Den första Harley-Davidson V-Twin-motorn släpptes 1909 i form av Atmospheric V-Twin. Sedan dess har Motor Company sålt tot alt åtta V-Twin-motorkonstruktioner – Atmospheric V-Twin, F-Head, Flathead, Knucklehead, Panhead, Shovelhead, Evolution och Twin Cam – de flesta av dessa namn känns omedelbart igen för nästan alla motorcyklist. Så när man överväger den relativa sällsyntheten av Harley-motoromformningar och betydelsen av motorn för en av världens största motorcykeltillverkare, kan du satsa på att alla större förändringar är genomtänkta och förfinade till en sådan grad att mindre OEM-tillverkare kan ha en tuff tid motsvarande. Med allt som bokstavligen körs på en ny motor, vände sig Harleys projektplanerare till de verktyg som har fungerat bäst de senaste åren.
Harley's Project Rushmore, som presenterades för bara tre modellår sedan 2014, vände sig till ridpubliken för att kvantifiera vad de ville ha i en turmotorcykel. För 2017 års turmodeller valde Harleys forskare och ingenjörer återigen hjärnorna hos både nuvarande Harley-turcykelägare och ryttare som är intresserade av märket men som ännu inte har dragit avtryckaren. Resultatet är den nya Milwaukee-Eight-motorn. Med intervjuer gjorda i sju städer runt om i världen ombads 1 000 förare att beskriva vad de skulle vilja se i nästa generations HD-turcykelcyklar.
Alex Bozmoski, chefsingenjör för Milwaukee-Eight Project, visar upp Harleys nya motor för det monterade mediet.
Med tiden blev flera gemensamma teman tydliga för formgivarna. Först – och det borde inte komma som någon överraskning för någon motorcyklist – ville dessa förare ha mer kraft från 45° V-Twin. Dessa förfrågningar delades ytterligare upp i två stora grupper: de som ville ha mer roll-on-kraft och de som ville ha den hot-rod-känslan av kraftbyggande hela vägen till varvtalsgränsen.
För det andra ville ryttare ha mer komfort. Motorvärme spelar en dramatisk roll för förarkomforten både ute på motorvägen och när de cruisar runt i stan, och förarna gjorde det klart att de ville att mindre värme skulle flöda upp från den bakre cylindern och avgassystemet – inte bara för dem själva, utan även deras passagerare. Vissa förare – i det här fallet ofta potentiella Harley-ägare – ville också ha minskade vibrationer.
Ett område som gängliga amerikaner och centraleuropéer kan glömma är att resten av världen är betydligt kortare i underbenen. Så dessa fokusgrupper påpekade att de skulle vilja att touringmodellerna skulle passa sina kortare kroppar bättre. Slutligen, och viktigast av allt, behövde de uppdaterade modellerna ha utseendet, ljudet och känslan som en Harley-Davidson. Konsensus bland intervjupersonerna sammanfattades av Alex Bozmoski, chefsingenjör för Milwaukee-Eight Project, som Jag vill att den ska se ut som en Harley-Davidson från en fotbollsplan borta, men jag vill att den ska se ut som en ny Harley- Davidson från 25 fot.”
Mer kraft
Den mest uppenbara förändringen i kraftverket finns i varje motors modellnamn: Milwaukee-Eight 107 och Milwaukee-Eight 114. Twin Cam 103-motorn växte till 107 cu. tum tack vare dess nya hål och slaglängd på 3,937 tum x 4,375 tum (99,999 mm x 111,125 mm) medan 110:an hoppade upp till 114 cu. in via sin 4,0-tum. x 4,5-tum. (101,6 mm x 114,3 mm) borrning och slaglängd. Förändringarna går dock mycket djupare än att ha större lungor att fylla. Fyrventilshuvudet sägs flöda 50 % mer än Twin Cams - en bra sak eftersom Screamin' Eagles stora borrsatser kan stöta på förskjutningen till 114 cu.in. och 117 cu. in. respektive, och det är innan vi ens tänker på de hemodlade hop-ups som många HD-motorer får.
Dold precis under stötstängerna sitter den nya enkelkammen till Milwaukee-Eight-motorn.
Ändå är den här grundrevideringen av Harleys ärevördiga V-Twin mer än att bara montera ett par större kannor. Fyrventilshuvudet kom med sina egna designöverväganden. Hela ventilmanöversystemet ändrades. Vissa läsare kanske inte kommer ihåg att före Twin Cam-motorn använde Evolution-serien en enda kam. Med Twin Cam krävdes förändringen för att minska vinklarna på stötstängerna för att möjliggöra högre ventillyft och mer aggressiv inställning, och dessa utmaningar kunde inte lösas utan att byta till dubbla kammar. Den nuvarande modelleringstekniken har dock gjort det möjligt för den enskilda kammen att återvända, vilket medfört flera fördelar: mindre parasitiska kraftförluster, mindre komplexitet och mindre mekaniskt brus (ett av motorns primära designmål). Bytet till ett fyrventilshuvud hade också andra fördelar. Mindre ventiler har lägre massa, vilket kräver mindre fjäder för att stänga, vilket resulterar i en mindre påverkan på ventilsätet. Detta minskade det slag som ventilsätena tar och leder till minskat ventilslitage och lägre ljud.
En annan intressant egenskap hos de nya huvudena är avsaknaden av ventilspelsjustering från vänster till höger på paren av insugs- och avgasventiler. Dagens snävare tillverkningstoleranser tillåter att variansen i gapet mellan fingrarna och ventilstammarna som de aktiverar reduceras till bara 0,003 tum. Det krävs en varians på 0,010 tum för att kunna höra ventilljudet och se accelererat slitage. Med den skillnaden minskad, fastställde ingenjörerna att inga fransjusteringar behövde installeras.
… sa Bozmoski, "Det var det som bar mest." Så när väl ventilspelet är inställt på fabriken kommer ingen justering att behövas under motorns livslängd. Bozmoski betonar, "Efter en och en halv miljon mil och över 7 000 timmar av accelererad dyno-hållbarhet ser du inte att någon av dem behöver justeras. De bär tillsammans.”
Titta på fingrarna på både toppen och botten av fotot – ingen ventiljusterare att se.
För att mata de nya huvudena är en ny Mikuni-gasspjäll 5 mm större, 55 mm, jämfört med den tidigare. Tändningssystemet fick individuella knackningssensorer på varje cylinder för att dynamiskt finjustera gnisttiden för att leverera optimal kraft samtidigt som den minskade värmen som produceras av motorn. Enligt Bozmoski ökar bytet från jonavkännande knackningssensorer till cylindermonterade dramatiskt intervallet för individuell cylindergnistkontroll som ECU:n har över avfyrningen av dubbla pluggar, vilket tillåter så mycket tändning som möjligt."Så, du skapar inte värme genom att bromsa gnistan för att hålla dig borta från knackning", förklarar Bozmoski.
Eftersom knackning ökar avgastemperaturen (EGT) och i extrema fall kan skada motorn, kan Milwaukee-Eights tändning fördröjas ända fram till de första tecknen på predetonation, vilket inte har någon ljud och sedan gås tillbaka tills det stannar. Att hantera tändningstid till detonationens ojämna kant ger inte bara mer kraft med mindre värme, utan det brinner också renare för färre utsläpp, vilket gör att de till stor del luftkylda motorerna kan uppfylla de strikta Euro 4-standarderna samtidigt som de levererar inom 2-4 % av prestanda för motorer inställda för att uppfylla amerikanska standarder.
Harleys representanter betonade att ägare av touringmodeller inte är lika intresserade av bränsleekonomi som de är i det ultimata utbudet av sina cyklar. Så, i dessa termer, producerar Milwaukee-Eight-motorn mer kraft samtidigt som den bibehåller liknande eller bättre räckvidd per tank, så det tyder på att Milwaukee Eights mpg är samma eller bättre som Twin Cams.
Knacksensorer monterade på varje cylinder möjliggör minsta möjliga antändningsretard utan detonation.
Reduktionen av EGT med ungefär 100°F hjälper också till att uppfylla ett av komfortmålen för Milwaukee-Eight. Huvuden och rören går svalare, och i kombination med flyttningen av de varma katalysatorerna längre från sittbrunnen, minskar värmen dramatiskt som når föraren och passageraren. Ändå är kylhuvudena produkten av mer än bara bättre motorstyrning. Den inbyggda kylningen i de omdesignade huvudena spelar också en nyckelroll.
De dubbelkylda kylkanalerna sveper runt avgasportarna.
Eftersom vatten (den primära komponenten i frostskyddsmedel) har en mycket högre värmeledningsförmåga än olja, behövde kylkanalerna runt avgasventilerna utformas annorlunda för de oljekylda modellerna jämfört med de dubbelkylda.. En av de hetaste platserna i huvudet är bron mellan de två avgasventilerna. Eftersom vatten är så mycket effektivare att dra bort värme behöver en hjärtformad kärna bara komma nära bron för att effektivt minska värmen. På de oljekylda motorerna borras faktiskt kylkanalerna genom bron, vilket ger oljan tillgång till den hetaste punkten på huvudet så att oljan kan föra bort värmen. (En snabb notering: Ökningen av en halv liters oljekapacitet i åtan beror inte på den ökade värmen som oljan utsätts för utan används snarare för att ge extra tid för att minska luftningen av oljan innan den recirkuleras.)
På grund av oljas lägre värmeledningsförmåga än vatten måste kylpassagen gå genom bron mellan avgasportarna.
Managing Vibration
Harleys designingenjörer fokuserade mycket tid och ansträngning på att hitta rätt mängd vibrationer i M-E för att tilltala både den hårda, traditionella föraren och föraren som tittar på motorn som hoppar runt i ramen på tomgång och tycker att det inte kan vara bekvämt eller smidigt i fart. När testmotorer tillverkades med mer komplett vibrationsdämpning var core Harley-åkarna missnöjda medan de potentiella H-D-kunderna var nöjda. Eftersom kärnan inte kunde alieneras i jakten på nya Harley-ägare, hittades så småningom ett lyckligt medium där vibrationen reducerades med 75 %, vilket gav en kompromiss där båda fraktionerna ansåg att vibrationen var lämplig.
Den nya luftrenaren med högt flöde har fått sina stilkänningar från 1970-talet men, genom sin avsmalnande bakdel, hjälper den till att uppfylla det moderna målet med en smalare motor för en kortare räckvidd till marken.
Reducerat mekaniskt brus
Vi är alla medvetna om EPA:s begränsningar för en motorcykels bullersignatur, men alla kanske inte inser att genom att minska motorns mekaniska ljud finns det mer utrymme kvar på dB-mätaren för saker som förare gillar att höra, som avgasnoten. Så när det kom till att hantera M-E:s ljudutgång, noterade Bozmoski: Vårt recept är dominerande av avgaserna. Allt annat försöker vi dra tillbaka.”
Som nämnts ovan tog omkopplaren tillbaka till en enda kam och de nya huvudena steg för att minimera mekaniskt brus. Ändå eliminerade Harleys ingenjörer till och med mekaniskt brus som inte skulle vara en faktor i EPA-ljudnivåtestningen. Till exempel är den första växelns kugg i transmissionen förspänd med en fjäder för att minska det skrammel som kan höras när motorn går på tomgång i neutralläge. Ett liknande tillvägagångssätt togs med motvikten. Allt detta ger en stramare motor.
En 3D-utskriven version av Milwaukee-Eight som användes under utvecklingen.
Andra anmärkningsvärda ändringar
I övergången från Twin Cam till Milwaukee-Eight tillsattes cirka 20 lb. komponenter till motorn. Men genom tät förpackning är det totala deltat i motorvikt neutral, enligt fabriksrepresentanter. Harleys ingenjörer åstadkom detta genom att noggrant välja var vikten skulle användas. Till exempel är vevhuset större med balanseraren fram, vilket leder till mer yta. Samtidigt som det här större fodralet görs 25 % starkare, förblir vikten densamma som Twin Cams. Dessutom har svänghjulet 20 % mer tröghet för att underlätta gasresponsen, men genom analys av finita element placerades vikten och styrkan där de behövdes, vilket resulterade i vad H-D hävdar är en nollviktsstraff.
Laddningssystemet fick en uppgradering. Med tomgångsvarvtalet sänkt från 1 050 rpm till 850 rpm som en del av värmereduktionsprogrammet, kunde det tidigare systemet inte lägga ut tillräckligt med strömstyrka för att bibehålla en positiv laddning, så det fördubblades i storlek. Nu, vid 1 000 rpm, avger den 34 ampere istället för 17 ampere.
Kopplingen uppgraderades till en vridmomentassisterande enhet som kräver 7 % mindre kraft vid spaken tack vare de lättare fjädrarna som används. Den nya kopplingen ger också bättre feedback vid spaken. Med en momentassisterande koppling, ju mer vridmoment som appliceras på kopplingspaketet, desto hårdare grepp. Eftersom många Harley-ägare bygger sina motorer innebär det att kopplingen kommer att klara den ökade effekten. Kopplingarna är dock olika på 107-motorerna och 114-motorerna som får en nio- respektive tio-plattskoppling. Ändå, även med ändringarna, är derbyskyddet smalare än på Twin Cam, vilket gör att en förare lättare kan nå marken.
Screamin’ Eagle
I en paus från det förflutna släpper Harley Screamin’ Eagle hop-up-delarna samtidigt som själva motorn. Detta är bra av två skäl. För det första pekar det på det faktum att prestandadelarna utvecklades samtidigt med själva motorn. För det andra kan köpare rulla in delarna i sina lån vid köptillfället. Kom ihåg att dessa kit täcks av fabriksgarantin, så det finns en klar fördel med att gå med OEM hop-up jämfört med eftermarknaden.
Satsen kommer i fyra steg. Steg I är det enklaste för användaren att installera och består av en uppgradering av insug, avgas och trimning. Steg II lägger till en kam i ett urval av två olika profiler: vridmoment/mellanregistret roll-on-fokuserad eller peak-hästkraftsfokuserad. (Kommer du ihåg de två grupperna av krafthungriga ryttare som noterades i början av den här artikeln?) Steg II sägs ge så mycket som 20 % av makten över lager.
Steg III fortsätter att bygga på de tidigare stegen med stora cylindrar och kolvar. 107-motorn växer till 114 cu. in., och 114-motorn blir en massiv 117 cu. i. Slutresultatet är cirka 30 % ökning av makten över aktien. För de som måste ha allt, Stage IV lägger till CNC-portade och polerade huvuden till paketen.
Alla fyra Screamin’ Eagle-satserna är 50-statliga lagliga och ändrar inte motorns fabriksgaranti.
Harley-Davidson har tagit ett djärvt drag när det gäller att uppdatera sin Big Twin-motor och har bevisat att luftkylda motorer fortfarande kan uppfylla allt strängare utsläppskrav samtidigt som de uppfyller motorcyklisternas önskemål.
Så, vid det här laget undrar du förmodligen hur alla dessa förändringar spelar i den verkliga världen. Nåväl, här är en liten teaser innan vi går in i första åktursrecensioner av specifika modeller under de närmaste dagarna. För det första, från det ögonblick startmotorn tummas, låter motorn annorlunda. Tidigare, när motorn vevades över, hade den svårt att ta sig igenom den första kompressionscykeln. Nu vevar motorn lätt och tänds nästan omedelbart. Därifrån avslöjar det första gastrycket att motorn går upp mycket mer villigt, vilket verkar motverka den ökade svänghjulströgheten. Att komma igång och förhandla trafik är kopplingen märkbart enklare, men den kräver fortfarande ett stadigt drag. Oavsett så utspelar sig förbättringen i trafiken.
107-motorns ökning i vridmoment är omedelbart uppenbar. Som vi har börjat förvänta oss av Harley EFI, är gasreglaget exakt, smidigt och utan hicka, oavsett körförhållanden från att huffa med vid låga varv per minut till aggressiv körning. Toppväxeln kan till och med bäras ner till under 2 000 rpm (cirka 40 mph) och rullas tillbaka utan att motorn protesterar – även om den drar renare om varvtalet hålls över 2 000. Och det är bara 107ci-motorn.
114:an är densamma – bara mer! Medan jag tyckte att kopplingen var lite mer kräsen i sitt första engagemang på CVO-modellen, bleknade alla klagomål om det så snart gasreglaget öppnades. Om du är den typen av ryttare som gillar stoppljus Grand Prix eller vill släppa gasen ur kurvorna, levererar 114 mil av leenden. Även med den starkare effekten är EFI lika sömlös. Slutligen är avgasnoten halsstark för ett lagersystem, vilket kan få folk att överväga att inte sätta ett högljutt rör på sin cykel.
Vänta! Mer är på väg.
