“電心”進化論，從機械向智能進化的摩托車發動機

現代摩托車的發動機，與原來的概念相比，已經發展得很遠很遠。實際上，在基本機械概念的基礎上，電子智能輔助裝置已經全面滲透到發動機各個方面——化油器已經改成電子燃油噴射系統，鋼繩油門已經改為電子油門，動力輸出模式調節多重動力特性，可變氣門正時系統改變發動機性能，牽引力控制系統干涉動力輸出……毫不誇張地説，現代摩托車的發動機已經完全發展為不折不扣的“電心”！

1876年，德國人奧托根據德·羅沙的四衝程內燃機工作原理，設計製造了第一台四衝程汽油內燃機，熱效率達到14%，後來又提高的20%以上。這項技術被認為是“自瓦特以來人類在動力方面取得的最大成就”。由此而始，四衝程發動機持續發展進化，演變出各種類型，以不同的性能、特點滿足不同的摩托車型。總體而言，摩托車發動機可以概括為兩個時代，即以提升動力為目標的機械時代以及以精準掌控動力輸出為目標的電控時代。

PART A 機械時代

現代摩托車的發動機，動力欠缺早已不再是問題，如阿普利亞超級跑車RSV4，雖然排量只有1000mL，但是峯值功率已經超越了147kW。不過，對於早期的發動機來説，情況遠遠沒有這麼樂觀，效率較低，因此發明的各種技術，以及新材料運用等，主要是致力於強化發動機的動力輸出。

按氣門機構分類

●頂置氣門（OHV）發動機

早在1899年，法國人比歇為了提高發動機轉速和功率，率先推出了頂置氣門機構（OHV）。在頂置氣門機構中，凸輪軸安裝在汽缸的側面下部，通過較長的推杆把搖臂往上推，再通過搖臂向下壓開氣門；氣門則可以設置在汽缸頭上，這樣燃燒室可以優化為半球型或楔型，從而提高了發動機的壓縮比和熱效率，實現高轉速、高功率的目的。在提高轉速和功率方面，頂置氣門機構優於早先的側置氣門機構，功率獲得顯著提高。此外，頂置氣門發動機很有個性，具有低轉速大扭矩的優勢，這也是為什麼時至今日，哈雷仍然堅持生產技術“落伍”的OHV發動機緣故。

以哈雷Breakout為例，它搭載了經典的美式V型雙缸Twin Cam 103B，其中B指的是平衡軸，所配置的反向平衡軸整飭了V型雙缸的振動，因此允許剛性安裝在車架上，讓騎手清晰感知動力心臟的獨特韻律。103指的是排量，103立方英寸相當於1690mL。由於採用了哈雷經典的OHV氣門機構，再經由ESPFI電子燃油噴射系統伺服，這台V型雙缸發動機可以在低轉速時爆發令人吃驚的蠻力，最大扭矩高達129 N·m，此時轉速只有區區3000r/min。

與OHV雙缸相匹配的是6速傳動系統。啓動、掛擋、加油，隨着喉音很重的咆哮，第一擋加速顯得衝勁十足，強悍扭矩通過肥碩後胎傳給路面，給你強烈的拉拽感；第二擋同樣勁道兇猛，將轉速拉高到5400r/min時，速度為105 km/h……由於6速齒輪箱配置了所謂的哈雷巡航驅動，因此轉入第六擋時，轉速降低了數百轉，發動機出力顯得從容自若。

●頂置凸輪軸（OHC）發動機

20世紀60年代起，頂置凸輪軸（OHC）發動機開始大行其道。OHC與OHV相比，最大的不同是：OHV是氣門的位置在凸輪軸上方，凸輪軸利用氣門挺杆驅動氣門；OHC則是凸輪軸的位置在氣門上方，發動機飛輪通過皮帶或鏈條帶動凸輪軸齒輪，從而實現凸輪軸直接驅動氣門。因此，OHC比OHV減少了氣門挺杆和相應的傳動損耗，且可以設計出更高的壓縮比和發動機轉速，同等排量下OHC發動機比OHV發動機的動力大、油耗小、易修護。現代摩托車配置的基本上都是頂置凸輪軸發動機。

比如本田的單缸機器SH300i，搭載的發動機脱胎於著名越野摩托車CRF250，但排量從249mL擴大到279.1mL，進氣系統則由單頂置凸輪軸（SOHC）負責。這顆動力心臟最大功率為20kW（8500r/min），最大扭矩是26.5N·m（6000r/min），不但將競爭對手三陽Citycom 300i、Vespa GTS 300 Super、吉雷拉Nexus 300、雅馬哈Versity 300等拋在後頭，而且直逼400 mL排量的大型踏板車。據測試，器SH300i起步加速到50km/h耗時不到4s，從50km/h加速到80km/h同樣不到4s，從靜止加速到100km/h只需10.9s，加速性能冠絕同組別的踏板車！

●雙頂置凸輪軸（OHC）發動機

頂置凸輪軸發動機細分為單頂置凸輪軸（SOHC）發動機和雙頂置凸輪軸（DOHC）發動機。SOHC是進氣門和排氣門的開啓、關閉均由同一根凸輪軸來完成開關動作；DOHC則是利用兩條凸輪軸來分別驅動進氣門和排氣門完成開閉動作。總體來説，DOHC的好處就是可以輕易的改變進排氣門的開閉時間，每隻氣門的慣性質量比較低，因此具有高轉速、大功率的特性，但是結構比較複雜，造價成本較高，維護也比較困難，一般用於多缸、大排量的高速發動機。

1970年，川崎啓動了Z1研發項目 (研發代號T103)，雖然動力裝置與搶先一步推出的本田CB750相同，都是並列四缸四衝程發動機，但是排量擴大到903mL；更令人吃驚的是，不同於CB750的SOHC氣門機構，Z1配置了當時罕見的DOHC氣門機構，實現了從低轉速到高轉速範圍內的高性能輸出。這是川崎第一次嘗試在量產型摩托車上採用DOHC氣門機構，當時國際範圍內採用DOHC氣門機構的量產型摩托車同樣屬於鳳毛麟角。這項當時流行於GP大獎賽的賽車技術，讓Z1獲得驚人的動力，可以突破200km/h的最高速度，成為當時紅極一時的超級摩托車。

按冷卻方式分類

●風冷發動機

所謂風冷發動機，其實就是沒有冷卻系統的發動機，依靠駕駛時的自然風吹過發動機表面帶走熱量。為了增加與風接觸的散熱面積，汽缸表面增加了散熱片以提高散熱能力。風冷發動機的優勢是結構簡單，製造成本廉價，質量輕巧。不足之處是不適合做高轉速大功率的強化型發動機，此外在交通擁擠的城市也容易出現發動機過熱現象。

比如雅馬哈復古單缸機器SR400，與高智能化、高性能化的現代摩托車主流背道而馳，搭載的是SOHC 2氣門的大單缸發動機。這顆風冷大單缸精心設計了大型散熱片，以及銀光閃閃的曲軸箱；為了滿足排放標準而裝備的電子燃油噴射系統，刻意安裝在單缸發動機之後，給人似曾相識的化油器感覺。尤其讓人吃驚的是，SR400居然配置的是反衝啓動——要知道，啓動大單缸從來就不是一件容易的事！不過，雅馬哈在汽缸頂部右側設計了小視窗，在左把手上安裝了減壓閥，再加上新的電子燃油噴射系統之襄助，騎手就能輕鬆啓動399mL的大單缸了。

●油冷發動機

油冷方式最典型的代表就是“鈴木高級冷卻系統”（SACS），鈴木“盜匪”家族大多數成員的發動機都搭載了SACS。所謂“鈴木高級冷卻系統”，其實就是風冷/油冷雙重混合冷卻方式。通常高性能發動機均採用液冷方式冷卻，但液冷系統機構繁複，不但增加了發動機的重量和維護成本，而且售價水漲船高；但是如果只採用簡單的風冷方式，那麼又將導致高性能發動機散熱困難，特別在交通擠塞的城市更是會讓發動機“發高燒”。SACS系統較好地平衡了風冷和液冷的優點，發動機內置兼顧潤滑任務和冷卻性能的高壓機油泵，能將潤滑油輸送到汽缸頭部，並由噴嘴高壓噴射至發動機的最熱部位，讓冷機油帶走發動機的熱量；同時，已經吸收熱量的熱機油則繼續循環，並通過外置的冷卻器得到冷卻。這種簡單而巧妙的“鈴木高級冷卻系統”，能夠很好地維持“盜匪”並列四缸發動機工作時的“體温”，並將整車成本降到合理範圍。

●液冷發動機

由於大排量、高轉速、大功率的高性能發動機對散熱提出更高要求，風冷方式已經無法滿足，這時出現了液冷發動機。液冷發動機配置了散熱器，用於吸收、散發發動機的熱量。當發動機開始工作時，冷卻水通過水泵的驅動流經發動機缸體，吸收並帶走熱量，然後通過散熱片降温後流回，再次經水泵驅動流經發動機缸體，如是循環不已。液冷發動機可以有效防止發動機過熱，維持理想、穩定的工作温度，有利於動力輸出和延長髮動機壽命，缺點是結構複雜，體積較大，造價較高，一般用於大排量、高轉速的運動摩托車和豪華旅行摩托車等。

比如寶馬R 1200 GS，此前“拳擊手”發動機一直採用油冷+風冷的散熱形式，但是動力性能在液冷發動機競爭對手面前顯得力不從心。為此，新一代將之前的油冷改為液冷，以更高效的散熱系統，為強化動力輸出的“拳擊手”維持良好工作温度。在此前的“油冷+風冷”結構中，機油散熱只佔22%，空氣散熱則佔了78%；在現在的“液冷+風冷”結構中，液冷散熱提高到了35%。當然，經典的造型也不能隨便放棄，為此，寶馬運用了F1賽車的“準確冷卻”理念，即冷卻液只對發動機中承受了熱應力的零部件進行降温，其他零部件則仍遵循空氣冷卻的原則。這種做法縮減了散熱器的體型，兩隻迷你型散熱器安裝得很隱蔽，再加上“拳擊手”發動機上仍然保留了大型散熱片，因此保持了既往經典造型，不知內情的人甚至不容易發現R 1200 GS已經從“油冷+風冷”改為“液冷+風冷”。

未完待續......