移动应用

微信公众号

V4才是真理?引擎形式的巅峰矛盾之争


今年无论是 MotoGP 还是 WorldSBK 的赛季中,你应该可以发现 DUCATI 完整的演绎何谓「制霸赛场」的表现,以及 MotoGP 中 APRILIA 的快速崛起也成为话题。这两项成就都有共同的特点,他们都是 V4 赛车。问题来了,使用 V4 型式的引擎为什么会这么快?正确一点的来说,为什么就现在局势看起来,V4 引擎就是比直列四缸 (Inline 4) 要更快呢?



在过去一个 MotoGP 赛季中,同一个画面不停地在不同赛道,不同分站被重复上映,DUCATI 的 Desmosedici GP 在直线底刷过 YAMAHA 的 YZR-M1 或是 SUZUKI 的 GSX-RR,在 WorldSBK 赛事中,DUCATI 同样在直线上像是某种飞弹或是火箭一般无视其他对手的超车画面历历在目,其中原因有很多,但最主要的关键在于 V4 的曲轴设计是决定这种型式的引擎比 Inline 4 赛车要更快的关键点。



本篇我们会谈及:· 什么是 V4 引擎?· 在 MotoGP 使用 V4 引擎的赛车为什么 DUCATI 可以这么快?· 为什么 V4 直线比 Inline 4 更快?· V4 引擎的缺点· Inline 4 引擎的优缺点轮胎的阴谋?· 为什么市售 V4 车款就是比较贵?
什么是V4引擎?

V4 引擎是一种四缸引擎的型式,其中汽缸共享同一组曲轴,所以外观方面汽缸会呈现 V 型排列方式。V 型配置不仅仅使用在四汽缸引擎中,双缸也有所谓 V2 的形式存在,而且 V 型汽缸也不仅限于摩托车,汽车上也相当泛用。过去也有相当多「名机」经典车款是使用 V6、V8 或是 V12 等。



在MotoGP使用V4引擎的赛车



不仅仅是 DUCATI,MotoGP 级别的赛事中存在为数众多的车厂制造商使用 V4 引擎的配置来做为赛车动力心脏,当然其中 DUCATI 以自家 Desmosedici GP 工厂赛车为基础所衍伸而来的 Panigale V4 市售车而闻名。而另外一家以 V4 引擎成名的则是 V4 车款老字号的 APRILIA,他们在工厂赛车 RS-GP 以及市售车 RSV4 都是以 V4 为主要动力。同时,HONDA 的 RC213V 与 KTM 的 RC16 也都是使用 V4 引擎。
V4并不总是最快,但绝对是更强大的选择。

V4 赛车可以做到更大的马力输出,主要原因在于 V4 引擎的曲轴更短,因为长度缩短,所以也更坚固。V4 引擎相较起 Inline 4 引擎要有更少的摩擦与震动,因为 V4 引擎内部运行只需要三组轴承,而 Inline 4 引擎则多达五组,所以 V4 引擎上在动力损失的部分也会比较少,以上加总的成因也就是目前我们可以看到一台操控性优秀的 Inline 4 赛车被一群操控性较差但速度更快的 V4 赛车击垮的原因。

换言之,在市售车方面并非所有 V4 都快得吓人,当然 DUCATI Panigale V4 本身就是为了刷单圈而存在的猛兽,但 APRILIA 的 RSV4 在最高极速官方数据上并没有比起 HONDA 旗舰 Inline 4 跑车 CBR1000RR-R 要快上多少。说不定 HONDA 的车还要更快上一些,但 RSV4 能提供的扭力要更多一些,所以 RSV4 在出弯加速上可以取得更好的优势。

但这是市售车的状况,MotoGP 赛事中使用的 V4 就不能拿上述的例子来相比拟。

MotoGP 使用 Inline 4 引擎的赛车上,你必须要处理曲轴弯曲、曲轴箱弯曲与更多的摩擦、更大的震动与动力输送损失,这一切「先天上的物理劣势」也注定了 Inline 4 引擎没有办法创造更大的马力。


为什么DUCATI可以这么快?

DUCATI Desmosedici GP 采用了 90 度夹角 V4 引擎(90°的V就是L,所以很多人称之为L型4杠),并且用上了特殊的 Desmodromic Valves 阀门设计,Desmodromic Valves 阀门设计可以追溯至 1950 年代开始 Mercedes 车队用于 F1 赛事的科技结晶,历史证明了这组阀门设计是成功的,Desmo 阀门最大限度的扩大进气门与排气门的面积,所以 DUCATI 的赛车并不会受到凸轮轮廓的限制,并且可以更快的打开或关闭阀门,以获得更好的进排气来榨取更多的动力输出。


为什么V4直线比Inline 4更快?


V4 赛车在直线上的速度要更快一点,当然这并不是 V4 与 Inline4 之间主要的差异,但就赛事内容来说,这可能会是决胜关键点之一。


在直线超车比在弯道超车容易。

V4 引擎也为车手提供了更多的战术选择,因为 V4 赛车并不会总是处于一个往前追赶的状态,在直道上增加尾速的优势就在于车手不需要整场比赛都去拼晚刹车、去冒着前轮抓地力的风险只为了追求进弯前能够向前拉近一些距离,降低风险又能保住优势。


V4这么好,干嘛还用Inline 4?

既然提到V4引擎有这么大的优势,那为什么YAMAHA与SUZUKI(2022年赛季结束前)依然选择使用 Inline 4 引擎来做为引擎布局?因为 Inline 4 的引擎曲轴相较 V4 而言较长,所以在弯中的动力馈给与操控感受都较为线性,当然你要说人性化也可以,因为 Inline 4 可以承受更高的弯速,但前提是你必须要有足够的弯中空间与良好的跑线让你去做出 Inline 4 引擎可以给你的更快的弯道速度。

就是这样,在一场比赛里,不同引擎形式的赛车距离非常接近时,如同在WorldSBK 或是 MotoGP 这种世界最高水平的比赛中,基本上弯中不会有人会空出多余的空间给其他人进攻。所有的车手都走在最完美的路线上,不要说弯中,这群车手整场比赛很可能连出现一次的失误都没有。

你可以发现 YAMAHA 或 SUZUKI 也许在排位赛中可以刷出不错的圈速,在空旷且没有其进距离前车阻挡的条件下,Inline 4 可以有发挥的空间,但正赛中他们很容易会被 V4 赛车包围,这时候 Inline 4 引擎形式的赛车就会遇到麻烦。


与其优雅缓的画出弧线,不如直接暴力过弯!

因为当 Inline 4 引擎的赛车在通过弯道时,V4 的过弯指向性不如 Inline 4,这时候会出现让 Inline 4 引擎更好发挥的路线,但当弯速正准备发挥时,V4 可以靠着更好的出弯加速表现直接硬是把弯道路线吃满关门,并且用着更快的出弯速度高歌离席。


V4引擎的缺点


90 度 V4 引擎的最大致命伤就是长度,V4 引擎太长了,所以在车架与底盘设计上会让制造商吃足苦头,在工厂赛车的使用条件之下,没有人会喜欢长轴距的车子,工程师通常会尽可能的缩短轴距,用以增加赛车转向的灵活性。

V4 引擎的另一个缺点是汽缸体积会大量的占据车体空间,并且在关键区块产生大量热能。工程师必须要在车架、进排气与油箱布局中找到最好的平衡点,让 V4 靠近车手身体侧的后两缸有效地进行散热。

要解决引擎长度问题,目前主流的方式是将引擎本体在安装时通过升高前汽缸并且稍稍向后旋转,利用摆放位置的改变来减少一点点的轴距劣势(真的只有一点点),并且让曲轴稍稍靠前,连带可以增加前轮方向的重量,取得更好的转向灵活度。


Inline 4引擎:弯中胜负!

当车厂制造商选择使用 Inline 4 引擎时,基本上底盘工程师就是笑着躺分了。因为底盘工程师不需要像 V4 那样考虑这么多空间上的限制因素,而 Inline 4  最大的弊病在于横向体积,所以这使得 Inline 4 赛车在选择使用较大的节气门阀体与管件上受到了相当程度的限制。

更大的阀体与管件代表更大的动力潜力,但这样会让 Inline 4 赛车的横向宽幅太肥,反过来对于赛车空力套件上又是一大劣势。



过去我们可以发现 V4 赛车在 MotoGP 赛事中都会比 Inline 4 赛车要窄,但现在已经不是这样子了。散热系统的尺寸会决定当代 MotoGP 赛车的整体宽度,所以现在的 MotoGP 基本上两种形式的引擎布局都是一样宽的。

使用 Inline 4 引擎最大的优势在于更容易进行底盘设计与集中重量,这两项优势也是 YAMAHA 与 SUZUKI 过去被称为「弯道机器」的原因之一,Inline 4 就是弯中决胜负的最佳利器。

当车手需要过弯时,Inline 4 的额外曲轴陀螺仪会更让车手在进弯时很难维持在预先设定的路线。但是,一旦车手可以习惯这种特性并且走在正确的在线,Inline 4 引擎形式的赛车就可以稳定的维持高速在同一条线,这就是你可以看到为什么场上配备 Inline 4 引擎的赛车可以用各种不可思议的速度丢进弯道的原因之一。


轮胎的阴谋?

MICHELIN 的轮胎直接也间接地削弱了 Inline 4 赛车?



要说轮胎供货商没有影响似乎也不是很公道,但这并不是说 MICHELIN 有任何针对性,而是直接,也算间接地在这几年的潜移默化之后,得出来的轮胎胶料配方与设计的解答,就是让 Inline 4 形式的赛车逐渐弱势。

为什么?

当车手过度使用轮胎边缘时,MICHELIN 后轮胶料就会产生过热,刚刚我们提到 V4 赛车的特性还记得吗?V4 赛车就是在进弯快,出弯也快,但在弯中就没有这么快,所以V4赛车比较不会过度的依赖胎缘胶料,而相反的,Inline4 赛车强调的是弯中胜负,车子在倾倒的状态下还会有高度的速度需求,所以在胎缘部分就会变得相当重要,即便两者之间可能用肉眼看差距并不大,但这一点点的微小差异就足以左右 MotoGP 赛事的结果。


为什么市售V4车款就是比较贵?


有一辆速度机器绝对是需要代价的。V4 引擎是 DUCATI Panigale V4 与 APRILIA RSV 4会如此昂贵的原因之一,V4 引擎本体在设计与组成上比起 Inline 4 更为复杂,因此造价自然也较高,车厂花了更多的人、时间、成本来打造更快的引擎,你自然就需要掏出更多的钞票来买单。

双凸轮轴与两组独立汽缸体,V4 引擎本体在重量上也比较重,但与同类型的 Inline 4 引擎相比,V4 引擎可以拥有高达 40% 的宽度窄缩,这也确保了车体宽幅不会过于笨重,当然,空力套件的设计与装载自然也就相对轻松。

我们把两种不同形式的引擎单独拿出来探究,V4 引擎在结构上会比 Inline 4 引擎要脆弱一些,Inline 4 引擎的寿命也会更长一些。但这当中寿命问题我们也不排除多数 Inline 4 引擎是来自于日本品牌的关系,但有一件事是无庸置疑的:V4 赛车具备了更鲜明的个性。

喔等等,我的意思并非日本车没有个性,但 V4 的咆啸已经可以称得上是另一个世界的东西了,驾驶 V4 车款绝对会是相当震撼的体验,如果说 R6 给你的是操控得宜的动力与轻松驾驭的乐趣,那 RSV4 大概就是让你浑身起鸡皮疙瘩冷汗直冒的那种体感刺激。

但在这背后,V4 引擎也同时代表了更大量的维护细节,当然,你同样需要定期的保养,维护成本当然会较高,所以在选择之前,也许你也可以先审视自己的用车环境与金流状况再下决定。


结论

就物理特性而言,V4 引擎会比 Inline 4 引擎快,当然这是在我上面讲了一大堆之后,你也许可以多少理解。V4 拥有更短、更硬且更坚固的曲轴加上更得能量传递损失,进而获得更多的马力输出,最后才是增加速度。不过,一体两面的是这些技术与力量都是有其代价的,坊间有云:没钱还敢赛车,而要得到一台有竞争力的 V4 赛车,你可能不只需要有钱,还需要很多钱。

您可能喜欢

哈罗摩托