騎車那些不會告訴你的事(三)

有些事因為太平常了,所以大家都以為你應該會知道。久而久之,很多不知道的就以為自己知道了。然而從哪知道的,你卻一點都不知道......而現在,更新的東西出現了,你;知道嗎?

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電子世代

對摩托車來說,如果沒有冶金工業的進化,那麼許多又要具備輕量又要具備耐久度的零件將無法達成。舉例來說,如果引擎無法從最初的鐵材轉變成鋁合金,那麼光是引擎本身的重量就會是個非常大的負擔。此外,像是車架的結構,也是從早期的鋼鐵製品到現在已經非常普遍的鋁合金結構(而現在更進化到碳纖的結構了)。然而,在冶金工業不斷的進步下,除了已經很常見的鋁合金,許多又輕又強的金屬也紛紛應用在機車上面。像是在一些高級車上常常聽到的鎂合金、鈦金屬等這些,就都是因為工業的進步而誕生。而像是鑄造件與鍛造件的進步(鋁合金又從製造的工法中演變出更輕更強的結構,從引擎的活塞、連桿,汽門等等,到主、副車架,輪框、排氣管等),這些材料與工法的進步,都是提高摩托車性能不可或缺的原因之一。

然而除了這些硬傢伙的進步,其實還有一個我們幾乎看不見;卻在近年來隨著產業的發達而產生影響更鉅的因素出現。是的,那就是電子元件的進化。

對於電子零件來說,最早的進化應該是點火系統這部份。早期的點火方式由於屬於機械式的結構,因此在使用一段時間後就會出現點火不良的情形。這樣的問題在出現了電子點火的結構後獲得了完全的改善,引擎也因此具有更高的可靠性。然而和今日的電子元件比較起來,這樣重大的變革卻在還不到百年的歷史中成為像是石器時代的落後工具。

ECU(Engine Control Unit)的出現可說是電子世代的濫觴。因為在化油器的時代中,所有的參數可說都是固定的;機械化的設計。然而在噴射化,可變化,以及環保和包括對於性能與安全上的要求下,摩托車因此需要更聰明的零件來幫忙與控制。與此同時,摩托車也因為各個電子零件的微型化而獲得了助益。

以引擎來說,不同環境與需求的供油量,最佳的點火時機,甚至是可變氣門的配合,以及排放廢氣的偵測,都在電子零件的極小化與運算速度的極大化中獲得了前所未有的改善。而像是ABS(Anti-lock Braking System)防鎖死煞車、TCS(Traction Control System)循跡控制,或像是引擎出力的模式控制,甚至是懸吊裝置,也都因為電子技術的進步而獲得早期摩托車所無法想像的地步。而對於這些深藏在封裝內的零件;讓我們幾乎感覺不到的巨大變化,身為一個熱愛摩托車的騎士,實在是有必要深入去瞭解的地方。以下,我們就來看看有哪些地方使用了哪些的電子裝置。

LCD(Liquid Crystal Display)液晶顯示

雖然液晶儀表已經不是什麼新鮮的科技,但如果沒有這樣的零件,許多相關的電子系統也將無法配合。像是包括動力模式、懸吊系統,以及更多的選擇設定,都是因為液晶儀表的出現才得以整合。此外,最新的液晶儀表也已經從一般的黑白顯示進步到全彩的表現了。

Can-bus(Controller Area Network)控制區域網路

在電控裝置(ECU,Electronic Control Unit)愈來愈多下,將車身上所有電控統合在一個網路系統,就是所謂的Can-bus數據匯流排。在現代的高級摩托車上,除了管理引擎的ECU,像是ABS,或是其他需要大量運算以提供即時解決的設計上都會使用到ECU。然而如果這些電控各自為政而互不關聯的話,除了會增加線路的複雜,在電線的重量上也會是沉重的負擔。因此,將這些電控統合在一個網路系統互相傳遞訊息,就是所謂的Can-bus(Controller Area Network)控制區域網路。

RbW(Ride by Wire)線控油門

所謂的”線”控,並不是鋼索的那種”線”,而是電線的意思。傳統的油門,就是以鋼索牽動節流閥的機械方式在作動,也就是不管當時的狀況如何,你轉動多少的油門開度,節流閥的開度就隨之變化的方式。即使在已經是噴射供油的系統中,這樣的油門控制仍然過於粗糙。因為這單純就是一個機械上的控制,而機械控制免不了就會有磨損上的情形,以及無法對應其他因素的變化。而所謂的線控油門,其實在轉動油門這樣的動作中節流閥並沒有隨之轉開,而是對ECU送出了一個訊號。ECU再根據當時的引擎轉速、車速、檔位、空氣溫度、油門開度這些參數上做一個最適當的油氣供應,因而完成了兼具油耗與反應的最佳表現。

Power Mode動力模式選擇

傳統的引擎出力中,就是騎士打開多少油門,引擎就隨之輸出多少的功率。然而在電子系統的介入之後,引擎的輸出也變得更加聰明。由於可偵測與控制的地方多了,從引擎的供油到輪胎的動向都能夠合併處理。因此,當騎士處於不利的地面環境時,不再需要辛苦的判斷與操作油門。只要將引擎的出力模式調整到(各家廠商可能會有不同的稱呼,但大多為運動、一般、雨天這樣的區分,其輸出的馬力也因此而有所不同。甚至,包括其他電子系統也都會因此互相匹配)適當的位置即可讓引擎不至輸出過大的動力反而造成危險。

 

TCS(Traction Control System)循跡控制

後輪的瞬間空轉往往是造成摩托車發生不安定的主要原因。然而在輪胎重新接觸到地面後的當下,更是讓摩托車產生激烈反應的因素。在傳統的摩托車當中,騎士一旦遇到這樣的情形只能聽天由命。而在電子系統的介入之下,藉由偵測輪胎轉動與引擎輸出之間的關聯,將原本輸出的功率切斷,讓兩者之間不至於出現過大的差距,從而確保了摩托車的安定。

ABS(Anti-lock Braking System)防鎖死煞車

雖然ABS也不是很新鮮的零件,但之所以能夠日益普及,正是拜電子元件小型化所帶來的功勞。在以前的ABS裝置上,不但體積是個困擾的地方,隨之而來的重量也是追求輕量化所無法接受的不利因素。然而在現代的ABS組件中,僅僅一個拳頭大小的體積,讓空間不足的摩托車也能夠輕易的裝設。事實上,在更進步的ABS系統中,藉由其他電子零件(IMU)的輔助,今日先進的ABS煞車系統的功能已經完全不是初代ABS所能想像的了。

 

IMU(Inertial Measurement Unit)慣性感測元件

IMU的出現讓摩托車的性能再次的提昇。這邊的性能所指的並不是單純的引擎出力。而是藉由IMU的輔助將原本難以解決的地方變成輕而易舉。所謂的IMU元件,就是一個具有加速度計、磁力計、陀螺儀三種不同功能的零件。應用這樣的電子元件,可偵測摩托車任何細微的變化。包括車身處於加、減速狀態,或是傾斜狀態,從而讓其它像是ABS、引擎出力等電子系統做更適當的動作。IMU的應用其實非常廣泛與普遍,而導入到摩托車上,正是因為電子元件愈來愈小卻愈來愈強的關係,將原本無法安裝的體積縮小到可以裝在摩托車上。

 

LS(Launch System)起步裝置

對於跑車來說,如何能用最快的速度衝出;卻又不至於因為馬力瞬間的湧現而讓車輛浮舉前輪,的確是考驗騎士技巧的地方。然而,在電子技術的輔助之下,騎士再也不用擔心油門與出力之間的拿捏。因為有了名為Launch System(各家車廠可能有不同的稱呼)的起步裝置後,騎士要的就是一顆強力的心臟與大手的油門而已。

 

QSS(Quick Shift System)快速換檔裝置

在車輛衝出去之後,在適當的時機迅速的換檔也是早期的騎士必備的技能之一。然而,在電子科技的輔助之下,騎士所要的就只是直接的進檔(或退檔)這樣的動作。這種藉由偵測檔位、引擎點火之間的關係而控制的電子系統,讓換檔變成再簡單也不過的事。

ESA(Electronic Suspension Adjustment)電子懸吊調整

量產車中最先發展電子避震的是BMW,而ESA是BMW的專有稱呼。不過隨著各家車廠的開發,電子避震已經不再是BMW所獨有。在使用電子避震的系統中,又有分為主動式與半主動式的區別。然而無論是哪種方式,這種一個按鈕就可以變更懸吊設定的機構,的確讓騎士感受到完全迥異於以往的強大功能。

打開摩托車的進化史,從單缸到多缸,以及各種因為結構到材料上形形色色的進步而產生的變化,早已不可同日而語。儘管有些概念可能很早就存在,但可能因為當時的科技(無論是材料或是技術)還無法支援,因此也只能在想像當中出現。就像現在的記憶體容量與體積,不用多,時間只要回溯20年就知道這當中的差距有多大。而摩托車上的電子世代,也說明了我們正在面臨一場進行中的巨大改變。

同樣的,對於已經;或將要使用這些功能繁多的騎士,更是有必要熟悉各種電子系統的名稱與操作。否則空有諸多的配備,卻是無法設定到一個最適合的騎乘條件,那;還不如騎上一輛”原始的機械摩托車”吧。

 

 

回顧導讀:
騎車那些不會告訴你的事(二)
騎車那些不會告訴你的事(一)

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