Именно так можно охарактеризовать изменения, произошедшие с новым Buell 1125R

В далекие1970-е годы Эрик Бюэлл был обычным американским гонщиком, пытающимся обогнать всех и всюду. Однако это ему редко удавалось, поскольку мотоциклы, на которых он ездил, не отличались совершенством. Во всяком случае, Эрика многое в них не устраивало. Ему хотелось делать все самому, начиная от разработки концепции и заканчивая совершенствованием мелких деталей. Потребовалось немалое количество лет (в 2007 компания Buell отмечает свое двадцатипятилетие) для того, чтобы достигнуть этого. Наконец-то Эрик Бюэлл выпустил настоящий спортбайк с настоящим спортивным мотором – Buell 1125R 2008 модельного года!

Жизнь в этот мотоцикл вдохнул 72-градусный V-образный двигатель Helicon от Rotax. Он сконструирован так, чтобы соответствовать всем требованиям, предъявленным к нему Бюэллом. Проект этот длился три года. А начался он с поиска подходящего производителя двигателей. На этих встречах Буэлл лично допытывался у представителей каждой компании о том, каким образом происходит процесс конструирования двигателя. На что ему, как Вы догадываетесь, отвечали весьма сдержанно, сохраняя максимальную конфиденциальность. Самые скрытные отвечали на его вопрос предельно кратко: «Мы великолепны во всем!» Большего от них нельзя было добиться.

Затем Буэлл обратился в компанию Rotax, которая находится в Австрии. Инженер этой компании так ответил на вопрос Буэлла: «Мы стараемся усовершенствовать этот процесс. Но иногда мы делаем ошибки. А потом стараемся их исправить». Это что-то новенькое! Буэлл почувствовал, что здесь работают инженеры, с которыми можно будет легко найти общий язык. Буэлл объяснил им, что хочет сконструировать новый V-образный двигатель. Что его клиенты уже привыкли к V-образникам и что этот тип двигателя отличается великолепными показателями крутящего момента, которые ему так необходимы.

А каким будет угол развала блоков? Еще до того, как был подписан договор о сотрудничестве, обсуждение этого вопроса шло полным ходом.

Представитель Rotax ясно выразил свое мнение: «Мы не хотим повторять ошибок Aprilia. 60 градусов – это слишком мало. Это сдавит поршни в нижней мертвой точке. И чем меньше будет угол развала, тем больше двигатель будет нуждаться в балансировке». (Если угол развала блоков составляет 90 градусов, то балансировочные валы не нужны совсем, если угол развала – 0 градусов, то двигатель трясет точно так же, как рядный.)

Но 90 градусов – это слишком много, в конце концов, такой двигатель будет трудно даже установить на мотоцикл. Здесь нужен серьезный компромисс. Как насчет 80 градусов, немного сдвинем его назад, чтобы снизить нагрузку на переднее колесо? Нет, это не годится. Тогда мы изуродуем выпускное окно заднего цилиндра: его придется сместить и значительно изменить форму.

Хорошо, а как насчет 72 градусов? Потребуются надежные балансировочные валы. А благодаря идее Бюэлла с перемещением радиатора, мы сможем расположить двигатель достаточно близко к переднему колесу, не нарушив при этом баланс распределения нагрузки, который должен находиться в соотношении 54/46 на переднее и заднее колесо соответственно. В принципе, существуют мотоциклы и с меньшей нагрузкой на переднее колесо, но для того, чтобы сделать их устойчивыми, требуется изменение геометрии этого переднего колеса. А это уже понравилось Буэллу, и должно понравиться его клиентам.

И еще одна вещь! Буэлл хотел по-своему сконструировать систему балансировки. Когда два шатуна расположены в непосредственной близости друг от друга на одной шатунной шейке, обычно возникает некоторое нежелательное кручение. Расстояние между шатунами небольшое, но при этом они выдерживают нагрузку в несколько тонн. Через руль эта вибрация передается рукам мотоциклиста. А ведь Буэлл конструировал мотоцикл, на котором можно было бы ездить весь день.

Если подавить эти вибрации ближе к их источнику, то можно будет надежно прикрепить двигатель к шасси, обеспечив жесткость конструкции. Поскольку двигатель был совершенно новый, вопрос о его расположении оставался открытым. Задача ставилась таким образом: выбрать такое место расположения двигателя, чтобы избежать нежелательных вибраций, генерированных шасси. Одна из команд, участвующих в MotoGP, однажды уже пыталась решить такую же задачу, но все упиралось в изначальную конструкцию шасси. Эта проблема существовала всегда, но теперь появились средства для ее анализа и предотвращения.

Буэлл также видел недостатки в использовании очень короткого маятника. А увеличение длины маятника предполагало угловое расположение передаточных валов (это при том, что нужно было обеспечить шесть скоростей, не меньше!). Также надо было прикреплять маятник непосредственно к задней стенке коробки передач. Сказано – сделано.

А какой была самая неординарная идея Буэлла? Во многих мотоциклах не просчитывается, как именно воздух идет через радиатор, потому что радиатор расположен в зоне турбулентности переднего колеса, при этом он прижат вплотную к передней стенке двигателя. Буэлл хотел добиться ясности в этом вопросе, чтобы свободный поток воздуха поступал в радиатор, а нагретый воздух выходил из него в зону низкого давления – так, как это происходит в Р-51, машинах поколения Второй мировой войны. Тогда радиатор должен располагаться по обеим сторонам мотоцикла, и намного выдвигаться вперед. Каналы с внутренними рассеивателями направляют воздух вглубь радиатора, туда, где он более всего нагрет, а потом к центру мотоцикла, а именно в зону низкого давления, которая находится под седлом.

Что, если мотоцикл перевернется? Обшивка радиатора не цельная, она состоит из отдельных частей. При этом радиаторы установлены на листовых рессорах. Поэтому повреждения будут незначительными, и их устранение не будет дорого стоить.

Боковое расположение радиаторов не только улучшит охлаждение, оно также позволит сдвинуть двигатель намного вперед. Это, в свою очередь, позволит установить короткую, быстро поворачивающуюся колесную базу длиной 138 см – с маятником современной длины. А длинный маятник, отлитый из алюминия, обладает степенью упругости, которая на 57% превышает упругость предыдущей конструкции Буэлла. При этом она почти на полкилограмма легче. Металлом нужно нагружать те зоны, которые подвержены наибольшему стрессу.

Тем временем шасси приобрело форму. Как и в других мотоциклах компании Buell, рама этого мотоцикла принимает на себя всю нагрузку от топливного бака вместимостью чуть больше 21 литра, и все благодаря прочному креплению и намного увеличенной траверсе.

Это цельноалюминиевое шасии теперь производится в США. А произошло это так: когда оказалось, что предыдущий производитель не знаком с новыми материалами и процессами, инженеры компании Buell попытались обучить их. Затраты на этот проект возросли невероятно. С такими проблемами не легче ли обучить местных производителей и забыть о расходах на трансатлантические перелеты? Барьер взят – теперь мы имеем топливный бак, встроенный в раму. А раму сейчас собирают американцы, и все в порядке.

Рама состоит из листовых пластин и литых деталей, и она всего на полкилограмма тяжелее, чем рама стандартных мотоциклов, предназначенных для MotoGP.

Инженеры Buell по достоинству оценили гибкость своих коллег, инженеров Rotax. Когда двигатель проходил испытание на износостойкость, возникла проблема с поршнями. Тестовый протокол был достаточно жестким, и можно было бы прикрыться ограниченными ПДД лимитами скорости, в которых будет работать новый мотоцикл и особо не волноваться. Поршни нормально работали, как для австрийской провинции, однако, инженеры Buell были недовольны. И этой проблемой занялся аналитический отдел компании. Они смоделировали поршни и попытались реконструировать возникшую проблему. Но ничего похожего с модельным образцом не происходило. Очередной анализ ничего не дал. В поисках источника проблемы они изменяли заданные параметры, и вот он – ответ на вопрос! Пришлось немного изменить форму поршней, и двигатель успешно прошел испытание.

Диаметр цилиндра составляет 103 мм, ход поршня – 67,5 мм, а их соотношение приблизительно равно 1,5:1. Такое соотношение является рабочим компромиссом – как и во многих спортбайках. С такими параметрами двигатель имеет ограничение на 10500 оборотах и обладает мощностью 146 л.с. на 9800 оборотах. Пиковый момент кручения составляет 111 Н.м на 8000 оборотах. Показатели достаточно комфортные и оставляют пространство для развития.

Каждая головка имеет несколько клапанов, оптимальное количество которых – четыре – было установлено в ходе многочисленных экспериментов. Кулачки впускного и выпускного клапанов соединены вместе, и только один из них приводится в движение. То, что не приводятся в движение оба кулачка, позволяет им плотнее прилегать друг к другу, создавая необходимый угол клапана в 18 градусов и обеспечивая компактность камеры сгорания. Клапан приводится в движение штифтом, движущимся под нажимом кулачка, а просвет регулируется прокладкой. Штифты, движущиеся под нажимом кулачка, очень легкие. Они снабжены насадками, также движущимися под нажимом кулачка – система, которая используется в Формуле 1.

Продукция Buell обладает высочайшим качеством. Компания Buell располагается в двух зданиях, которые входят в состав современного индустриального производственного комплекса. Несмотря на то, что в компании работает всего 160 человек, здесь конструируются и вводятся в производство новейшие разработки.

Как при таком небольшом количестве инженеров Buell справляется со всей этой работой? Во-первый, анализ. Это ключевое слово в производстве техники. Досконально выполненный анализ предотвращает (в большинстве случаев, конечно – вспомните проблему с поршнями) ошибки при изготовлении новых деталей, экономит время и деньги, затрачиваемые на дорогостоящие испытания, как динамические, так и трековые. Тщательный модуляционный анализ помогает предсказать появление возможных вибраций деталей и поверхностей, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации. Недавно появившийся вид анализа (расчет гидрогазодинамики) позволяет ответить на вопросы, связанные с внутренними и внешними потоками жидкостей и газов, включая обтекание. Это значительно сократило количество тестов на обтекание, а также различных тестов двигателя.

Но в чем состоит экономичность замены тестов анализом? Результатом всех видов человеческой деятельности является большое количество разнообразной информации. Поэтому главной задачей становится ее систематизация и выделение главного. Компания Buell создала централизованную информационную систему управления, которая делает всю информацию (включая отчеты по гарантийному обслуживанию) доступной всему персоналу. Доступ к информации обеспечивается внутренней сетью, при этом она постоянно обновляется. Во многих компаниях каждый отдел занимается обработкой собственной информации, создавая «вавилонскую башню» взаимно недоступных систем, каждая из которых сконструирована по-своему. Зная, что отделы анализа и тестирования работают практически над одними и теми же проблемами, Эрик Буэлл поручил управление этими отделами улыбчивому Абэ Ашкенази, задачей которого стало объединение процессов аналитического моделирования и реальных испытаний.

Есть ряд организаций, в которых персонал делится на две категории: престижную, представители которой создают технологические новинки, и непрестижную, представители которой их испытывают. Компания Buell изменила такую систему дискриминации. Талантливые люди должны работать везде. Каждый инженер, работающий в компании, принимает участие в процессе принятия решений по системе «зеленый/желтый/красный».

«Зеленый» обозначает согласие, при этом каждый участник процесса, давший свое согласие, обязан обосновать такое решение. Это напоминает японский конвейер, где каждый работник имеет возле себя кнопку «Стоп», которую он нажимает, если замечает возможный дефект. При этом у инженеров Buell нет узкой специализации. Никто не хочет «посвятить всю свою карьеру разработке одного болта». Естественно, что те инженеры, которые подают «желтый» или «красный» сигналы, выражая свое несогласие с чем-то, также должны обосновать свое решение.

Как утверждает Буэлл, «не все соглашаются работать по такой схеме», а только те, которые жаждут узнать больше и способны вести конструктивный диалог, который касается каждой детали новой модели. Это сочетание легкого и быстрого доступа к централизованной информации и системы общения по принципу «зеленый/желтый/красный» позволяет сфокусировать внимание всех инженеров, в том числе и тех, кто работает над другими решениями, на возникшей проблеме. Эффективное решение обычно находится быстро, а инженерам это помогает мыслить глобально.

Компания Buell – серьезный концерн, занимающийся разработками для гонок MotoGP. Для компании является нормой иметь на каждый производственный узел (подвеска, двигатель, информационные системы) отдельного специалиста, потому что специалисты обычно знают свое дело лучше всего. Каждый специалист работает по-своему, руководствуясь своей собственной логикой, но не забывает при этом об остальной команде и существующей системе интеграции.

Тестирование остается важной частью процесса создания мотоцикла. После того, как ведущие гонщики оценили прототип 1125R, команда Buell приступила к разработке основной модели. Было отмечено, что с мотоциклом не возникает должного контакта. Испытания альтернативной вилкой тоже не дали результата. Тогда инженеры компании Showa сообщили, что они разработали новую 47-миллиметровую вилку, предназначенную специально для мотокросса. И добавили, что эта вилка оснащена особым демпферным картриджем, который слишком велик для обычных вилок, находящихся в производстве. Поэтому эта 47-миллиметровая вилка была испытана на новом 1125R и стала частью его стандартной комплектации.

Для аналитического отдела компании Buell созданы оптимальные условия работы: светлые помещения, новейшее компьютерное оборудование – все это сделано для того, чтобы аналитики находили исчерпывающие ответы на вопросы, которые возникают в процессе производства. Теперь все детали мотоциклов Buell подвергаются тщательному предварительному анализу.

Гидрогазодинамический анализ уточняет форму глушителя, но что именно защищает наши уши от дребезжания вибрирующего корпуса? Ответ лежит в изменении пространственной кривизны камеры, благодаря чему частоты, на которых происходит вибрация, лежат вне зоны чувствительности нашего слухового аппарата. Несколько лет назад, когда компания Buell произвела на свет свой первый «искривленный глушитель», он казался уродливым, а мотоцикл, на котором он был установлен, был похож на самолет-торпедоносец.

«Но в работе он превосходен», – говорит Буэлл, замечая, что маленькие глушители обычно либо слишком громкие, либо слишком ограничены в своих возможностях. Давно уже все производители безнадежно пытаются найти оптимальный объем глушителя. Компания Buell решила эту проблему. Теперь внешний вид глушителей несколько изменился. Они все еще выглядят несколько громоздко, но при этом достаточно элегантно. При этом решился важный вопрос о централизации массы. Плюс к этому, размещение топливного бака непосредственно в раме высвобождает пространство для воздушной коробки. Помнится, что такие компании как Aprilia и Ducati проводили бесчисленные эксперименты с конструкцией шасси своих мотоциклов, чтобы найти дополнительное пространство для размещения воздушной коробки.

Здесь Буэлл обращается к «Трилогии технологий», где сказано: «Централизация массы. Достигается путем перемещения основных масс – двигателя, шасси, топливного бака – к центру, чтобы повысить маневренность. Чем дальше деталь расположена от центра, тем важнее становится задача по уменьшению ее массы.

Вес неподрессоренных частей. Чем легче колеса, тормоза, резина, тем легче мотоцикл справляется с неровностями дороги.

Жесткость шасси. Это не значит, что чем жестче шасси, тем лучше. Это значит, что выбор степени жесткости шасси помогает достигнуть поставленных перед разработчиками целей.

Передний тормозной диск диаметром 375 мм крепится напрямую к ободу колеса. При этом спицы колеса, освобожденные от дополнительной нагрузки, теперь могут быть легче. Буэлл утверждает, что одиночный диск и особые восьмипоршневые суппорта Nissin весят почти на 3 кг меньше двухдисковых тормозов. Необычный полый суппорт был сконструирован в аналитической мастерской компании Buell, его применение позволило сделать торможение очень точным.

Передаточный ремень Hibrex от Goodyear, который весит всего 481 грамм, на 75% легче двухкилограммовой стальной цепи, оснащенной прокладками типа O-RING. Устранение дополнительного крепления суппорта также помогло снизить вес, теперь суппорт крепится непосредственно к маятнику. И конечно же, в новой конструкции нет никаких дополнительных хомутов для цепи – задняя ось проходит просто сквозь отверстия в концах вилки.

Подводя итоги, скажем, что мы не просто описали эволюцию очередного спортбайка. Это также история о том, как маленькой группе инженеров удалось значительно повысить эффективность своей работы. Теперь они значительно быстрее справятся со всеми возникшими проблемами, и все благодаря тому, что отделы анализа и тестирования были объединены в один.

Компания Buell долго присматривалась к неприметным брендам, производящим двигатели, которые были бы готовы воспринять их идеи. Несомненно, они многого достигли, разработав новую конструкцию двигателя, и никогда не пожалеют о том, что вложили столько труда в достижение того успеха, который они имеют сейчас. Однако теперь, когда они создали полноценный спортбайк, кто знает, чего еще от них можно ожидать?