烈火雄心现代摩托车发动机技术巡礼（上）

新车测评 · 发表于 2019-9-6 13:27:39

Part A 排量：肚量大，装得多

　　“吃得多才能干得多”，这点非常容易理解。在同等情况下，发动机的“肚子”越大，“吃”的越多，理论上力气就越大，这是摩托车获取更多动力最直接、最简单的渠道。理解了这点，我们就很容易接受，为什么近年来世界摩坛所谓的中量级摩托车，排量从600mL增长到700mL、800mL乃至900mL，只要没有超过1000mL，都被冠以“中量级”之名，目的就是在同类别竞争对手中占据动力优势，从而吸引更多骑手的青睐。
　　

☞ “侦察兵”和“酋长”

　　事实上，在摩托车诞生的早期，由于发动机效率不高，尤其依赖排量来增加动力。
　　1919年，印第安工程师兼赛车手查尔斯·富兰克林设计研发出新的车型，这就是1920年推出的“侦察兵”。这是一款很成功的机器，革新的设计、灵活的操控让整车性能不俗，低矮的坐垫、气派的长轴距车身则强化了美式风格。在三速齿轮箱的支持下，“侦察兵”能够跑出100km/h的速度，这在当时是很出色的运动性能。提升动力的核心原因就在于排量，搭载的V型双缸发动机排量为606mL，后来又扩大到745mL。
　　

　　

　　比“侦察兵”更大气的则是“酋长”。1922年印第安推出了“酋长”，新设计的车架内紧抱着一台42°夹角V型双缸发动机，排量扩容到1000mL，充足的动力能够支持它跑到150km/h的速度。比它更大的，则是排量达到1200mL的“大酋长”，一经推出迅速流行于北美洲的广袤大地，风行于世界各国，从1922年一直生产到1953年，成为印第安黄金岁月中高高竖起的旗帜！
　　

☞ 霸气的“火箭三缸”

　　即使现在发动机的效率已经提升到较高水平，但是排量仍然具有不可忽略的地位，600mL、1000mL、1500mL，甚至超过2000mL。
　　以巨无霸凯旋“火箭三缸”为例，这是世界上排量最大的量产型摩托车，水平并列三缸发动机的排量高达2294mL，比川崎“火神2000”足足多出241mL，比雅马哈“大魔鬼”VMAX多出615mL！凯旋深知这台超大“肚量”三缸发动机的潜能，并通过改进电子燃油喷射系统等措施，榨取出了更多的动力，最大功率达到109kW，特别是最大扭矩令人惊叹，增强至221N·m！
　　

　　

　　毫无疑问，“火箭三缸”的力量冠绝同侪：与竞争对手哈雷V-ROD Muscle相比，凯旋的最大扭矩差不多是它的两倍；与最直接的竞争对手雅马哈VMAX相比，凯旋的最大扭矩多出50N·m以上的优势。令人难以置信的是，“火箭三缸”爆发最大扭矩的转速低至2750r/min——这意味着无论何时何地，无论转速多低，你永远不会缺乏力量！
　　

　　简单地说，这是真正的“大力狂魔”，超强的扭矩让骑手充满自信。事实上，转速表纯粹只是出于满足骑手的习惯需要，但你会发现根本用不着——无论超车、加速冲刺还是负重爬坡，只需轻拧油门，随着排气管中涌出低沉的咆哮，水平并列三缸发动机从容不迫地输出充沛的动力，那份雍容自若的大将风度和举重若轻的气度，中小排量摩托车绝对无法“东施效颦”！
　　

Part B 气门：多开口，吃得开

　　众所周知，四冲程发动机名称来自于一个循环的四个冲程，即进气、压缩、做功、排气。
　　其中，进气冲程是前提和基础——汽缸里吸入了多少油气混合物，决定了有多少能源可以燃烧。在同等情况下，汽缸如果能够吸到更多的空气，意味着可以燃烧更多的油气混合物、做更多的功，从而提高发动机输出功率，正所谓“吃得多干得多”。
　　但是这并不容易，因为进气门的开闭时间非常短，特别是高转速大功率发动机，留给空气进入的时间更是短得不可思议。比如，现代摩托车发动机达到10000r/min很常见，概略来说，进气时间只有0.003s！
　　正因如此，百年来人们持续研究，研发出各种气门机构，让发动机在很短的时间里“吃”入更多的油气混合物，目的就是榨取更强的动力。
　　

☞ OHV气门机构

　　1899年，法国人比歇为了提高发动机转速和功率，率先推出了顶置气门机构（OHV）。在顶置气门机构中，凸轮轴安装在汽缸的侧面下部，通过较长的推杆把摇臂往上推，再通过摇臂向下压开气门；气门则可以设置在汽缸头上，这样燃烧室可以优化为半球型或楔型，从而提高了发动机的压缩比和热效率，实现高转速、高功率的目的。在提高转速和功率方面，顶置气门机构明显优于侧置气门机构，发动机的转速普遍由1200r/min以下提高到6000r/min，功率获得显著提高。
　　

　　

　　在使用OHV气门机构方面，最典型的莫过于哈雷摩托车了。以新推出的Roadster为例，既没有采用了“双散热”发动机，也没有安装液冷V型双缸，而是一如既往地采用经典的哈雷动力装置，即液冷、顶置气门、45°夹角的Evolution——这台1984年首次问世的V型双缸发动机流行很广，很受骑手欢迎，至今产量已经超过一百万辆！显然，哈雷Sportster家族仍坚守美式巡航车的传统，不肯因为性能而牺牲风格，即使是最新车型Roadster也不例外。
　　

　　

　　这台V型双缸发动机的排量为1202mL，具有低转速强扭矩的特点，骑手将转速控制在中低转速范围时会感到很实用。这颗Evolution发动机已经进化到最新一代，汽缸头和缸体都采用了铝合金材料，在减轻质量的同时提高了散热能力。借助高性能的凸轮和电子燃油喷射系统，Roadster拥有103N·m的最大扭矩达，此时转速只有区区3750r/min。因此，尽管Roadster净质量达到249kg，但对于这颗强扭矩的Evolution发动机来说完全不在话下，起步加速时显得举重若轻、从容自若！
　　

☞ SOHC气门机构

　　虽然顶置气门发动机优于侧置气门发动机，但是顶置气门发动机也有自身局限：由凸轮轴通过气门挺杆驱动气门，增加的气门挺杆相应增加了传动损耗。上个世纪60年代起，更加先进的单顶置凸轮轴（SOHC）发动机开始大行其道。SOHC与OHV相比，减少了气门挺杆和相应的传动损耗，可以设计出更高的压缩比和发动机转速，具有动力大、油耗小、易修护的优点。
　　

　　

　　以“车坛长青树”SR400为例，自1978年面市以来持续生产和供应，并且一直都得到一帮子骑手的青睐——不多，但也绝对不少！有意思的是，喜欢SR400的，不仅有怀旧情结浓烈的骑手，还有很多80后、90后。换句话说，很多年轻的骑手，都对这款历史比自己年龄大得多的机器感兴趣！
　　

　　

　　它的恒久魅力很大程度上来源于具有达喀尔拉力赛血统的动力装置。这颗液冷SOHC大单缸，排量为399mL，具有朴素简单、皮实可靠、中低转速动力实用的优点。让人吃惊的是，SR400居然配置的是反冲启动。要知道，启动大单缸从来就不是一件容易的事！不过，雅马哈为之配置了减压装置，让启动任务变得轻松：首先，骑手要拉住离合器杆下面的减压杆，然后打开反冲启动杆，并轻轻踩压，将活塞调整至合适的启动位置。如果你经验不够，可通过小视窗观察活塞位置，当活塞指示器出现在视窗时，这就是合适的启动位置。现在，你就可以释放减压杆了，同时让反冲启动杆完全上升回位。这时，请吸上一口气，因为你的机器已经完全处于待命状态了！猛然踩下反冲脚踏杆，毫不犹豫地快速踩到底，再迅速收脚。伴随着“突突突”的震动节奏，这颗历史超过30年的古老机器，刹那间苏醒复活！
　　

☞ DOHC气门机构

　　与SOHC相比， DOHC利用两条凸轮轴来分别驱动进气门和排气门完成开闭动作。总体来说，DOHC的好处就是可以轻易的改变进排气门的开闭时间，每只气门的惯性质量比较低，因此具有高转速、大功率的特性，但是结构比较复杂，造价成本较高，维护也比较困难，一般来说用于多缸、大排量的高速发动机。
　　

　　

　　宝马“大绵羊”C 650 Sport就搭载了液冷、DOHC 8气门的并列双缸发动机，这颗热情澎湃的动力心脏，让这只绵羊外冷内热，胸膛内燃烧着熊熊烈火！这台动力装置燃烧高效，动力损失很少，宝马宣称这是同级别中效能最高的发动机，最大功率达到44kW（7500r/min），最大扭矩63N·m则在6000r/min时爆发，转速红线设置在8500r/min。功率曲线图显示，从转速3000r/min起直到6000r/min，C650 Sport的功率几乎呈直线式快速增加，没有一点懈怠；转速6000至8000r/min，输出功率都维持在40kW以上！
　　

　　

　　绵羊变成了骏马，C 650Sport实现了更有力的起步加速，从静止加速到100km/h，用时只需7.1秒；尤其是从转速5000r/min起，劲道明显增强，5300r/min～7000r/min之间扭矩维持在50N·m以上，给人意到力到的爽快加速体验！如果直线路段够长，骑手敢将油门拧到底的话，C 650 Sport可以飙出180km/h的极速！
　　

　　

　　未完待续......

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