闲话雅马哈5气门技术家族-从FZ750、TDM850到YZF-R1

气门机构是发动机的“呼吸系统”，其重要性不言而喻。最常见的气门结构就是2气门和4气门汽缸头，而且这两种汽缸头的区别很明显：如果是强调简单、可靠、经济，不追求高功率输出，一般采用2气门；如果追求的是高性能，榨取更多功率，那么显然就要选择4气门。比较而言，5气门的汽缸头比较少见，但并不是没有，特别是雅马哈对5气门情有独钟，比如20世纪80年代推出的FZ750和20世纪90年代推出的TDM 850和YZF-R1等。

骑手们对于雅马哈5气门技术的认识，大多是基于YZF-R1。事实上，早于YZF-R1十几年，雅马哈就开始使用5气门技术。1984年秋季举行的德国科隆摩展上，雅马哈展示的FZ750迅速吸引了业内的高度关注，这不仅是因为它具有优雅的造型和流畅的线条，更是因为这是世界上首款搭载了5气门并列四缸发动机的摩托车。之所以安装5气门汽缸头，原因很简单，就是为了榨取更多的动力。这颗前倾45°、排量755mL的并列四缸发动机采用了5气门技术，能够爆发出更强的能量，最大功率达到57kW（9500r/min），最大扭矩为69N·m（6500r/min）。

在技术主义至上的年代，FZ750一经亮相，就迅速引发市场的热捧。自1985年上市后，在长达10年的时间里，FZ750售往世界各地，销售量约为39000辆，成为雅马哈旗下的热门明星车型。

除了用在运动车型之外，5气门技术还被雅马哈用于运动旅行车上，这就是TDM。提到这款TDM，可能很多车迷并不是很熟悉，不像雅马哈的超级跑车YZF-R1、“大力神魔”VMAX那样如雷贯耳。确实如此，因为TDM是专门为欧洲市场设计的，在其他国家和地区比较少见。1991年，充满想象力的雅马哈工程师推出了TDM850，它理念独特、个性鲜明。虽说是运动旅行车，但是悬挂系统的行程较长，最小离地间隙较大，很有些滑胎车的味道。当然，TDM850不但造型桀骜不驯，内心同样不走寻常路。它所搭载的849mL并列双缸发动机，采用了独特的3进2排的5气门技术，可以输出57kW的最大功率和80N·m的最大扭矩。上市之后，TDM850在欧洲市场受到了热烈欢迎，从1991年上市到2000年，共销售了62000辆。

2002年，TDM850再次进化，晋级到TDM900，除了排量扩大之外，更是采用了铝合金锻造活塞、电镀处理的汽缸壁等措施来降低损耗，动力相应水涨船高，最大功率和最大扭矩分别增长到63.4kW（7500r/min）和88.8N·m（6000r/min），担任运动旅行的任务更加得心应手。

再接下来，就是骑手们最熟悉的YZF-R1了。1998年，最早一代的YZF-R1闪亮登场，胸膛中奔腾着气焰凶悍的每缸5气门、排量998mL的并列四缸发动机。当时，高达112kW的最大功率，仅为177kg的净质量和1395mm的超短轴距，再配上高规格的车架，让YZF-R1成为世界上跑得最快、质量最轻、操控最灵活的超级摩托车！

在随后的多年里，雅马哈坚持采用5气门的汽缸头，1998～2006年版本的YZF-R1全部武装了5气门发动机。甚至可以说，5气门发动机已经成为YZF-R1的招牌标志，即使说是YZF-R1的灵魂和徽征也不为过。

重大变革终于到来。2007年，雅马哈推出了全新一代YZF-R1，没有再采用5气门汽缸头，而是司空见惯的4气门汽缸头。而且，自此而后，YZF-R1就回归到比较常见的4气门汽缸头，一直没有再采用5气门。

雅马哈为什么会放弃5气门超级跑车？

事实上，自2004年YZF-R1经历大幅度革新后，峰值功率虽然更加强悍，但是骑手们反映YZF-R1在较低转速范围内的响应性能不尽人意。经过大量的研究，雅马哈认为5气门的复杂结构，限制了发动机燃烧室的形状，因而降低了中低转速时的燃烧效率；而采用相对简单的4气门汽缸头，则可以获得更理想的燃烧室形状，提高燃烧效率。为此，2007年YZF-R1的动力心脏回归到4气门汽缸头。

尽管5气门的特点是进排气效率很高，而且由于气门较细，特别适合榨取高转速大功率，不过，与同样适合高转速大功率的4气门相比，5气门汽缸头结构更加复杂，造价也较高，这在市场竞争中处于不利地位。同时，概略来算，5气门汽缸头和4气门汽缸头的总进排气面积是相同的，都占了汽缸横截面积的68%。当然，这里没有考虑进气门和排气门大小可能有所差异，也没有考虑火花塞、喷油嘴所占据的面积，不过这些一般都设计在进排气“死角”位置。

因此，5气门并不像看上去那么美。在长期的赛道实战中，雅马哈已经悟出了经验：发动机的峰值动力并非绝对主角，在实际比赛中，宽广的功率带和精细的动力发放特性占有更加重要的地位，有助于骑手准确掌控动力，有助于强化出弯加速，从而获得更好成绩，这就是YZF-R1放弃5气门、退回到4气门的主要缘由。

沿着这一思路，雅马哈走得更远的是2009年YZF-R1，这年引入了来自MotoGP战马YZR-M1赛车的技术“十字曲轴”。这种90°曲轴的点火次序是270o—180o—90o—180o，与常规并列四缸的点火次序180o—180o—180o—180o大不相同。需要指出的是，引入十字曲轴并非为了榨取更高的峰值动力，而是强化动力的线性输出。由于每只活塞和连杆都处于不同的运动位置，这样，旋转时产生的惯性扭矩相互抵消，易于骑手准确掌控动力发放。十字曲轴取代了之前的5气门汽缸头，成为雅马哈YZF-R1新的特征标志，并在此后一直得到坚持，直到目前最新一代的YZF-R1。