公升級直列四缸仿賽車開創者YAMAHA YZF-R1發展史(下):歷代機型與特別版塗裝

 

YZF-R1

接續上篇「公升級直列四缸仿賽車開創者YAMAHA YZF-R1發展史(上):設計(連結)」,繼續介紹1998以來各代R1的發展重點。

YZF-R1 初代機(1998~1999):150匹/177公斤

開創公升級直四引擎仿賽車規格的初代機,詳細規格請參閱上一篇:「公升級直列四缸仿賽車開創者YAMAHA YZF-R1發展史(上):設計(連結)」。

這邊只提一個題外話,後卡鉗的安裝位置。

看看下圖,那個年代的仿賽車,後卡鉗是裝在後搖臂的下方,煞車時可以利用卡鉗的力量把後搖臂往下壓。只是那個位置卡鉗容易吃沙,所以一般車輛的後卡鉗都裝在後搖臂上方,R1也從第三代開始把後卡鉗上移。


1998 YAMAHA YZF-R1
1999 YAMAHA YZF-R1
R1還有一個創舉:儀表用上了液晶螢幕,搭配大大的轉速錶,這設定也大大影響往後的仿賽車設計。此外淡藍色的背光,也象徵著YAMAHA的標準色,一直沿用到許多YAMAHA的車款上。

YZF-R1 二代(2000~2001):150匹/175公斤

持續精進操控性;修改化油器以獲得更線性的油門反應;改進變速箱;減重工程。

最重要就是要修改進排氣系統,好通過歐盟一期的排放標準。但對我們這些車迷而言,最大的改變是首度在量產車上出現的鈦製排氣管!!2001年款甚至讓排氣管呈現迷人的藍色光芒~


2000 YAMAHA YZF-R1
2001 YAMAHA YZF-R1



YZF-R1 三代(2002~2003):152匹/174公斤

前叉由41mm改為43mm,行程由135mm改為120mm,現代仿賽車的規格就此具備。

最重要的改變是引擎換裝噴射供油系統,以符合歐盟二期排放標準。同時引擎位置提高20mm,改變重心分佈,以提升轉向反應。

車架為第三代Delta鋁合金車架,剛性提升30%,並開始採用時下流行的啞黑色塗裝。

後煞車卡鉗移至後搖臂的上方,不用常常去保養清潔後煞車系統,是很適合市售車的設定。

外觀上的變化,主要是雙子星卡鉗由藍色換成金色的;原本方形的方向燈也改為橢圓流線型造型,這組方向燈一直被YAMAHA的大部分車款沿用至今。

最重要的是這一代R1,獲得義大利米蘭車展的最美機車殊榮,是第一輛得到這個獎項的非義大利出產車款!當然也是日本第一輛嚕!

2002 YAMAHA YZF-R1
2003 YAMAHA YZF-R1
儀錶也做了修改,裝上了超大的超轉燈,就是達到設定轉速時,會一直閃爍的燈號。此外字體、外型輪廓也採取較為銳利的線條。

YAMAHA很早就使用液晶儀錶,當年M1就是少數使用全液晶儀錶的工廠賽車。2003年羅西偷跑到YAMAHA車隊參觀時,就對M1那個全液晶儀錶有莫大的興趣,一旁的技師還跟他說「你要在上面打電動也是可以唷!」,就是因為這樣,讓羅西覺得YAMAHA車隊的工作氣氛很人性,就是他喜歡的氛圍,跟HONDA一板一眼的工程師環境有很大的不同


YZF-R1 四代(2004~2006):172匹(180匹 Ram Air)/172公斤

這一代R1是全新設計的大大改款,並首次在量產車上達成1:1的馬力重量比,1匹馬只要負責1公斤的車重。

引擎的缸徑與行程,由原本的74*58mm,大幅更改為77*53.6mm,行程縮短,引擎偏向高轉速設定,峰值馬力在12,500rpm輸出,比上一代高了2000rpm。

車頭裝上了正在流行的衝壓進氣口(RAM),利用行駛時撞風進氣,提高進氣效率,算是一種不花成本的增壓手段;壓縮比增加到12.4:1;行車電腦也改成32bit以加快運算速度。種種的改變,讓R1的馬力一舉提升到172匹的境界。

2004年R1採用第四代Delta鋁合金車架。最大的改變在於汽缸前傾角改為40度,讓車架可以從引擎上方跨過,而非傳統上的左右抱持引擎,如此可以進一步窄化車身寬度,增進操控的感覺。

排氣管改成中置尾出,有著車體重心集中在中線的優點,後搖臂的「鷗翼」也因此改到下方,可以避免因排氣管高高在上,而讓滾轉軸跑到太上方,是個平衡重心的設定,類似現在MotoGP廠車的設定。

前煞車也首度換上正流行的輻射卡鉗。

車架拉直有助於提升剛性減輕重量;煞車系統首度改成輻射式雙子星。讓R1繼續引領著日系仿賽車的進化。


2004 YAMAHA YZF-R1
2004 YAMAHA YZF-R1
液晶螢幕更改為兩面,常看的資訊如時速、油量、時鐘放在左邊,次要的資訊如里程、溫度等放在右邊。
2006 YAMAHA YZF-R1 50th Anniversary Livery
2006年小改款,175匹/173公斤。超越1:1馬力重量比
把後搖臂拉長20mm,增加前輪荷重改善過彎反應。
今年是YAMAHA的50歲生日,於是推出上圖的紀念塗裝款式。

2006 YAMAHA YZF-R1

今年還有SP限量版

前後Öhlins懸吊、Marchesini鍛造輪框、滑動式離合器等好料全裝上了車,排氣管改成淡金色的囂張塗裝。歐洲只有如圖所示的槍管藍色塗裝(美國另有50週年紀念版配色),限量1330輛(歐洲500輛、其他地區830輛)。


YZF-R1 五代(2007~2008):180匹(186匹 Ram Air)/177公斤

照慣例車架後搖臂都會一直改,就不多說了。

2007 YAMAHA YZF-R1

比較大的改變是採用「G.E.N.I.C.H.」(Genesis in Electronic engineering aimed at New, Innovative Control technology based on Human sensibilities)概念,落落長的英文,簡單來說就是「以人為本的電子輔助設備」。

「G.E.N.I.C.H.」導入了YCC-I(YAMAHA Chip Control-Intake 可變進氣歧管)與YCC-T(YAMAHA Chip Control-Throttle 電子式油門)。

YCC-I就是將進氣管分成上下兩段,低轉速時上下兩段結合,形成較長的進氣管;約9400轉的高轉速時把上下兩段方開,形成只有下段、長度變短的進氣管。這樣可以改變進氣阻力與慣性,增加進氣的效率。可以參閱本網誌另一篇文章「汽機車四行程引擎介紹2:進氣系統」來瞭解其原理。

電子油門就是騎士轉動油門握把時,會產生電子控制訊號,電腦分析後再由電腦去控制引擎節氣閥的開度,而不是傳統上用鋼索去連結油門握把與節氣閥。由電腦判斷騎士的操作是否會影響車子的穩定,如果程式寫的好,騎士不會感覺到電腦在動手腳,而是會覺得自己的技術變很好,以符合「G.E.N.I.C.H.」的理念。

相反的,DUCATI的同類引擎管理系統是在點火系統動手腳,騎士就會知道電腦在在多管閒事哩!

配合「G.E.N.I.C.H.」,引擎也做了修改,廢除5氣門,改回傳統的4氣門構造,並將滑動式離合器列為標準配備。

制動方面是把前卡鉗換成對6卡鉗,碟盤也從320mm改成310mm。

雙子星卡鉗(4活塞)變成三子星卡鉗(6活塞),不過星星移到卡鉗背面去了,感覺把卡鉗的特色弄掉了,一直到2015年大改款,才又換成星星在外面的雙子星卡鉗。


外觀上的改變,最重要的是修改了整流罩的造型,改善以往所為人詬病的「引擎熱氣排放」問題。這個冷空氣導流設計,也被其他車廠拿去利用哩。

2006之前的側殼很漂亮,但會導致熱氣直接衝到騎士腳上;2007在側殼上部設計導流板,引導冷空氣與引擎熱氣混合以降低溫度,減少引擎熱氣對騎士的影響。


YZF-R1 六代(2009~2011):182匹/206公斤(第六代以後是標示濕重)

首度把魚眼大燈與定位燈,塞入衝壓進氣孔裡面,創造出更為兇狠的面相。後來Ducati 1199也是採取類似的設計概念。

最大的改變,莫過於首次在市售直列四缸引擎上使用的十字形曲軸,這一點很重要,因此本段的重點都在十字曲軸上,不喜歡看原理的話,可以直接快捲到照片~

大部分文章都會說YAMAHA很有膽量,十字曲軸看起來比較難做,還敢把它用在量產車。但事實上,十字曲軸不是個新玩意兒,從以前到現在,絕大多數美式肌肉車的V8引擎,就是使用十字曲軸(註)。

簡單來說,使用十字曲軸的直列四缸引擎,引擎特性會近似於90°夾角的V4引擎,這也是R1這顆引擎聲音比較像V2、V4引擎聲的原因。不過因為十字曲軸震動比較大,需要掛一根大平衡軸,所以效率會比V4差一點點。

那十字曲軸有什麼優點呢?主要是運轉平順,震動比一般平面曲軸要小的多。平面曲軸的直列四缸引擎,兩顆活塞往上時,另外兩顆活塞就往下,但偏偏往上的力量跟往下的力量會不一樣,沒辦法互相抵銷,造成震動並干擾曲軸旋轉,這時你透過把手感受到的震動感,一部分是引擎點火時的脈衝,但也夾雜著曲軸旋轉的震動。

而十字曲軸每顆活塞的位置相差90°,剛好抵銷這些曲軸旋轉的震動,讓曲軸能比較平順地旋轉,你感受到的震動感,絕大部分都是引擎點火的脈衝,能你更容易掌握引擎的狀態。

更多關於震動的說明,可以參考本網誌另外一篇文章「汽機車四行程引擎介紹5:引擎的震動與平衡」(連結)。

使用十字曲軸,也代表著只能用不等間隔點火,畢竟曲軸每轉兩圈720°完成一個循環,直列四缸就是180°點一次火(720/4=180),但十字曲軸活塞位置是相差90°,因此YAMAHA採用的點火間隔是270°-180°-90°-180° ,使得脈衝感更為強烈。YAMAHA還說這樣會讓後輪抓地力比較好,因為有一個比較長的點火空檔讓輪胎休息,不過一般人應該感覺不出來吧!

這不等間隔點火還造就了一個特色:引擎低沉的唱腔。不等間隔點火使得第3、第4缸的排氣會互相干涉,讓排氣有塞車的狀況,改變了引擎的唱腔,美式V8引擎也有同樣的特色與魅力。

R1這顆引擎有了十字曲軸加持,從此有了雙重人格,有直4引擎的高轉馬力,同時也有V4引擎清晰的動力脈衝感與唱腔,讓你更易於掌握引擎,更敢在彎中灌油門,讓YAMAHA特有的友善騎乘感再度發揚。

我覺得YAMAHA厲害的點不在於使用十字曲軸,厲害的是車重竟然只增加1公斤。要知道十字曲軸要有更高的強度,曲軸軸心直徑從32mm增加至36mm,還要多掛一根平衡軸,增加更多重量。同樣使用十字曲軸的美式肌肉車,轉速都拉不高,但R1照樣拉破萬轉。

重量更重的曲軸與平衡軸,連帶也要加強引擎結構,讓引擎變重,在這種情形之下,全車重量竟然只肥了1公斤,實在是減重達人

當然還有前面說到排氣塞車的問題,讓引擎進排氣效率都會有影響,但馬力竟然還比舊款多了兩匹馬!

只能說YAMAHA果然還是有幾把刷子!怪不得TOYOTA / Lexus很多經典名機都是出自YAMAHA之手。


註:

美式V8引擎多是使用十字曲軸,除了近期福特野馬Shelby GT350與GT350R,為了追求更高的轉速而改用平面曲軸。

歐洲車廠的V8則多是使用平面曲軸,例如狂得獎的Ferrari Tipo F136(自然進氣經典名作)與Tipo F154(渦輪引擎)引擎,只有少數如AMG M156引擎是使用十字曲軸。

首度應用在四缸量產機車上的十字形曲軸。

除了十字曲軸之外還有一個大改變,就是引擎管理系統加入了D-Mode Map動力模式,有標準、A模式(比標準更狂妄)與B模式(比標準更溫柔)三種模式。

R1的解剖圖!值得注意的是白色油箱,集中在車體中央的位置,以免因為油量的多寡而影響車體的重心,從R1第四代開始就是這種設計。這油箱前端還會再蓋上一個外殼,外觀就會變成大家印象中的油箱。

缸徑與衝程修改成78.0mmx52.2mm,較舊款更偏向短衝程高轉速引擎。

汽缸前傾角度也修改成31度,較舊款更偏向直立。

此外,YAMAHA更不惜成本地在副車架上使用鎂合金(註)。至此,R1與R6兩兄弟都採用鎂合金副車架了。


註:鎂合金雖然重量輕、強度好,又比鈦容易加工,但因為容易燃燒,而且燒起來還不容易撲滅,一度在賽場上遭到禁用,一般應用也拓展不開。

直到近幾年開發出耐燃甚至不燃的鎂合金,如Kumadai Magnesium,讓鎂合金能見度變得越來越高,YAMAHA也越用越多,R1上面除了副車架,連第八代的油底殼、輪框也是鎂合金製成。

增加了電子配備,儀錶當然也要跟著修改。新的液晶螢幕變的更大了,增加了D-Mode模式顯示與檔位顯示。

2009 YAMAHA YZF-R1

2010年推出羅西廠車塗裝的限量版,慶祝羅西與Fiat Yamaha Team拿到2009 MotoGP年度冠軍


YZF-R1 七代(2012~2014):180匹/206公斤

這一代照例也是小改款,最主要的改變,是增加了7段TCS牽引力控制系統,搭配原來的3段D-Mode Map動力模式,總共有21種變化可以讓騎士玩。

外觀上最大的改變,就是大燈多了下眼線:除了最外面的定位燈外,進氣口下緣還多了一條定位光條。

2012 YAMAHA YZF-R1 WGP 50th Anniversary Livery

2012 YAMAHA YZF-R1 WGP 50th Anniversary Livery2012年推出YAMAHA參與WGP賽事50週年的紀念色,每一代都要有紀念版來撈錢的概念。
一般來說,YAMAHA慶祝生日會用黃色紀念色、慶祝參與比賽會用紅色紀念色。
儀錶小修改,增加TCS模式顯示。


YZF-R1 八代(2015~):200匹/199公斤

We R1, We are ONE! 我們就是第一~

看到照片的第一眼,大家所注意的都是那新的長相,很挑戰大家的觀感啊!

也看得出這次R1是從裡到外的大改造哩~不是來騙錢的小改款。

2015 YAMAHA YZF-R1

外觀長相

R1從一代到七代的長相,看得出來是同一家人的基因,但第八代..嗯,反而比較像MotoGP廠車M1的基因,有著M1標誌性的衝壓進氣口,頭燈就像是兩顆門牙似的塞在車頭整流罩下方。

可能是因為WSBK有新的規定:從2013年開始,車頭要貼上頭燈貼紙,位置長相要跟市售車一模一樣,以符合WSBK是市售車參賽的精神,來跟MotoGP廠車有所區別。所以R1乾脆就長得跟M1很像,在WSBK場上獨樹一格!

第八代R1的長相,就是抄這輛車啦!(圖片來源:VR46 Valentino Rossi Offical)

車尾也跟Ducati一樣有簍空的設計,咦~原來鈦製排氣管改到車體右側的傳統位置哩!怪不得車尾可以這麼輕薄短小,是想要集中重心所下的苦心。

後座不宜載人的車尾~



動力系統

第八代R1修改的地方相當多,都是朝著進氣更順、摩擦耗損更少、重量更輕等方向,在無增壓進氣下達到200匹馬力,車重又只有199公斤,第一次達成1:1的馬力重量比。

對了!前面第四代R1也提過達成1:1的馬力重量比,不過第四代的車重是乾重,第八代是濕重,是可以上路的重量,也更具意義!

動力系統修改粉多地方,項目會在文後列出,這邊只提比較特別的地方~

採用鈦製斷裂分離活塞連桿(Fracture-Split Connecting Rod)

看名稱實在是霧煞煞,看照片比較快。

一般活塞連桿都是鍛造後,再進CNC切削成型,最後會如上圖那般,把連接曲軸那邊的活塞連桿大端切成兩半,好鎖在曲軸上。因為需要切割,活塞連桿大端的大圓孔要稍稍做成橢圓形,來預留鋸子刀片的厚度,這樣橢圓形切斷之後,才會比較接近正圓形。

斷裂分離,就是不用鋸子切割,而是把它折斷,這樣製作活塞連桿大端的大圓孔時,直接做成圓形就好了,不用管鋸子會鋸掉的部分。

這種工法的好處,是大圓孔會非常圓,運轉會更平順;再者,折斷的斷面會呈現不規則粗糙狀(如上圖),能讓這兩個部件結合的更為緊密。

但要如何折得這麼整齊?尤其是對鈦合金這麼堅硬的金屬來加工,難度又更高。這又展現了YAMAHA的工藝水準。

動力系統更新項目:
★降低十字曲軸的配重
★壓縮比提高至13:1,修改缸徑與衝程至79mm x 50.9mm
★新型箱式結構的鍛造活塞
★氣門口徑加大(in 33mm, out26.5mm)。角度拉直
★新的氣門驅動搖臂,並以類鑽碳鍍膜(Diamond-Like Carbon Coating, DLC)進行表面處理
★加大集氣箱
★雙噴油嘴
★全新的設計排氣系統
★更輕更小的滑動式離合器
★油底殼加深,降低機油液面,減少曲軸運轉阻力

2020 YAMAHA YZF-R1M

車架懸吊

★後搖臂配合新設計的排氣系統,改成上鷗翼構造。
★軸距縮短
★全可調的前後避震系統
★煞車系統換回對四卡鉗與320mm碟盤的組合
★鋁製油箱


換上全彩液晶顯示,可以顯示更多的資訊!


電子控制

第八代R1可以說是電子控制最多的一代,看看上面新採用的TFT儀表密密麻麻的訊息,就知道功能有多少了。

其中最重要的,就是比照廠車,加入了IMU:

六軸慣性測量元件(IMU)
電子控制最大的變革,就是採用了六軸慣性測量元件(6-axis Inertial Measurement Unit, IMU)
這可是量產機車上的一大創舉,利用IMU提供車體狀態資訊,讓行車電腦得以判斷並操控其他的電子系統。

所謂的六軸是三軸陀螺儀與三軸加速度計所組成。陀螺儀(註1)是用來監控物體在空間中的姿態的;加速度計是測量受到多少力的,大家看賽車會看到畫面上會寫轉彎時有2G的力(註2),就是加速度計所測量的數值。

註1:如果小時候有打過陀螺,就會看過陀螺在轉動時,無論陀螺底下的平面如何移動傾斜,陀螺都會保持垂直的姿態,陀螺儀就是利用這個原理,以前只有航空器有裝,現在很多車輛也都有了陀螺儀來提供資訊,協助穩定車輛動態。

註2:過彎時有2G,簡單說,G力也可稱為重力,如果你體重70公斤,過彎時有2G的力,表示你體重會變成140公斤(70 x2)。四輪賽車過彎時會有4~5G;戰鬥機會有9G,如果時速40公里的車發生正面撞擊,會產生35G的瞬間力量!資料來源

YAMAHA招牌明星,當然要來加持一下,無論是車輛測試或是廣告。

R1的電子系統

★牽引力控制系統(Traction Control System , TCS)
後輪滑動控制系統(Slide Control System, SCS)
前輪升降控制系統 (Front LIFt control system, LIF)就是俗稱的防孤輪系統
彈射起步控制系統(Launch Control System, LCS)
快速換檔系統 (Quick Shift System, QSS)
動力選擇模式 (Power mode selection, PWR)前代R1的D-Mode再進化,由原本的3種設定變成4種。
YAMAHA駕駛控制系統(Yamaha Ride Control system, YRC)有四組預設模式,騎士可自行設定所有電子控制元件參數。
通信控制單元(Communication Control Unit, CCU)R1是選配,R1M是標配
這東西含有GPS,可以記錄跑車過程中的數據,可以下載在筆電中分析,修改YRC。有了CCU,跑麗寶的時候,就可以像MotoGP的畫面中一樣,抱著筆電蹲在R1旁邊分析!看起來就超專業的。

光從上面這些電子系統就可以瞭解,新的R1是更瞄準賽道騎乘的,是跑麗寶的好伙伴!
2015 YAMAHA YZF-R1 / R1M
這次R1還有更加貼近賽道使用的R1M,用上了歐老師電子控制懸吊、全碳纖維車殼、CCU等賽場配備。
YAMAHA版的Ready to Race


2018年,適逢R1誕生20週年,當然要複刻一下當年的彩繪,當年很多YAMAHA車隊都用了紀念塗裝。
2018 YAMAHA YZF-R1 20th Anniversary Livery
All Japan Road Race Championship - JSB1000

2018 YAMAHA YZF-R1 20th Anniversary Livery
Australian Superbike Championship (ASBK)

2018 YAMAHA YZF-R1 20th Anniversary Livery
Suzuka 8hrs YAMAHA Factory Racing Team,YAMAHA廠隊參加2018年鈴鹿八耐的塗裝

2019年,征戰鈴鹿八耐的賽車塗裝,甚至上了夢幻的配色~TECH21 Shiseido塗裝,向1987年的YZF-750 OW89致敬
2019 YAMAHA YZF-R1 TECH21 Livery
2019 YAMAHA YZF-R1 TECH21 Livery
2019 YAMAHA YZF-R1 TECH21 Livery
1987 YAMAHA YZF-750 (OW89) Suzuka 8hrs TECH21 Team
R1的紀念塗裝,就是向這輛YZF-750致敬



2019年,還推出限量20輛的20週年紀念版市售車,將GYTR(Genuine Yamaha Technology Racing)原廠賽車零件裝好裝滿!可以直接下場廝殺。


2019 YAMAHA YZF-R1 GYTR
GYTR版使用賽車油箱、賽車蠍子管(Akrapovic),因應排氣管的修改,下整流罩也有所修改。
2019 YAMAHA YZF-R1 GYTR
尾巴也用上了R1初代機的標準字。車殼也是碳纖維用好用滿,就算是R1M也沒用這麼多的碳纖維。
 2019 YAMAHA YZF-R1 GYTR
GYTR標誌,驗明正身!

2019 YAMAHA YZF-R1 GYTR
整流罩上也有R1初代機的標準字!

2019 YAMAHA YZF-R1 GYTR

2022年,YAMAHA參加World GP 60週年紀念塗裝


關於YAMAHA週年慶塗裝的由來與規則介紹,可以參考本網誌文章「2022 YAMAHA參加世界大獎賽60週年紀念塗裝之R1,R7,R3,R125,順便搞懂YAMAHA的週年慶配色邏輯!(連結)」。

2021年米蘭車展,YAMAHA Europe發表的YZF-R1 GYTR VR46 Tribute,是向一個星期前光榮退休的傳奇車手Valentino Rossi致敬的特別版,由Rossi親自在米蘭車展上揭曉。關於這部車的細部介紹,請參考本網誌文章「向傳奇致敬,YAMAHA YZF-R1 GYTR VR46 Tribute,集結今年YAMAHA橫掃二輪賽事的科技!(連結)」。

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