深度解析「CBR1000RR-R」引擎结构!缸径篇

春风行 2952 0

连拥有丰富研发经验的专家都感到兴趣,HONDA 2020年式CBR1000RR-R的引擎设计就是如此特别。以史上最强自然进气直列四缸引擎在历史上留下纪录的RR-R,或许就是不断追求性能的直列四缸引擎的最后堡垒。

以下,就由曾经参与过无数引擎设计的资深设计师Engineer,为大家彻底解析这颗引擎的特别之处吧!这次首先会说明一下加大缸径的理由。

「总而言之就是小型化」,明确又强烈的意图

好久没有看到像这样令人心跳加快的引擎了!以后其他摩托车厂牌想要制作出赢过这颗引擎的东西想必是极为困难。我自己在看到这颗引擎之后也变得超级兴奋,所以在解说时自然也就特别用心。

HONDA将要从BMW的1000RR手中抢回1000cc并列四缸车款的霸权,光想到这件事就让同样是日本人的我感到既高兴又骄傲。以下笔者将以这颗引擎的照片以及手边获得的资讯为主,简单介绍一下CBR1000RR-R引擎所使用的技术以及感想。

首先是引擎整体看起来「不是那种典型的引擎配置」,从这个设计可以很明显看出制作者的企图以及用意,那就是尽量让引擎「精简化」。

因为这个前提,所以RR-R的引擎就将缸径从原本的76mm加大到81mm的扩大了5mm,也因为这样,让引擎中最长的零件-曲轴的长度增加了(81-76)×3=15mm,同样的,汽缸宽度也变宽了(81-76)×4=20mm,而汽缸头也跟著增加相同的宽度。

由于汽缸宽度会影响车架宽度,而曲轴宽度则会直接影响到转弯倾角的角度,因此不管是哪方面的改变对于车体设计来说都不算是一件好事。

那么到底要如何解决多出来的这5mm(如果是四缸的话,就变成增加20mm)所造成的影响呢?这应该就是RR-R引擎设计的出发点。

尽管如此却还是增加缸径的原因就是希望能够提高最大马力。想要让四行程引擎变成高输出马力型的引擎,就需要让进排气阀变大。特别是进气功能因为会受到阀门大小极大的影响,因此HONDA也把RR-R的进气阀加大2mm的从30.5mm改为32.5mm。不过如果只将阀门尺寸加大却不扩大缸径的话,就会造成它放不进燃烧室,所以才需要加大缸径。

对引擎非常了解的人或许会觉得这个说明很奇怪。正常来说应该是「为了增加输出马力,所以将行程改短」。但是笔者认为这个说法是假的。说它不是真的可能有一点过头,不过这种说法其实只将真相说了一半而已。关于这点笔者会在下方另外单独说明。

改成短行程并不是打造高输出马力型引擎的方法

短行程的设计其实就是指缸径比行程还要大,同样排气量的车款,只要缸径变大那么行程就一定会缩短。这通常是受到比赛规则而无法改变排气量大小的赛车引擎用来提升最大马力的作法,因此很容易造成大家产生「赛车引擎=短行程高输出马力」的想法。

想要提升赛车引擎的马力,就需要在规定的排气量中提高充填效率以及转速,让每单位时间吸入的空气量增加,所以打造高转速引擎最常见的作法就是加大汽门尺寸来提高进排气效率(以没有搭载增压引擎为例)。不过,本来高性能的引擎就会尽量加大它的汽门大小,因此通常很难再让它更进一步扩大,所以最后就只能缩短行程来加大缸径。

因此,虽然「短行程=高输出马力」这句话本身没有错,但是这个等式却会造成大家的思考过于武断,甚至还有可能会造成大家以为不加大汽门尺寸就能够将行程改短的误解。

言归正传,虽然想要打造高转速型的引擎就需要将加大汽门的尺寸,但这却也会造成汽门重量跟著增加。就算进排气的性能有所提升,但是只要重量增加,也一样无法让引擎高转速化。

虽然早期的做法是将汽门改成钛合金材质,但这近10年来流行的作法,则是将驱动汽门挺杆作动的结构改为类似指尖的汽门摇臂,HONDA因为采用这个设计成功减少了75%的重量,也因为采用指尖汽门摇臂的轻量效果绝佳,所以这也是采用大直径汽门的赛车引擎从以前开始就不可缺少的技术。

加大汽门大小,然后再将缸径增加到与MotoGP赛车规定一样的81mm,RR-R引擎的这个作法完全可以让人看出他们的认真程度。

相较于会在汽门上放上圆柱形零件,并直接按压凸轮的直压式设计,采用类似指尖的汽门摇臂来按压汽门则由于不需要多出一个桶型零件,因此能够大幅减轻汽门附近的重量。

但是,增加缸径却避免不了引擎的宽度也会跟著增加,HONDA的设计师应该也对这个问题相当苦恼。在烦恼许久并且试过各种方法之后,他们最于制作出这颗引擎。到底他们采用了什么方法?就让我们在下次为大家继续说明吧!

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标签: 摩托车百科 CBR1000RR-R

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