Concept Bike - DVR 1000R

Návrh

Jakožto velký fanda motocyklů jsem se snažil v této práci o znovuzrození Českého konkurenceschopného sportovního silničního motocyklu.
Cílem bylo vytvořit originální design a sestavu komponentů modulárně postaveného motocyklu, který by se mohl vyrábět v České republice. Vlastní je tedy design, rám a zadní kyvná vidlice. Zbytek dílů by se dokupoval od různých světových výrobců komponentů. Navržený motocykl by měl atakovat skupinu Sportovních motocyklů, a to s dvouválcovým motorem do V o obsahu do 1000 cm3.

Technické řešení

Motor

Motor pochází z Hondy VTR SP-1 a byl vybrán pro jeho užší rozměry oproti řadovému 4-válci, neodmyslitelný zvuk a nakonec proto, že 4-válcových řadových motocyklů je již celá řada. Nejvíce v úvahu přicházel 2-válcový motor do V, který by na trhu sportovních dvouválcových motocyklů doplnil tuto množinu, do které spadají Aprilia RSV 1000, Ducati 999 a několik málo dalších.

Výfuk

Výfukové porubí je vyrobeno z nerezové tenkostěnné trubky o průměru 60 mm (z finančního důvodu). Vzadu je mírně zvlněno (pouze designový prvek) a plynule přechází v rozevřenou koncovku výfuku. Odhadovaný hluk je cca 100 db.

Chlazení

Teplota chladící kapaliny se snižuje ve dvou náporových chladičích umístěných za předním kolem. Mezi těmito chladiči je mezera pro přívod studeného vzduchu k výfukovým kolenům a motoru.

Brzdy

Přední brzda je dvojitá kotoučová o průměru 320 mm se dvěmi 4-pístkový radiální třmeny. Zadní brzda je pak jednokotoučová o průměru 220 mm s jedním 2-pístkovým třmenem.

Rám

K rozhodnutí svařit rám z chrom-molybdenových trubek vedla racionální úvaha. Ta, především z finančních důvodů, vyloučila nákladnou výrobu hliníkových odlitků a následné svaření těchto profilů.
Náklady spojené s výrobou trubkového ocelového rámu jsou mnohem nižší a tyto rámy se vyznačují skvělou tuhostí. Nakonec přeci Ducati trubkové Cr-Mo rámy používá a zisk několika titulů ve třídě WSBK a nyní zřejmě i v nejprestižnější třídě Moto GP dokazuje, že tyto rámy mají opravdu vynikající vlastnosti.

Rám by měl být pevný, tuhý a pružný, aby dokázal odolávat namáhání motocyklu při brždění, akceleraci a průjezdu zatáčkou. Na tyto vlastnosti má vliv konstrukce, materiál a profil trubek. Na svařování Cr-Mo ocelí je možno použít všechny svařovací technologie, které se používají na svařování nelegovaných ocelí. V současné době se již upustilo od použití svařování plamenem z důvodu obtížné kontroly chemického složení a celistvosti svarů. Nejlepší vlastnosti svarových spojů dosáhneme po tepelném zpracování, kterým je normalizační žíhání a popouštění nebo zušlechťování.
Elektrody zvyšující obsah chrómu ve svarovém kovu vyžadují použití krátkého svařovacího oblouku, aby se zabránilo vyhoření Cr a nasycení povrchu dusíkem. Jako ochranný plyn se používá argon, hélium nebo jejich směs.

Postup výpočtu rámu

Rám byl počítán nejprve metodou Modální analýzy, kde byla zjištěna vlastní frekvence rámu. Je zřejmé, že při zvyšování tloušťky trubky se mění vlastní frekvence nelineárně. Účinek zvyšování tloušťky stěny bude čím dál menší nehledě na velký nárůst hmotnosti. Následovalo tedy přidání několika příček rámu, čímž se výsledek zlepšil. Při delším zkoumání by se dalo zjistit nejvhodnější umístění příček, při snížení hmotnosti rámu a zvýšení vlastní frekvence.
Otázkou však zůstává, zda-li by takto konstruovaný rám také dobře odolával vnějšímu dynamickému zatěžování vznikající při jízdě, zejména pak při průjezdu zatáčkou či brždění. Další metodu výpočtu představovala Metoda konečných prvků (FEM). Zde je nutné podotknout, že rám byl počítán pouze se zatížením od brždění. Důvodem bylo obtížné určení výslednic všech sil působících na motocykl při průjezdu zatáčkou a nedostatek zkušeností v této problematice.

Podle brzdné dráhy motocyklu o hmotnosti 190 kg + jezdec, který brzdí z rychlosti 200 km/h na 0 km/h na suchém povrchu na 200m jsem určil zpomalení. Jeho hodnota pak sloužila k přepočtu hmotností, které na rám motocyklu působí. Rozložení hmotností na motocyklu v klidovém stavu




Protože zatím neexistuje fyzický model, který by situaci znázorňoval,výsledky analýz nebylo možné porovnat se skutečnými účinky zatížení působícího na rám. Zároveň jsem neměl možnost konzultace s odborníkem, který by zhodnotil zjištěné výsledky.

Design motocyklu

Posed na motocyklu je sportovní. To představuje kolena pokrčená pod malým úhlem, vysoko posazená pánev, velký předklon a řídítka položena nízko. Agresivní vzhled má zejména zaujmout a líbit se, než dobře posloužit ke schování jezdce před náporem vzduchu. Pro zlepšení aerodynamiky jsou však použity různé účelné prvky. Jako zvýšené plexi, tvarování kapot apod. Pro ještě lepší aerodynamické vlastnosti by se musela celá motorka včetně jezdce vymodelovat v programu, který umožňuje počítat obtékání a proudění vzduchu, což by byla otázka na další rozsáhlou práci.

Přední díl motocyklové kapotáže je posazen nízko a tvarován tak, aby zde při vyšších rychlostech docházelo ke zvýšení tlaku a tím pádem ke zvětšení přilnavosti celého motocyklu k vozovce. Přes tuto část vede dominantní designový prvek – pruh, který dále pokračuje na nádrži k jejímu uzávěru. Světlo bylo navrženo tak, aby kladlo co nejmenší aerodynamický odpor (šípový tvar), a zároveň přivádělo vzduch do potrubí, které vede do airboxu.
Zvýšený plexi štít má umožnit jezdci schovat se před náporem tlaku vzduchu při vysokých rychlostech a zlepšit tak obtékání jezdce tímto vzduchem.

Nádrž obepíná airbox se vzduchovým filtrem a v jejích bocích jsou umístěny výlisy pro kolena. Za nádrží se nachází sedačka pro jezdce. Zadní část kapotáže má aerodynamický tvar proto, aby docházelo k lepšímu obtékání motocyklu s jezdcem vzduchem. Není zde sedačka pro spolujezdce, jelikož se prozatím počítá pouze se sportovním využití motocyklu, kde by spolujezdec znamenal pouze zátěž navíc. Zadní světlomet trojúhelníkového tvaru je zasazen vespod zadní části motocyklu.

V přední kapotáži je integrován panel s vyznačeným ciferníkem otáčkoměru a tachometrem, pod ním potom nezbytné kontrolky včetně signalizace rezervy. Ovládací prvky na řídítkách jsou srovnatelné s ostatními motocykly.

Kromě výše zmiňovaného návrhu sportovního motocyklu, zasílám taktéž návrh klasického motocyklu stylu Cafe Racer, který se již netýká této semestrální práce.