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增压引擎摩托车的前世今生

作者:哈罗摩托  2015-5-22 5:00:00

正文开始前小编得到了一个惊人的消息,日本所有的H2都不能上牌……是的您没眼花,KAWASAKI的车居然在本土不能合法上路,也真是醉了。H2用逆输入的名义搭船去海外渡假回来后,竟然忘记加上日本法规「刻印」就这样拿去路运局申请号码不通过全部卡在车行,喵了个咪的,为日本车主默哀三分钟Onz。

JASMA基准
日本自动车排气管协会认定可以上路的排气管都会在管上「刻印」如下


在H2和H2R的上市之前就有不少的谍照或是惊鸿一撇的影片。2014米兰车展 KAWASAKI川崎重工正式给摩界市售车投入一个消失30年的重磅炸弹——H2R登场!随着当今越来越多的四轮厂商纷纷带T的时候,摩托厂商也加入了增压车型的行列。


其实一篇2009年川崎重工的新闻稿,或许就是H2 / H2R 的计划第一次被披露公开,其实早在80年代日本4大车厂均投入两轮涡轮增压车型的开发,但不论何者都铩羽而归。


川崎重工在1984年推出了「KAWASAKI 750 TURBO」(排气量750cc)。虽然因为仅凭750cc,却拥有公升级的112马力而成为了一时的话题,但技术上仍存在许多的问题、所以无法普及。


「未来次世代型增压器将采取低转速时就开始作用,并大幅度修正引擎反应与协调制御之间的误差感觉.....」

这两句话虽未明确指出相关计划、不过「低转速时就开始作用」这一段
倒是与上世代日系开发的涡轮增压系统完全不同、符合H2/H2R的基础机械增压系统。


H2生产线


机械增压与涡轮增压两者均已有百年历史、最先被发明出来的是机械增压,然后是涡轮增压技术,两者不同的工作原理:


「涡轮增压 Turbocharger」
涡轮增压是利用引擎的废气排放来驱动压缩机提高引擎出力。

「机械增压 Supercharger」
机械增压则是利用引擎出力来驱动增压器,将压缩过的空气送入汽缸来提高引擎出力。


起步、中速、尾速,机械增压与涡轮增压的差异:

「涡轮迟滞」〈Turbo Lag〉

涡轮增压需要一定的废气循环才能够顺利推动涡轮 ,在废气不足时会有涡轮推不动的现象。进气量不足的情况下,反而因为引擎压缩比较自然进气引擎还低,活塞下拉时吸力不足,引擎效率自然就较低,得等引擎转速上升后动力表现才会恢复正常,当然各大厂商也有相对的动作来修正这延迟的现象。


「机械增压」

机械增压不使用燃烧后的废气来推动扇叶,机械增压是直接藉由引擎的动力牵动皮带来带动扇叶,所以没有涡轮增压启动前的迟滞(TURBO LAG)。引擎一起动的瞬间「机械增压」就已常驻,因此低转区域及刚开始加速的输出会比涡轮增压的要好,但在高转速时、仍是从引擎获取动力、能取得的动力就比涡轮增压要低。


总结:

相同排量的情况下,搭载涡轮增压的车体,起步与中速会输给搭载机械增压车辆。但随着引擎运作排废气的量增大,涡轮增压尾速会超越机械增压车辆。


汽车 摩托车 油耗 机械增压 涡轮增压 之间的关连:

机械增压在起步与中速虽然有不凡的表现、但是由于一直常驻、油耗就...不慎理想。例如路虎揽胜机械增压版,油耗抵得上3辆普通小轿车了。不过H2就目前用户反馈来说油耗控制的还是比较好的。

汽车的排量基本上大于摩托车,渐渐的四轮市场趋向就变成「小排气量+涡轮增压」,借由电子油门的控制技术与涡轮增压的不断改良来压榨引擎的输出,在节能与效能上已经堪称双赢。


最早的机械增压Supercharger量产车在 Berlin Motor show 上展出

1921年Benz 6/25/40 HP Kompressor

引擎 Straight 4 排量 1568CC 重量马力比 35.71 hp/ton 重量1120KG TOP SPEED 100KM/H


相较于汽车,增压技术在摩托车上的利用可以说是走走停停。

早在1929年BMW就已经在摩托车 R37 (水平对卧 750cc)上投入机械增压 Kompressor。Kompressor 是德语压缩器意思,算是BMW 对自家机械增压的车种独有写法。

BMW传奇车手 Ernst Jakob Henne在1929创下的记录 216.6 km/h (134.6 mph),并在之后数年间共计拿下76个世界记录。(这么单薄的车子开到200多的时速……)



1937 写下 279.5 km/h (173.7 mph) 此记录12年无人可突破。(这一定是黑科技!)
500cc机械增压爆发108匹马力


另一位BMW 传奇车手
1936年曼岛TT高级组的冠军Wiggerl Kraus BMW R5 机械增压

Wiggerl Kraus 与搭档 Bernhard Huser


同年 1936 瑞士 GP 500 冠军 BMW 机械增压 车手 Otto Ley


BMW 搭载机械增压Kompressor征战四方的同时,此技术也开始受到了考验。在当时的技术面上,马力效能虽然突破性增强,但其余零件技术却没有同程度成长。最高时速可以达到225公里的摩托车「却没有能够煞的住的煞车系统与轮胎!!」(想像一下一辆能开200多公里的霸伏助动车……小编吓尿了)

不少比赛也因为车体撑不到最后、只能以故障结束。
1937年曼岛TT BMW 车手 Karl Gall的死亡事故、让 FIM 开始考虑取消机械增压车种的参赛


1939年 BMW 车手Georg Meier
Isle of Man TT 500cc 冠军 平均时速144公里

第一次的消失。
FIM 最终决定禁止机械增压器的参赛,两轮机械增压就此渐渐的消失在人群中。


40年后.........(好漫长)


相较于BMW的投入、日系的4大车厂到了80年代才开始挑战增压领域
首先找台同时期无增压车来看看
HONDA CX500


由上面的CX500做为原型车,1982年 HONDA 开出了第一枪CX500 TURBO 涡轮增压,500CC却有匹敌1000CC的82匹马力!


1983年CX650 Turbo 为HONDA此系列的TURBO最终车型


1982年 Yamaha XJ 650 Seca Turbo


这台还在007 Never Say Never Again 中亮相登场


1982年 Suzuki XN85 油冷始祖


参考下图可以理解 673CC + TURBO 的输出已经等同 GS1000S的性能


最后集大成者、公认最佳的Turbo 车种:
1984 Kawasaki GPz 750 Turbo (ZX750-E1)


不同于SUZUKI与MITUBISHI 合作、 KAWASAKI的合作对象是HITACHI。为了解决 TURBO LAG的问题,把增压器放到了引擎的前方,并让它在5000-10000转持续的运作,除了解决「涡轮迟滞」也尽可能的降低涡轮发动瞬间的延迟感。


川崎重工同时期生产的 GPz1100 是当时0-400的最速记录车种11秒。但在GPz 750 Turbo出现后写下休止符 10.71秒 。GPz 750 Turbo最高速度は235km/h( GPz1100 237 km/h ) 非官方纪录。(好狂暴的川崎君)


增压器放到引擎的前方


日系4大车厂 生产数量
CX500 turbo 约7000台、CX650 turbo 1751台、XN85 Turbo 1430台....

日本国内由于当时的法律自我规制、对于国内的摩托车排气量、限制于750CC以下

日系4大天王「涡轮增压车全部禁止在日本国内贩售」!!!

•Honda CX500 Turbo (输出车) 1981年
•Yamaha XJ650 Turbo (输出车) 1982年
•Yamaha Seca Turbo650 (输出车) 1983年
•Suzuki XN85 (输出车) 1982年
•Kawasaki Z750 Turbo (输出车) 1984年


增压技术的移植有许多不利于摩托车导入的原因例如:

重心的配置

汽车借由4个轮胎平均的分摊掉引擎增压时的作用力、并在转弯时不至于遏杀转向能力。同样的技术移动到摩托车上,车体重量过轻输出动力过大,易导致只剩后轮抓地。同时在转弯时过大的动力也间接抹煞了转向时的灵巧度。在当时的制动系统仍有许多的问题存在,比方说转弯时在弯道的时候涡轮 FULL BOOST的启动

又或者活塞的熔解

与增压扇叶的粉碎

综合以上的问题得出了下列的几个原因:

①TURBO 爆发的瞬间力量太过突然操控不易

Suzuki XN85 大约4000转左右 Honda CX650 Turbo 大约6000转

②涡轮散热技术尚未达到一定水平容易缩缸

③油耗

④技术尚未普及、一般车行无法修理

⑤故障率高、其余的技术无法承受TURBO所带来的效能 (煞车、车体、电系相关问题....)

⑥售价

KAWASAKI的GPZ750 TURBO 来论甚至比当时的旗舰级车种GPz1100更贵
大约是刚毕业大学生20个月的薪水(我能说好便宜吗……)

⑦保险

摩托车的操作特性而言,有着转弯时需倾斜来调整重心的需要,在转弯之际修正路线时,引擎的反应就很重要。偏离路线就会有安全上的问题,涡轮增压的摩托车上在这一点存在相当大的危险。所以无法加入保险.....(奸商)


综合以上的种种原因,增压摩托车又再次消失在世人眼前(好事多磨)


时间再次流转又过了近30年,各大厂商鸭子划水下得出不同结论。这次由Kawasaki 开出了第一枪。2013年展示出搭载机械增压的引擎,紧接着 Suzuki 也推出了 Recursion 小CC数的TURBO 摩托车。


不同于过去涡轮增压启动前的延迟 SUZUKI标榜「涡轮低转速时无延迟」


对比一下最近几台车600 cc 机车拥有的马力与扭力以及重量!

2015 YAMAHA的 MT-09 TRACER ABS


2015 KAWASAKI ZX-6R ABS


虽然Suzuki Recursion 的峰头被H2/H2R给遮住,但600cc 却拥有公升等级的扭力,车重却是400cc级 ,个人还蛮期待这台车的!!!!!


不论是「机械增压」或是「涡轮增压」,虽然经过百年的演进,但移植到摩托车上不仅单纯是马力的增加这么简单,耐久度下降的同时驾驶者的风险与危险也是大幅提升。各大车厂都拥有做出200HP、300HP引擎的实力,但其余部分是否已经有能够承受的进化??两大日系车厂分别在「增压摩托车」这块领域失败过,历经30年后以不同的方式再次挑战增压摩托车!


Suzuki 的 Recursion 小cc数高扭力「低转速时无延迟」涡轮增压


KAWASAKI 的 随传随到 怪物机械增压 H2R

30年后再战增压领域,不但面对着传统自然吸气车的挑战,电动摩托的崛起也是一大威胁,增压摩托的命运究竟如何,让我们拭目以待吧。

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