21世纪经济报道记者 彭新

近日,在世界超级摩托车锦标赛(WSBK)葡萄牙阿尔加维国际赛道上,法国车手瓦伦丁·德比斯驾驶着张雪机车生产的820RR-RS赛车,以3.685秒绝对优势夺冠。次日,他驾驶着820RR-RS再次夺冠,实现了中国摩托车品牌在WSBK赛事上的历史性成绩。

这是中国摩托车厂队参加WSBK以来,在中量级组别赛事中首次夺魁。与其同场竞技的,是杜卡迪、雅马哈等国际老牌强队。顶级摩托车赛事是国际顶流的秀场,张雪机车此次夺冠具有里程碑意义。

随着赛事成绩发酵,国内摩托车圈热情高涨。有观点认为,这不仅是体育赛事的胜利,更是中国摩托车产业技术能力的一次集中检验。世界大赛冠军的背后,是中国摩托车产业链长期技术积累的结果。

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(图片来源:张雪机车)

突破技术天花板推动产业共赢

张雪机车夺冠的820RR-RS赛车,搭载了一台自主研发的819cc直列三缸发动机,最大马力超过130匹,实现了同排量级别中马力最大、车重最轻、底盘重心最低的技术指标。

4月6日,理想汽车增程系统负责人“@理想强哥”发文称,张雪的这台819三缸机,不是简单堆参数,是从根上解决国产大排量摩托“卡脖子”的问题。从根源绕开所有海外专利壁垒,拿到17项核心发明专利,真正做到100%自主知识产权。

高性能摩托车是动力系统、车架刚性、悬挂几何、空气动力学、电子控制系统的综合体现。一辆摩托车有上千个零部件,对精密加工铸造能力要求很高。而相比四轮机动车,摩托车空间紧凑,对设备的体积、功耗与集成度提出了苛刻要求。

“在中国摩托车行业,我们是首家将发动机转速突破至16000转(rpm,即每分钟转数)的企业。这个目标确立之初,业内几乎无人相信我们能做到,但最终我们将其化为了现实。”张雪机车创始人张雪在回忆研发历程时感慨道。

为了支撑16000转的极高转速,张雪团队还必须将零部件加工精度从行业常规的5丝(0.05毫米)提升到3丝(0.03毫米)。面对这种严苛的技术要求,上游供应商最初表现出了极大的抗拒。

为了打破僵局,张雪提出了合作方案:“我对供应商承诺,所有试错产生的成本由我全额承担。但只要技术攻关成功,供应商的制造工艺也将随之升级,这是一次产业链的共赢。”

研究揭示转速秘密

发动机的转速之所以重要,是因为它直接决定了输出功率的上限。

发动机功率的基本公式为:功率(kW) = 扭矩(N·m) × 转速(rpm) / 9549。在排量一定的情况下,发动机每转一圈输出的力(即扭矩)受限于气缸容积和燃烧效率,提升空间有限。而转速代表单位时间内做功的次数,转速越高,发动机在相同时间内完成的燃烧循环越多,功率输出也就越大。

这也是为什么在WSBK赛事规则限制排量的前提下,高转速是提升发动机峰值功率的重要路径之一。以820RR量产版为例,其819cc直列三缸发动机最大功率为135匹马力,峰值转速12000转。作为对比,雅马哈R9搭载排量更大的890cc三缸发动机,最大功率为119匹,峰值转速10000转,张雪机车以更小的排量和更高的转速实现了更强的功率输出。

然而,转速并非可以无限提高。随着转速的提升,发动机内部往复运动部件承受的惯性力随转速的平方增长,例如转速提升14%,惯性力就会增加约30%。

这意味着发动机在高速运转时,每一个微小的零部件都在承受极端冲击力,当超过材料、结构的承受极限时,发动机中的关键部件就可能发生疲劳断裂或机械失控,进而导致发动机损毁。

2007年,SAE(国际汽车工程师学会)发表了一篇题为《赛用摩托车发动机配气机构的设计与开发》(Design and Development of the Valve Train for a Racing Motorcycle Engine)的技术论文,完整记录了一台用于WSBK赛事的Petronas FP1赛车900cc直列三缸赛用摩托车发动机,其关键组成部分配气机构从14000转向16000转演进的设计开发过程。值得注意的是,该发动机与张雪机车820RR同为三缸构型、排量相近,具有高度可比性。

最初,研究者将发动机限速器设定在14000转,最终提升到16000转,并研究包括凸轮轴、挺杆、垫片、弹簧、气门和气门弹簧等发动机零部件的影响。

研究表明,当转速突破14500转后,发动机配气机构会出现三个危险现象:气门弹簧力无法跟上气门惯性,导致气门落座速度骤升,进而引发气门杆疲劳断裂;凸轮与挺杆在高速下瞬间脱开,气门运动脱离控制;以及弹簧自身的共振导致端部折断。

该研究结论认为,要跨越16000转,需要对整套发动机配气机构进行重新设计。

“现在摩托车四缸发动机转速很轻松地就能达到一万一两千转,摩托车赛车发动机能到一万六七千转,这样的性能也对机油、材料提出了非常苛刻的要求,还有车架设计的弹性、强度,摩托车也远远高于汽车。这种要求不单单体现在材料上,更体现在设计能力上。”此前在接受媒体采访时,摩托车技术工程师、赛车手董文瑞指出。

中国摩托车产业链突围

中国是全球最大的摩托车生产国,全产业链产值近5000亿元。中国摩托车商会数据显示,2025年产销分别达到2210.9万辆和2196.7万辆。

但长期以来,中国摩托车产业以小排量代步车为主,在高性能动力总成的自主研发上,特别是中大排量发动机,与欧美日品牌存在代际差距。

优良的供应链对发动机转速突破至关重要。前述SAE论文中记录了一个关键故障:气门弹簧在高速运转后预紧力衰减高达40%,导致气门落座失控和气门杆断裂,最终更换为日本NHK供应的弹簧组才解决问题。

论文作者在结论中特别指出,“世界级零部件供应商的贡献对项目的成功不可或缺。”该研究显示,Petronas FP1赛车的配气机构依赖英国Ricardo提供动力学仿真、美国Del West提供精密钛合金气门、日本NHK提供高性能弹簧。

一台发动机有上千个零部件,任何一环的精度或材料达不到要求,都可能成为整个系统的失效起点。

而张雪团队率先将发动机转速推进至16000转级别。在供应链选择上,张雪机车走了一条本土化路径。张雪在接受采访时表示,820RR-RS的核心优势在于轻量化和性能设定,车架与电控系统均为团队自主研发,实现了从核心部件研发制造到整车组装的全链条自主可控,成为赛事夺冠的产业支撑。

据张雪机车披露的供应链信息,820RR基础版国产化率达97%,发动机、电控、车架三大件实现100%自主化——曲轴、连杆、气缸套等12项关键部件全部来自国产供应商,如ECU控制单元由科博达(上海)提供,六轴IMU及弯道ABS/TCS算法由中国电科(重庆)研发。

不仅是张雪机车,在国际市场上,中国摩托车企业正尝试摆脱单纯低价竞争,转向以技术、产品和赛事成绩打开空间。春风动力通过与奥地利KTM的深度合作积累国际化技术经验,钱江摩托通过收购意大利贝纳利,掌握大排量发动机及整车的协同研发、制造技术。升仕机车也走上了三缸自研路线。以MotoGP和WSBK为代表的世界级赛事,正在成为中国摩托车企业验证技术、建立品牌的突破口。