конструкций, в том числе - переднеприводных, но до серийного выпуска дошли немногие.
Почему? Опытным пилотам привод на переднее колесо не нужен в принципе - вся школа езды на эндуро строится вокруг заднего привода, да и в гонках дополнительные узлы, снижающие общую надёжность и повышающие массу, не прижились. Обратите внимание - даже в зачёте автомобилей «Дакара», время от времени, выигрывают не полноприводники, а именно заднеприводные багги.
Но если спортивных амбиций у вас нет, а лазить на мотоцикле хочется там, куда не каждый квадроцикл доберётся, то полный привод может стать хорошим решением. Недостатки любого полноприводного мотовездехода - сложная конструкция, высокие неподрессоренные массы, и, как правило, скромный ход передней подвески, ставят крест на высоких скоростях, но и нужны они далеко не всем, особенно, если цель просто доехать или получить удовольствие.
Отечественный мотоцикл «Баксан» во время экспедиции на гору Эльбрус. Фото - Сергей Груздев
В мире существует немало реализаций идеи полноприводной трансмиссии для мотоцикла, так или иначе пытающихся побороть основные недостатки, присущие такой конструкции, но мы в первую очередь будем рассматривать серийные полноприводные аппараты, которые сегодня можно купить. Однако, самые интересные штучные аппараты с колёсной формулой 2х2 всё же стоит упомянуть.
Например, в России большой популярностью пользуется полноприводный мотоцикл «Урал». Серийно «Уралы» с полным приводом не выпускаются, ограничиваясь лишь дополнительным приводом на колесо коляски. Но полноприводными «Уралы» умельцы делают самостоятельно: разворачивают редуктор заднего моста и крепят его на вилке, соединяют с автомобильным ШРУСом и редуктором, отбирающим мощность с муфты кардана заднего колёса через цепь.
Классическая схема реализации полного привода на мотоцикле «Урал». Фото - Nemoy
Реже, самоделки строят и из более простых аппаратов с цепным приводом. Реализовать трансмиссию 2х2 на таких мотоциклах сложнее - приходится ставить дополнительную ведущую звезду, тащить вторую приводную цепь через весь байк, подбирать подходящий угловой редуктор, ставить ШРУС и ещё один редуктор, после чего отдельной цепью передавать момент на переднее колесо. Вдобавок, приходится изобретать новую вилку, как правило, параллелограммного типа, ведь телескопическая с цепным приводом работать не сможет.
Самым ярким примером такого полноприводного мотоцикла, построенного своими руками, является «Баксан», в 2003-м году забравшийся на вершину Эльбруса.
Самодельный полноприводный мотоцикл «Баксан» с цепным приводом и параллелограммной вилко
й в
Западные инженеры идут дальше и пытаются экспериментировать с типом привода, например, используя конструкции, где телескопическая вилка работает в паре с карданом изменяемой длины. Аналогичная схема полного привода применяется и на серийных мотоциклах, но о них мы поговорим ниже, а пока - фото одного из самых известных полноприводных , пусть и построенного кастомайзерами.
Полный привод на этом байке реализован посредством кардана, изменяющего длину вслед за ходом вилки. Фото - Rev"it
Говоря о кастомайзерах нельзя не упомянуть компанию Wunderlich , специализирующуюся на изготовлении тюнинга и аксессуаров к мотоциклам . Для выставки EICMA 2015 производитель подготовил полноприводную версию туристического эндуро , оснастив его гибридной силовой установкой, сочетающей 125-сильный бензиновый «оппозит» и мотор-колесо мощностью 10 кВт с задним ходом.
История с полноприводным BMW получила продолжение 1 апреля 2017 года, когда представители баварского бренда выпустили заявление о серийном производстве R1200GS xDrive Hybrid, впрочем, оказавшееся шуткой.
Помимо вышеописанных, относительно часто встречающихся конструкций, бывают и совсем уж безумные решения, например, австралийский Drysdale Dryvetech 2×2×2. Это не ошибка, в названии действительно три двойки: помимо полного привода аппарат имеет ещё и оба поворачивающихся колеса. Такая конструкция стала возможной благодаря тому, что этот полноприводный мотоцикл вообще не имеет ни карданов ни цепей, одни лишь шланги, по которым гидравлический насос гоняет жидкость, приводя в движение колеса. Таким же образом реализовано и рулевое управление.
Что же до серийных полноприводных байков, то мотоциклы с колёсной формулой 2х2 строят в Европе и США, а в России существует сразу несколько производителей. Первым серийным полноприводным мотоциклом стал американский «Рокон», вставший на конвейер ещё в конце 60-х и по сей день пользующийся спросом во всем мире. Цепной передний привод и 208-кубовый моторчик не способствуют скоростным рекордам, зато, в отличии от других, топовая версия Rokon оснащается уникальными колёсами.
Rokon Trail Breaker 1973 года с уникальными колёсными дисками. Фото - Antiquemotorcycle
Да, ставятся они не на все версии, а только на топовый Rokon Trail-Breaker, но такой фишки нет ни у одного конкурента: колёсные диски по совместительству являются канистрами, в которые можно налить топливо. Или, в случае, если они пусты - поплавками, благодаря которым мотоцикл обладает хорошим запасом плавучести, и, при необходимости, может переплыть реку. Такой аппарат стоит не дёшево - более 450 тысяч рублей, но он того стоит. Тот же Rokon предлагает исполнения и попроще, например модель Ranger со 160-кубовым мотором можно купить за 435 000 рублей.
Современная модификация мотовездехода Rokon Trail-Breaker. Фото - Сycleworld
Ещё один серийный полноприводный мотоцикл, ставший настоящей легендой при жизни -Yamaha WR450F 2-Trac. Байку, увидевшему свет в 2004 году журналисты пророчили большое будущее и называли его чуть ли не переворотом в мире двухколёсной техники, но, увы, новинка не прижилась. Гвозди в крышку гроба полноприводного эндуро вбили как высокая цена, почти вдвое превышавшая стоимость заднеприводного аналога (официально 2-Trac в Россию не поставлялся, но энтузиасты сами привозили аппараты из Европы за баснословные 16 000€), так и политика японского производителя, выпустившего революционный мотоцикл ограниченным тиражом. Однако, теоретическая возможность купить эту модель всё же есть.
Yamaha WR450F 2-Trac - сказка, ставшая былью
С инженерной точки зрения Yamaha WR450F 2-Trac был и остается выдающимся представителем своего класса: в то время, как привод заднего колеса осуществлялся через цепь, крутящий момент на переднее колесо передавался гидравликой. И хоть трансмиссия мотоцикла и не была в полной мере полноприводной, а, как модно на современных автомобилях, автоматически подключаемой при пробуксовке заднего колеса, те 15% крутящего момента, которые она подавала на переднее колесо, вызывали восторг у всех, кому посчастливилось прокатиться на этом звере.
Передний привод подключается Yamaha 2-Trac подключается при проскальзывании заднего колеса
Вездеход сделан предельно просто и надёжно: подвесок нет, двигатель от генератора, две передачи, а единственный дисковый тормоз установлен не на колёсах, а на трансмиссии. Зато в самой голой комплектации «Тарусь» стоит всего 115 000 рублей, а в самой топовой, с двигателем Honda, фарой и электростартером 140 000 рублей. И не беда, что в виду отсутствия ПТС, на таком мотоцикле нельзя ездить по дорогам, зато его можно быстро разобрать и положить в багажник универсала.
Отечественный производитель предлагает неплохую альтернативу «Рокону» за вменяемые деньги
Также полноприводные мотоциклы производит и компания