独领风骚-V型四缸发动机的发展趋势

众所周知，代表世界公路摩托车最高水平的比赛是MotoGP。MotoGP与超级摩托车锦标赛（WSBK）不同：前者使用的特制赛车，是市面上无法买到的；而后者在市面上有对应的同款量产型摩托车，如YZF-R1、ZX-10R、CBR1000RR等，再由赛车队制造或改装，里面的技术涉及许多商业秘密。以本田MotoGP赛车RC213V为例，尽管本田推出了市售版RC213V-S，但仿制毕竟不是正品，还存在着很多差异，比如气门驱动机构，RC213V-S安装的机械弹簧，但是RC213V用的则是气动弹簧，这直接导致动力性能和特性不一样，实现了更快、更高的转速，从而榨取出更强的峰值功率。据了解，最新版RC213V的V4发动机，能够爆发超过180kW的最大功率，比仿制赛车RC213V-S足足高出60kW以上！与之相反的则是质量，RC213V-S的净质量相对来说已经很轻，只有170kg，而RC213V则通过大量采用碳纤维、钛合金、镁合金等轻质材料，进一步削减了13kg质量。这样一增一减，RC213V的战斗性能百尺竿头更进一步！

代表摩托车最高技术水平的MotoGP战马，当前主要分为两大阵营，即与本田、杜卡迪等为代表的V型四缸发动机阵列和与雅马哈、铃木等为代表的并列四缸发动机阵列。

在当前最高级别的MotoGP比赛中，可以说是分成两大阵营，即V4与L4的较量。

截至2019年赛季结束之前举行的50场比赛中，搭载了V4发动机的MotoGP赛车攫取了44场胜利，胜率高达88%；在这50场比赛创下的极速中，V4赛车拿下了47个极速纪录，占比高达94%。通过数据分析，可见无论是胜率还是极速，搭载了V4发动机的赛车都占据了绝对优势！

这应该如何作出解释？如果V4赛车与搭载了并列四缸发动机的赛车数值相近，我们可以用骑手的水平来解释；但如果这种差距是明显的、难以跨越的，那么原因除了骑手之外，我们就还要从赛车技术方面来分析了。直接大胆的猜测，就是V4发动机的动力是否比并列四缸发动机更猛些？如果确实如此，那么在同等的排量下，V4发动机输出更猛的动力是如何实现的？

我们也无须卖关子，先给出直接答案，再来细说原因。

是的，简单来说，在同等排量的前提下，V4发动机输出的动力确实比并列四缸多一些。让我们简单比较一下2019年赛季的战马就清楚了。

雅马哈一直坚持采用并列四缸，2019年赛季战马YZR-M1搭载了液冷、DOHC 16气门的并列四缸发动机，排量为1000mL。根据官方公布的数据，这颗动力心脏能够爆发超过176kW的最大功率，而整车质量只有区区157kg，具备了优秀的功率质量比。铃木赛车队的战马GSX-RR，同样搭载了1000mL的并列四缸发动机，最大功率超过176kW，可以跑出极速340km/h。

尽管雅马哈、铃木已经很优秀了，但是搭载了V4发动机的本田和杜卡迪更胜一筹。早在2006年赛季，本田就推出新二代战马RC212V，其中V指的是V型四缸发动机。后续推出的第三代战车就是RC213V，搭载的仍然是V4发动机，排量提高到1000mL。2019年赛季， RC213V搭载的V4发动机排量为1000mL，但是最大功率超过了180kW！同样搭载了V4发动机的杜卡迪赛车则更猛，最大功率超过了186kW，比征战世界超级摩托车锦标赛的Panigale V4 R至少高出20kW以上，能够驱动Desmosedici GP19能够跑出350km/h以上的极速！

因此，就结果而言，在1000mL的MotoGP战马中，V4发动机输出的动力确实比并列四缸发动机更多一些。这是如何实现的呢？

主要原因归功于曲轴——由于结构不同，V4发动机的曲轴比并列四缸更短，因此更硬、更强。另外，紧接连杆的大头轴颈产生的摆动力偶更少些，震动相对较少；更加理想的是，如果V4发动机采用90度夹角，那么会实现理想的初级震动平衡。简而言之，更强的曲轴，更少的震动，更好的平衡，这些优点允许设计师对V4发动机作强化设计，榨取更高的转速和更多的功率！

V4发动机输出更强动力的另一个原因，是因为无效损耗更低。由于V4发动机只需要配置3个主轴承，而并列四缸发动机至少需要5个主轴承，因此比较而言摩擦损耗更少。发动机都有泵送损失，1000mL发动机在转速18000r/min时，空气流量达到每秒300L，将空气吸入发动机、完成燃烧后又推出发动机的动力损耗不可避免，但是得益于V4发动机的曲轴箱结构，能比并列四缸发动机的曲轴箱更好地处理气流，因此同样减少了泵送损失功率。

而且，如果V型四缸采用90°夹角布局，那么将具备更多的先天优势。杜卡迪的MotoGP赛车从2003年赛季就采用这一夹角，本田则从2012年赛季起采用。这种结构允许工程师选用广泛的不均衡点火次序，诸如“大爆炸点火”、“长爆炸点火”等，从而为不同驾驶风格的骑手，找到最佳匹配的动力输出特性。这也是为什么在采用V4发动机的赛车中，杜卡迪、本田、阿普利亚现在都不用更紧凑的夹角，而统一采用90°夹角的缘故。

当然，V4发动机存在自身的不足。赛车普遍倾向于采用短轴距，目的是实现更爽快的转向响应，但是V型四缸的结构导致尺寸偏长，这让车架设计师感到头疼。另外，V4发动机的后缸占据很多空间，而且会产生大量的热，会对其他零部件造成影响，因此对车架、空气室、排气系统和油箱等设计和安装提出更高要求，避免受到影响。

在赛车领域，没有任何技术方案是完美的，无论是车架设置还是电子智能辅助装置，无论是V4发动机还是并列四缸发动机，都是综合衡量考虑的结果。你作出了选择，然后就最大化地利用优势，同时尽量避开它的不足。