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【汽车】宝马与采埃孚合作开发碳纤维伸缩摩托车前叉

2022-10-28 14:03:04

技术合作是赛道成功的重要组成部分。由碳制成的创新伸缩式前叉是此次合作的焦点。在他们的第二场比赛中,他们的合作庆祝了它的一个重大成功,即 BMW Motorrad World Endurance Team 在 24H SPA EWC Motos (BEL) 上的胜利。

“我们很高兴有像采埃孚这样的合作伙伴在我们身边,我们能够在新前叉等组件的开发上密切合作,”BMW Motorrad Motorsport 总监 Marc Bongers 说。“我们在这次合作中非常互补。成功的一个重要因素是与合作伙伴一起开发组件,并且该合作伙伴能够响应我们的特定需求。因为这导致为我们直接和完美定制的组件,这使我们能够进一步提高我们的 BMW M 1000 RR 在 FIM EWC 中的性能。”

Spa-Francorshamps (BEL),2022 年 6 月 2 日至 5 日。BMW Motorrad Motorsport,FIM Endurance 世界锦标赛,24 Heures Motos SPA。BMW Motorrad World Endurance Team,#37 BMW M 1000 RR,Markus Reiterberger (GER),Ilya Mikhalchik (UKR),Jérémy Guarnoni (FRA),Kenny Foray (FRA)。

ZF 是一家业务遍及全球的技术集团,为乘用车、摩托车、商用车和工业技术的移动性提供系统。多年来,采埃孚和宝马在赛车领域有着密切的合作关系。例如,该公司为一级方程式、DTM、纽博格林 24 小时耐力赛或宝马方程式中的各种 BMW 赛车开发了定制的赛车离合器和减震器。截至本赛季,采埃孚现在也是 BMW Motorrad Motorsport 的技术合作伙伴。

由碳纤维复合材料制成的#37 BMW M 1000 RR 的新型伸缩式前叉由 BMW Motorrad Motorsport、BMW Motorrad World Endurance Team 和 ZF 联合开发。这是制造商一次在耐力赛中使用碳纤维前叉——前叉是工程的一个例子。外管完全由碳纤维制成,而混合内管则由金属碳纤维复合材料制成。然后是拓扑优化的金属前叉腿,它粘在混合内胎上。

使用碳纤维的一大优势是显而易见的,即重量轻。这尤其是耐力赛中效率和成功的一个因素。此外,可以系统地改变刚度,这会影响摩托车的操控性。“使用这种材料和这项技术,我们可以改变身体振动发生的阈值,”Bongers 说。开发过程中的一个主要焦点是均匀弯曲载荷的设计。目标是让骑手的油门响应非常微妙,即使在极端的压力下也是如此。来自车手的反馈证实了目标已经实现。

2022 年 8 月。BMW Motorrad Motorsport、FIM Endurance World Championship (FIM EWC)、BMW Motorrad World Endurance Team、#37 BMW M 1000 RR、Collaboration ZF、碳纤维伸缩前叉。

从工程的角度来看,为赛车运动开发新组件始终是一项挑战。“大量的功能被挤在一个很小的空间里,需求显然与生产中的大不相同,”采埃孚工程师 Henner Fröderking 解释道。“这意味着你必须真正远离批量生产中使用的解决方案。ZF 在批量生产摩托车底盘方面拥有丰富的经验。我们现在的任务是寻找为赛车运动量身定制的详细解决方案。” 赛车前叉必须能承受极端的压力,它是摩托车调校的重要组成部分——而且它的设计方式必须使得快速更换弹簧和快速维护(例如,只需几分钟)即可完成。

工程师 Fröderking 和他的同事在该项目中面临的下一个挑战是碳纤维的使用。“你需要以与金属截然不同的方式处理这种材料,”Fröderking 说。“这从元素计算的一个设计开始,在此期间您计算刚度。这里也需要直接集成层结构。接下来是验证过程,这表明理论上计算的刚度在现实中是否已经达到。一切都需要承受超载,因为安全是一要务。这表明计算是否正确。然后组件的性能也必须达到预期。”

BMW Motorrad Motorsport 和 ZF 之间的合作从开发的一阶段就紧密相连。“摩托车的操控性取决于前后轮胎接触点之间发生的一切。前叉是这里整体包装的关键部分,因为它对骑手在刹车和转弯时的感觉很重要,”Bongers 解释道。“但是,例如,这个整体包装还包括底盘和后摇臂。然后是微调中对组件的实际要求。我们提供了所有这些不同因素的意见,ZF 用他们的技术实施了这些意见,并根据我们的广泛要求量身定制了前叉。” 由于冠状病毒大流行,仅在不寻常的情况下才有可能进行面对面的会议和达成协议,这不是问题。

“尽管存在与冠状病毒相关的限制,但整个开发过程运行得非常出色,这意味着我们能够于 2021 年 12 月在阿尔梅里亚首次推出新的分叉,”Bongers 说。“像这个创新产品的结果从一开始就非常积极,我们尽一切努力尽快实施分叉。双方都为进一步的微调投入了大量精力。” 在前叉的成功推出之后,另一个组件是:ZF 和 BMW Motorrad Motorsport 还联手开发了弹簧单减震器,并于 1 月份进行了首次测试。

目标是在 4 月勒芒 FIM EWC 的赛季揭幕战中使用这两个组件。ZF 现在的重点是确保赛车用零件的供应。“使用一两个原型进行测试与比赛非常不同,在比赛期间您需要提供组件的多种变体,包括所有替换零件。但我们知道我们可以做到,”Fröderking 说。

与此同时,BMW Motorrad World Endurance Team 和车手 Markus Reiterberger (GER)、Ilya Mikhalchik (UKR)、Jérémy Guarnoni (FRA) 和 Kenny Foray (FRA) 的激烈季前测试开始了。“如果您想使用一场比赛的组件,这意味着您还需要在每次测试中都使用它。这是因为这种前叉需要完成大约 4000 公里才能确保其安全耐用,”Bongers 解释道。

我们一起克服了所有这些挑战,邦格斯总结道:“我们做到了,并在勒芒赛季的一场比赛中使用新前叉和弹簧单震进行比赛。在斯帕的第二场比赛中,我们为 BMW Motorrad 赢得了一个 24 小时胜利,这证明这种合作正在结出硕果。”


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