本田NSR250R 搭載了兩行程水冷發動機
摩托車發動機作為一臺高度集成化與緊湊化的內燃機系統,從19世紀誕生以來,已經歷經了百余年的發展歷程,從簡單的兩行程發動機到復雜的四行程發動機,從普通的風冷散熱到后期的水冷散熱,從單缸,雙缸再到多缸等,內燃機技術一直都是伴隨著人類工業技術的發展而發展,這些技術的進步是為了滿足更加多元化的使用需求,是根據其具體產品定位和使用發展而來。
本田CBF150發動機采用了新一代的低摩擦技術
兩行程與四行程
我們先從發動機的做功方式來看,摩托車發動機大致可分為兩行程和四行程兩種結構,其兩行程發動機結構相對簡單,由于是采用活塞掃氣方式進行配氣,因此相較于普通的四行程發動機言,它免去了繁瑣的配氣機構,體積更小,重量更輕,維護保養更加簡單,同時做功效率也遠優于四行程發動機,理論上同排量動力輸出幾乎兩倍于四行程機型。
在上世紀的60~80年代,兩行程發動機幾乎主宰了全球各大摩托車賽事,狂放的聲浪讓人至今難以忘懷,當年由這些兩行程發動機創造的GP最高單圈車速至今仍未被打破,其強勁的性能表現可見一斑。當然,兩行程發動機同樣也有先天的缺陷,由于工作效率極高,兩行程發動機的發熱量也遠遠大于四行程發動機,所以為了降低熱機磨損,提高耐久性,在其燃燒時汽缸內會加入一定比例的潤滑化油參與燃燒,另外它的掃氣方式也會將未燃燒殆盡的燃氣混合物大量排出,從而導致污染過大,無法滿足現有的排放標準,并于90年代中期,逐步退出了民用摩托車舞臺(記住,它是只是退出了民用摩托市場而已,在各項越野摩托車大賽中仍有廣泛使用)。
雅馬哈YZR500搭載的V4水冷兩沖程發動機曾創造過GP賽事最高單圈車速
與兩行程發動機恰好相反,四行程發動機擁有更加完善的配氣機構,其搖臂、氣門、凸輪系統也被全面引入,各司其職,配氣更為準確,燃燒更加充分。通過“吸氣—壓縮—做功—排氣”四個行程來完成一次動能轉換,雖然效率上低于兩行程發動機,但更低的熱損耗和更優越的經濟性能使它極為適合普通的民用車型,其卓越的耐久性也大幅度改善了摩托車的長途奔襲能力,良好的綜合性能表現被廣泛的引入到越來越多的摩托車產品之中。
憑借更為優秀的經濟性和可靠性表現,到上世紀70年代中期,四行程發動機的燃效比已超過百分之二十五以上,目前部分先進機型更是達到了百分之四十以上,仰仗著不斷提高的熱機效率和持續完善的產品特性,目前四行程發動機綜合工況性能已經實現了質的飛躍,成為了當下摩托車產品的主要動力來源。
兩氣門與多氣門
除開內燃機做功方式外,發動機在配氣結構上也同樣有著各自不同的性能特點。由于普通的兩氣門發動機采用一進一排的配氣方式,相較于四氣門或多氣門發動機而言,其配氣機構相對簡單,同時也具備更低的配氣負載和更優的低速進氣效率,所以看似普通的兩氣門發動機往往比四氣門發動機擁有更強的低轉速輸出特性,因此兩氣門發動機被多用于小型化的民用摩托車產品之中,不僅性能穩定可靠,同時它還具備較好的可維護性與更低的制造成本。
當然,相較于兩氣門發動機,四氣門或多氣門發動機在高速進氣效率上無疑具有更加明顯的結構優勢。伴隨著運動型摩托車的不斷發展,四氣門發動機在高壓縮比,可變正時,分層燃燒以及缸內直噴等眾多技術的加持下,擁有了比兩氣門發動機更強的性能挖掘潛力,同時它優秀的高轉速特性也使得多氣門機型在運動性表現上更為出色,從而充分滿足大動態與高工況的性能發揮需要。
結語
如果你是一位酷愛林道攀爬的越野高手,兩行程發動機的彪悍動力絕對是你的不二之選;如果你是一位追求務實的機車達人,四行程發動機的堅固可靠定會讓你感受到更多的輕松與便利。正所謂“術業有專攻”,不論是兩行程還是四行程,不論是兩氣門還是多氣門,它們相互之間都存在著先天固化的機械結構優勢,沒有誰強誰弱,誰優誰劣,它們都經歷了百年的技術更迭,并在不同的車型產品中發揮著各自獨特性能優勢。