摩托車幾缸才是王道?
對摩托來說,甚至對所有機械來說,發動機是最最最最重要的部分,它重要不僅僅因為它是動力源泉,更意味它的好壞直接決定了摩托車的成本高低,而一個國家製造業水平的高低,也很容易就從他的發動機製造水平看出來(某國好像躺槍了)。
所以大大今天把從單缸到六缸的發動機都會普及一下。既然是普及,就沒有晦澀難懂的專業術語;既然是普及,就是小白都能看得懂,放輕鬆~現在和大大一起聊聊關於摩托車發動機你最應該知道的那些事。
單缸
單缸發動機是所有發動機的基本起點。所以不同汽缸數量、不同形式的發動機可以說是由不同數量的單缸發動機布置而成。由於曲軸需要運轉兩圈才會有一次燃燒過 程,所以當發動機工作的流暢程度不佳時,騎士會清楚地感受到汽缸活塞上下運作產生的震動感。這個問題在性能上是缺點,但在主觀情感上有人卻偏愛這種感受。
單缸發動機的優點是價格便宜、構造簡單、風阻低還有占用空間少。由於曲軸柄長度較短和發動機寬度窄,所以曲軸旋轉的慣性效應比多汽缸發動機低,可以為騎士提供輕快的騎乘感受。此外,比起多汽缸發動機來說,單缸發動機也比較省油。
單缸發動機的缺點也比較明顯。一般來說,發動機的燃燒效率會隨著燃燒室容積增大而不斷下降,而且加上排量越大,發動機活塞越大、越重,動力也就越強。而單 缸發動機限於缸體容量的限制,很難達到高轉速,從而限制了發動機的大功率輸出。單缸發動機常見於小排量的摩托車或注重輕量化的車型;例如踏板車、各式輕量越野車和小排量街車。
總結:單缸皮實耐用,便宜且省油,容易維修保養,但聲音不好聽。
直列雙缸
簡單來說,並列雙缸發動機可以理解為把兩個單缸發動機連接在一條相位角呈180度的曲軸上。當一個活塞上到頂時,另一個活塞則在底下,由於兩個汽缸活塞上下運動的慣性差不多可以互相抵消,所以產生的震動感也比單缸發動機少。
並列雙缸發動機的優點是,在同一排量的條件下,燃燒效率比單缸發動機好很多,發動機部件的重量和體積都較小,有利於發動機高功率的輸出。化油器和氣門的布 局也較簡單。缺點是發動機造價大幅提高,重量和尺寸都比單缸發動機多,無論在購買成本還是使用成本上都不占優勢。
並列雙缸發動機常見於排量在250mL以上、運動性能中規中距的摩托車中;例如大型踏板車(T-MAX/SilverWing/AN 650),中小型實用車(Honda CB250/Kawasaki EL250/ER500/Suziki CB500E)或重型公路越野兩用車(TDM850/900)等。
總結:雙缸發動機高轉馬力不如四缸,低轉扭矩不如單缸。但卻是最實用的選擇,震動比單缸小,扭矩比四缸早,體積不大力量不小,聲音還好,非常適合日常代步的機器。
V型雙缸
V型雙缸發動機的汽缸呈V型布置。這裡我們可以從較簡單的V2發動機開始講起。不同的汽缸數和V型夾角,可以對發動機的整體效能產生很大的影響。夾角越小,發動機工作越不流暢,這也是諸多美式巡航車營造出強烈節奏感震動的源頭所在。
V型汽缸的優點是曲軸長度較短。減少曲軸的長度,有利於發動機減少「占地面積」和輕量化,營造出輕巧的轉向感受。V型雙缸發動機一般以90度夾角的設計最 為流暢。所以高性能的V型發動機跑車多是以90o夾角布置。當中最廣為人知的便是馳名於公路賽場上的DucatiV2發動機(也有說叫L2,因為是90度 或120度布局)。缺點是成本較昂貴。雖然化油器或電子燃油噴注系統可以放在兩缸的夾角中,但後排汽缸的進氣、排氣系統布置和散熱問題都是V型發動機常見 的問題。
V2發動機的應用相當廣泛,Harley-Davidson或日本品牌的美式巡航車(夾角45度-52度),至大小街車或高性能跑車(HondaVTR系 列),Suzuki TL/SV系列90o,Aprilia RSV Mile60o)都應有盡有,車廠透過調整汽缸夾角,可以展現機車不同的震動特性。
總結:V2是情懷,是傳承,哈雷震動你酥酥麻麻的也是享受啊。但V2不代表慢,不代表落後,杜卡迪的雙缸不快麼?笑話!
水平對置雙缸
水平對置的雙缸發動機夾角為180度,兩個活塞的連杆分別裝在相位角相差180度的一對曲柄銷上,形成了絕佳的活塞慣性抵消作用。由於兩個活塞有如拳擊手互博般運動,所以人們都慣稱這類發動機為Boxer(拳擊手)發動機。
「拳擊手」的優點是發動機重心低、汽缸之間的點火間隔相等,在彎道中的操控穩定性十分優良。由於兩個汽缸橫向伸延,風冷效果也更為顯著,維修也方便。它搭 配軸傳動的摩托車,效果也很好。「拳擊手」的缺點是發動機橫向體積巨大,不利於轉彎時車體的傾斜。不幸遇上事故時,發動機也較易受到結構性的傷害。
目前沿用「拳擊手」發動機最為人津津樂道的是BMW摩托車。除了K系列、F系列和C系列之外,所有BMW生產的摩托車仍使用水平對向雙缸發動機作為「獨門標記」。
總結:水平對置雙缸有著絕佳的低重心。對操控的改善是莫大的!但壓彎要小心,摔車需謹慎。寶馬發動機的代名詞,外形實在是太騷了!
直列三缸
並列三缸發動機可以想像為把三個單缸發動機連接在一條相位角相差120度的曲軸上,它融合了單缸和多缸發動機的優點,在發動機規模和運動性能上二者之間提供了一個和諧的平衡點。
並列三缸的製造成本比V型三缸發動機便宜,隨著數控車床CNC技術的發展,製造一條標準的120度曲軸比以前容易很多。此外,並列三缸發動機的性能比並列 雙缸好,但重量和成本卻比並列四缸發動機或V型四缸發動機輕。曲軸旋轉的慣性效應也比四缸發動機低,在高排量的摩托車上,能提供較輕快的騎乘感受
總結:三缸機器日常使用也是相當不錯,結合了四缸和雙缸的優點。就是製造工藝要求頗高,所以國內還是少見的,適合街車裝配。
直列四缸
顧名思義,「並四」發動機可以說是把四個單缸發動機並列排在一起。第一和第四活塞平衡了第二和第三活塞的運動慣性,還有人慣稱為「直四」發動機,是250mL以上的街車或跑車最樂意採用的標準布局。
並列四缸發動機工作流暢度非常高,震動很少,排氣聲雄渾連續。再加上發動機部件輕巧,燃燒效率高,有利於發動機的高轉速功率發揮。供油系統和排氣管的布置也十分方便。缺點是發動機沉重、體積大、結構緊密還有造價較昂貴。曲軸旋轉的慣性效應較高,燃油消耗也較高。
採用「並四」發動機的摩托車以高性能的街車(CB/XTR/ZRX/GSX)和跑車(CBR/YZF-R/ZX-R/GSX-R)為主。如踏板車、美式巡 航車或越野車這類不強調高轉速性能的車種,到目前為止都不會用到「並四」發動機的設計。但強調極速的ZX-12R、CBR1100XX和GSX- 1300R都搭配了「並四」發動機的設計。
總結:國人最愛,木有之一,聲音抓人、動力強勁、散熱量大、夏天烤腿、冬天暖蛋。極速爆表黨必備四缸良駒。
V型四缸
V4發動機簡單來說可以想像成把兩台V2發動機結合在一起。當然,進氣和排氣系統的布置也更為複雜。比起「並四」發動機,V4發動機對向布置的兩個汽缸的 連杆可以使用在同一個曲柄銷上,縮短了的曲軸大大節省了空間和發動機重量,軸距也可以較短。即便是大排量的發動機,寬度也比「並四」發動機窄,容許車身有 更大的傾斜度。缺點是結構緊密複雜,造價昂貴。後排汽缸的散熱在炎熱潮濕的夏季也令人頭痛。
採用V4發動機的車種通常都是高性能(Honda RVF400/VFR800F或運動巡航車(STX1300)。但偶爾也會有一些標榜運動性能的美式巡航車(Honda Magna 750)或重型街車(Yamaha V-Max 1200)會採用。
總結:到這個級別基本就告別實用性和性價比了,玩的就是稀少,炫的就是強大的生產力。
水平對置六缸
水平對置六缸發動機,可以想像是把三台「拳擊手」發動機分前中後,順序地排在一起再塞進車架中。在摩托車的世界裡屬於十分罕有的「品種」。因為發動機的體積和重量驚人,非一般摩托車可以容納。
六缸車的優點是發動機運作無比平滑,全區域的功率輸出都十分出色。缺點是發動機的體積、重量和寬度都十分驚人。除了結構複雜之外,造價也是驚人地昂貴。近代仍採用水平對向六汽缸發動機的摩托車,廣為人知的是Honda巡航旗艦Goldwing。
總結:一個摩托車上裝六缸?現在中大型suv都開始玩四缸了好麼?真的要這麼浮誇麼?這麼牛叉的玩意,屌絲們看看就好了。
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V型五缸
V5發動機在汽車上的應用雖然十分廣泛,但套用在摩托車上則少之又少。優點是活塞間的平衡作用更好、比起四缸發動機多出一套汽缸,提供更好的燃燒效率,在 同一容積下活塞和各發動機部件都可以做得更小巧,有利提高轉速的最高區域,製造更大功率。缺點是發動機會無可避免地變得笨重、造價也會很高。
現在採用V5發動機的是Honda RC211V GPI賽車,屬於最新型號,耐用程度暫時還沒有數據可供參考。無論是並列多汽缸還是V型多汽缸發動機,還可以進一步區分為橫置(T ransverse)或縱置(Vertical)的排列布局。
總結:呵呵。。。。。(大大點了五個點,一個點代表一個缸…嗯…)
直列六缸
並列六缸機器在當下這個科技發達的東北摩托聯盟里顯得格格不入,體積大,散熱量大,技術也不見得先進多少。但是在機械發展最迅猛的70年代,頂尖摩托車企業需要這樣一款彰顯他們王者氣概的頂級發動機來撐門面,所以第一款並列六缸發動機在貝納利的工廠里下線了。
後來緊跟著加入六缸陣營的就是最任性的本田了。CBX1000那顆純粹裸露的六缸本田發動機瞬間捕獲了我,運轉細膩而韻律十足的排氣聲浪聽聽都是一種享受。
當然這場六缸旗艦爭霸後來還有幾家企業也加入進來,但持續了並沒有多長時間就被石油危機和經濟衰退給打壓下來,於是你在當下的量產車型里,除了主打超豪華的寶馬之外,很少見有並列六缸機器了。
總結:並列六缸是超豪華旗艦才能擁有的配置,不管是體積,性能,氣勢,聲音,都是無與倫比的王,但平常騎還是算了。大的太累,熱的太快,又跑不起來。。。但放著看還是很棒的,有錢任性,你管我!
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最後說說如何減輕單缸或雙缸發動機運作時的震動感?
為了減輕對騎士的困擾,價格較高的車型一般都會加裝單平衡軸或甚至雙平衡軸來降低活塞上下運作所產生的震動感。
Harley-Davidsion的Twin Cam 88B系列發動機,裝有平衡軸來減少震盪感。但加裝的平衡軸也不儘是優點,平衡軸會輕微降低發動機的功率輸出。再加上成本問題,因此並不是每款摩托車都會使用平衡軸。
經過各家摩托車廠家多年來的嘗試,從操控重心和縮緊車身尺寸的角度上考量,發現並列多缸發動機採用橫置式排列、V型多缸發動機採用縱置式排列是最佳的選擇,也是現代摩托車發動機的標準布局。