烈火雄心 现代摩托车发动机技术巡礼

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！

Part C 汽缸：缸数多，干活快

提到现代高性能摩托车，很多摩友的第一个反应就是多缸摩托车。确实，在同等排量的前提下，多缸发动机因为震动相互抵消，工作比较平顺；多缸工作，让动力输出特性更加绵密；更重要的是，由于活塞、气门等惯性质量都比较小，可以实现较高的转速红线以及更快的转速响应，单位时间内能够做更多的功，因此比单缸发动机榨取出更多的动力。

☞ 经典战车RC211V

2002年，国际摩联把GP500改成MotoGP，比赛规则相应改变。对此，本田赛车队专研发新的多缸战车，RC211V应运而生。2002年，罗西驾驶这辆5缸赛车，在15个分站中取得11个胜利，以绝对优势摘取首个MotoGP的桂冠。2003年比赛上，在菲力普岛分站上驾驶RC211V的罗西虽然被罚十秒，但依然获胜，最后以9个分站胜利的优势夺取年度冠军，足以证明RC211V的实力之雄厚！

RC211V搭载的是专为MotoGP新规则而设计的75.5°V型5汽缸发动机，汽缸设计前3后2，比赛充分证明该发动机在汽缸数量及体积上属于最佳比例，而且可以发放超过180kW的最大功率！加上该车采用铝锻制的车架、大量轻量化的合金以及碳纤维材料，净质量只有145kg。超过180kW的功率和145kg的净质量，只要计算一下，你就可以发现这是很可怕的功率重量比，最高速度可达340km/h！由于V型五缸霸道的动力，为了缓解加速时轮胎打滑现象，本田特意在RC211V把手处设置降低功率的按钮，以控制前三挡的发动机动力输出。

测试骑手对比5缸四冲程赛车RC211V和四缸二冲程赛车NSR500后，认为NSR500与RC211V完全没得比！强大的发动机潜力，不需要将转速拉到二冲程摩托车那样高的转速就可轻易获得；恐怖的加速没有任何一辆市售摩托车可与之相比，如果你全力乘骑，那么大约5圈后你就会感觉到轮胎抓地力的不足。据透露，RC211V的5汽缸发动机可以达到两万转以上的转速，但由于轮胎抓地力的原因，所以保守地设计在15000r/min～16000r/min之间！

☞ 高性能六缸K 1600 GT

在豪华轿车方面，多年来宝马一直是并列六缸发动机的忠实拥趸，独力抵抗V6发动机，如搭载了3.2L并列六缸的M3，能输出250kW功率，可以媲美3.8L排量的保时捷911！

宝马K 1600 GT同样武装了高性能并列六缸发动机，采用了72mm×67.5mm的缸径和冲程，排量1649mL，经由电子燃油喷射系统伺服后，可以输出最大功率118kW（7750r/min）和最大扭矩175N·m（5250r/min），双双超越了本田金翼。简单地说，就是这台并列六缸发动机的动力任何时候都会让你感到取之不尽用之不竭！骑手所需的，只是轻轻拧动油门把手，再简单不过了。

与司空见惯的并列四缸相比，这台超级动力装置最明显的优势就是中低转速范围内即可获得充沛动力，转速从低至1500r/min起，发动机就可输出超过70%最大扭矩。驾驶这款超级豪华的旅行摩托车出巡，你根本不在乎转速挡位，让你任何时候都不慌不忙、从容淡定，尽展成竹在胸的大将风度！

与水平对置六缸金翼相比，并列六缸K 1600 GT增添了几分运动气质，加速性能更强，操控更灵活。尽管加满油箱后，K 1600GT的体重高达343kg，绝对是“庞然大物”，但得益于充沛而流畅的动力，再加上优秀的车架设计，无论加速还是操控转向，感觉重量至少减轻100kg，显得动感十足且很轻盈，如同魁伟的壮汉在公路上弦歌而舞，身手矫健令人惊诧！

Part D 进气：给点压，吃得下

除了嘴巴多、肚量大之外，还有什么办法能增加发动机的动力呢？工程师们很自然地会想到，在嘴巴和肚量固定的前提下，如果“吃饭”速度加快，也能够让发动机获得更多的油气混合物。因此，除了自然吸气的发动机之外，工程师们又设计出了强制进气发动机。

强制进气装置主要是增压器。在不改变排量的前提下，安装了增压器的发动机，比起自然吸气的发动机，能在相同的时间内，让汽缸填充更多的油气混合物，因此效率更高、动力更强。

常见的增压器有两种，分别是机械增压器和涡轮增压器。两种增压器的核心区别，在于它们的能量来源不同。机械增压器的工作动力来自于发动机，而涡轮增压器则是借助排气管的高速气流来驱动涡轮。

☞ 涡轮增压：铃木XN85 Turbo

1983年，铃木推出涡轮增压摩托车XN85Turbo。虽然XN85 Turbo号称是运动旅行摩托车，但这一车型定位与结构配置不相同，实际上是运动性能出色的运动摩托车。比如，前面安装了16英寸的前轮，这是最早安装这一规格前轮的量产型摩托车之一，此前这种前轮只用于赛车。同时，XN85 Turbo安装了位置较低的分离式把手，脚蹬设置偏后，这些都是偏向于跑车的设计。

动力方面，转速在5000r/min之前，XN85 Turbo的动力中规中矩，越过这个点之后，动力就充沛起来。不过与涡轮增压的身份相比，这种动力充足但不猛烈，在0～400米加速中，XN85DTurbo用时12.30s，终点速度170km/h。但是如前所述，XN85 Turbo有自己独特的优势，那就是出类拔萃的操控性能。1983年《骑手》杂志（Motorcyclist）对铃木给予高度评价：“在弯道上，没有什么能比得上铃木的XN85。” 当操控达到极限时，排气系统的头管会与路面擦出火花，但是，非常少的骑手能达到这一疯狂境界！

☞ 机械增压：川崎Ninja H2

川崎Ninja H2武装了排量999mL的并列四缸发动机，最大的亮点就是采用了机械增压。这只机械增压器吸收了川崎航天公司的技术，采用了行星齿轮装置，通过曲轴来驱动，从而把叶轮转速提高至曲柄转速的9.2倍。Ninja H2的发动机转速高达14000r/min，这意味着，机械增压器的叶轮轴转速高达130000r/min！在大气压力下，叶轮的泵流量超过每秒200L，进气速度超过100 m/s；气流经由机械增压器后，气压提高至大气压力的2.4倍！

得益于此，H2排量为998mL的并列四缸，爆发出更多的能量，最大功率达到147.2 kW（11000r/min），最大扭矩则为133.5 N·m（10500r/min）。如果是赛车版H2R，机械增压的性能彻底发挥，并列四缸发动机能在14000r/min时滂沛倾泻230kW功率！