Ducati Desmo450 MX
Не так давно Ducati показали свой кроссовый прототип Desmo450 MX (первое знакомство), пообещав плотно заняться его доработкой в 2024 году, чтобы пустить в серию ближе к концу 2025. Поможет ли богатый гоночный опыт Ducati конкурировать с опытными игроками в мотокроссе и суперкроссе? И какие необычные решения итальянский бренд применил в своём кроссовом прототипе?
Ducati Desmo450 MX
Шасси Desmo450 MX
Шасси Ducati Desmo450 MX состоит из вполне традиционной сварной алюминиевой рамы, компактно обнимающей одноцилиндровый двигатель, проходя от оси маятника к рулевой колонке. Зачем использовать алюминий, если он хоть и легче, но и менее прочен? В чём преимущества?
Жёсткость трубы быстро увеличивается с увеличением диаметра, но если пытаться таким образом снизить вес стальных трубок, то по мере увеличения диаметра их стенки станут такими тонкими, что сопротивления изгибу будет недостаточным. Кроме того, тонкая стальная трубка плохо приспособлена для комбинированных нагрузок (креплений двигателя, рулевой колонки, оси маятника), а усиления типа косынок или сдвоенных элементов сведут на нет всю экономию веса. В этом смысле алюминий имеет свои преимущества: при той же массе на единицу длины можно сделать втрое более толстые стенки, что обеспечит значительное повышение устойчивости к изгибу. Именно этот принцип лежит в основе замены стали на алюминий в современных мотоциклах, включая и Ducati Desmo450 MX.
Отличной иллюстрацией этого принципа являются самолёты: их фюзеляж представляет собой относительно тонкостенную трубу очень большого диаметра. Это делает его весьма эффективным с точки зрения веса, необходимого для достижения требуемой жёсткости.
Двигатель Desmo450 MX
Вопрос, который у всех на устах: как Ducati будет использовать свой уникальный беспружинный десмодромный привод клапанов, чтобы получить преимущество в производительности?
В такой системе каждый клапан открывается обычным путём с помощью кулачка распредвала и пальца-толкателя, а закрывается не пружиной (как обычно), а вторым кулачком, от которого приводится L-образный закрывающий рычаг, который тянет клапан в сторону закрытия. За то время, которое Ducati отлынивали от дележа кроссового рынка, они успели как следует изучить лучшие решения других производителей и определить области, в которых можно применить свои ноу-хау.
Тренд на двигатели с длинной, ровной полкой момента вынуждает укорачивать время открытия клапанов и увеличивать их ход. В MotoGP Ducati показали, что десмодромный привод делает это как минимум не хуже, чем решения конкурентов с пневматическими пружинами. Это значит, что клапана открываются шире, чем раньше, и быстрее, чем раньше - то есть, на более высоких скоростях и ускорениях. Именно в этих режимах возвращающие стальные пружины особенно сильно ухудшают производительность и эффективность моторов.
Ещё в 2006 году конструкторы, которые начинали MotoGP-шную программу с обычными стальными пружинами, были вынуждены заменить их на пневматические пружины. Оборотистый двигатель требовал для надёжного закрытия клапанов очень жёстких пружин, а это приводило к быстрому появлению усталости металла, так что командам приходилось менять пружины каждую ночь между гонками. Конструкторы могли бы достичь каких-то приличных результатов путём уменьшения скорости открытия клапанов, а значит, и хода (то есть, степени открытия). Единственной альтернативой уменьшения хода клапанов было удлинение фаз газораспределения, что давало пружинам больше времени на то, чтобы закрыть клапан. Но удлинённые фазы газораспределения укорачивают полку момента и перемещают максимум на верхние обороты, тем самым ослабляя тягу на низах и средних, что делает двигатель более сложным в управлении.
В мотокроссе стандартом являются стальные пружины, которые иногда дополнительно нагружаются движущейся массой коромысел. В последние годы вошли в употребление пружины с витками овального, а не круглого сечения, которые сочетают в себе лёгкость и жёсткость, благодаря чему улучшают управление клапанами на высоких оборотах. И, конечно, новейшие достижения в металловедении тоже играют свою роль. Но даже несмотря на все эти инновации, в MotoGP никто не стремится вернуться к стальным пружинам. В дорожных двигателях стальные клапанные пружины предпочтительны из-за простоты, надёжности и дешевизны, и даже Ducati остановились на этом варианте для некоторых из своих дорожных двигателей, например, V4 Granturismo.
Ну а головка Desmo450 MX будет напоминать головку Panigale V4 с десмодромным приводом, и клапана в ней благодаря этому будут открываться быстро и широко, давая одновременно мощную и широкую полку момента, что сделает мотоцикл проще в управлении.
Эффективное сгорание
Ещё одним возможным преимуществом Ducati может стать многолетний и глубокий опыт в повышении эффективности сгорания за счёт его ускорения. Чем медленнее смесь горит, тем дольше она отдаёт тепло металлическим деталям камеры сгорания, и тем менее эффективно эта энергия превращается в механическую. Помните первые дни World Superbike, когда Ducati постоянно меняли геометрию цилиндров своих мотоциклов, играясь с диаметром и ходом поршней? Гоночный отдел научился создавать необходимые завихрения смеси, ускоряющие её сгорание, изменяя диаметр и угол нисходящего потока впускных портов двигателя. Чем меньше диаметр впуска, тем выше скорость потока, благодаря чему возможно усилить тягу на средних оборотах. В зависимости от угла нисходящий поток на впуске либо улучшает наполняемость цилиндра (то есть, повышает пропускную способность впуска), либо создаёт завихрения. Когда поршень приближается к верхней мёртвой точке на такте сжатия, эти завихрения усиливаются, что ускоряет сгорание смеси. Эти принципы хорошо известны, но Ducati достигли больших успехов в их реальном применении.
Широкая, мощная полка момента всегда лучше, чем чисто верховой пиковый характер мотора, и современный тренд состоит в том, что производители даже уменьшают пиковую мощность в пользу более ровного распределения крутящего момента и линейности характеристики мощности. Например, современные Kawasaki KX450 заводской команды выдают меньше мощности, чем прошлая версия, но имеют преимущества на средних оборотах.
Раньше считалось, что десмодромные Ducati выдают больше мощности потому, что в них отсутствуют пружины, отжирающие часть полезной мощности из-за необходимости их сжимать для открытия клапанов. В гоночных высокооборотистых моторах трение может съедать до 25% полной мощности, но было показано, что на привод клапанов приходится лишь малая часть этой цифры. И если мощность, которую в теории сберегает десмодромный привод, даёт серьёзное преимущество на треке, то почему Ducati так и не выиграли ни одного чемпионата MotoGP за 14 сезонов, с 2008 по 2021 годы?
Другое дело, что разработка совершенно новой платформы позволяет уйти от многих конструктивных недочётов, наследуемых поколение за поколением - грубо говоря, спроектировать новый двигатель согласно современным представлениям вместо того, чтобы последовательно улучшать конструкции родом из 90-х. 2024 год для конструкторов Ducati станет жарким, а в 2025 будет самое интересное, ведь им нужно сделать не просто кроссовую 450-ку, как у всех. Для того, чтобы зайти в этот сегмент, их мотоцикл должен быть хорош именно настолько, чтобы серьёзные парни захотели поменять на него свои проверенные KTM-ы, Hond-ы или Yamah-и. Удастся ли это Ducati? Время покажет.
