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5气门很拽吗?最新亮相的R1为什么不再用5气门气缸头?

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发表于 2017-5-1 19:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
气门机构是发动机的“呼吸系统”,其重要性不言而喻。最常见的结构,就是2气门和4气门气缸头,而且这两种气缸头的区别很明显:如果是强调简单、可靠、经济,不追求高功率输出,一般采用2气门;如果追求的是高性能,榨取更多功率,那么显然就要选择4气门。

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比较而言, 5气门的气缸头比较少见,但并不是没有,特别是雅马哈对5气门情有独钟,比如上个世纪80年代推出的FZ750,90年代的TDM 850和TDM 900等。

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1998年,最早一代的YZF-R1闪亮登场,胸膛中奔腾着气焰凶悍的每缸5气门、排气量998c的直列四缸发动机。当时,高达112kW的最大功率,仅为177kg的干重和1395mm的超短轴距,再配上高规格的底盘,让YZF-R1成为世界上跑得最快、质量最轻、操纵最灵活的超级摩托车!


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毫无疑问,5气门发动机已经成为YZF-R1的招牌标志,即使说是YZF-R1的灵魂和徽征也不为过。但是,2015年推出的全新一代YZF-R1并没有采用5气门气缸头,而是司空见惯的4气门气缸头。事实上,5气门的气缸头只用于1998-2006年版本的YZF-R1,自2007年起,YZF-R1就回归到比较常见的4气门气缸头,而且此后一直没有再采用5气门。


5气门发动机-2.jpg

雅马哈为什么会作出“倒退”的举措?

事实上,自2004年YZF-R1经历大幅度革新后,峰值功率虽然更加强悍,但是骑手们反映YZF-R1在较低转速范围内的响应性能不尽人意。经过大量的研究,雅马哈认为5气门的复杂结构,限制了发动机燃烧室的形状,因而降低了中低转速时的燃烧效率;而采用相对简单的4气门汽缸头,则可以获得更理想的燃烧室形状,提高燃烧效率。为此,2007年YZF-R1的动力心脏回归到4气门气缸头,并且优化了燃烧室形状。

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首先,上一代发动机的3只直径为23.5mm的进气门被撤换,取而代之的是2只直径为31mm的钛合金进气门,这是当时1000cc级发动机中直径最大的进气门;同时匹配了一对直径为25mm的排气门,这与2006年的排气门规格基本相同。其次,采用了4气门汽缸头之后,雅马哈工程优化了燃烧室形状,因此压缩比从12.4 提升到12.7:1,比2006年提高了0.3。第三,采用了升程更高的凸轮,其中驱动进气门的凸轮升程从原来大 7.6mm提高到9.2 mm,驱动排气门的凸轮升程则从7.5mm升高到8.3mm。新式发动机在汽缸头以下部分则变化不大,缸径和冲程保持77.0 x 53.6mm不变,属于典型的高转速短冲程设计,红线转速设置为13750rpm。

2007年YZF-R1.jpg

显而易见,尽管5气门的特点是进排气效率很高,而且由于气门较细,特别适合榨取高转速大功率,不过,与同样适合高转速大功率的4气门相比,5气门气缸头结构更加复杂,造价也较高,这在市场竞争中处于不利地位。同时,概略来算,5气门气缸头和4气门气缸头的总进排气面积是相同的,都占了汽缸横截面积的68%。需要说明的是,这里没有考虑没有考虑进气门和排气门大小可能有所差异,也没有考虑火花塞、喷油咀所占据的面积,不过这些一般都设计在进排气“死角”位置。

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因此,5气门并不像看上去那么美。在长期的赛道实战中,雅马哈已经悟出了经验:发动机的峰值动力并非绝对主角,在实际比赛中,宽广的功率带和精细的动力发放特性占有更加重要的地位,有助于骑手准确掌控动力,有助于强化出弯加速,从而获得更好成绩,这就是YZF-R1放弃5气门、退回到4气门的主要缘由。

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十字曲轴发动机-1.jpg
十字曲轴发动机-2.jpg
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沿着这一思路,雅马哈走得更远的是2009年YZF-R1,这年引入了来自MotoGP战马YZR-M1赛车的技术“十字曲轴”。这种90度曲轴的点火次序是270o—180o—90o—180o,与常规直列四缸的点火次序180o—180o—180o—180o大不相同。需要指出的是,引入十字曲轴并非为了榨取更高的峰值动力,而是强化动力的线性输出。由于每只活塞和连杆都处于不同的运动位置,这样,旋转时产生的惯性扭矩相互抵消,易于骑手准确掌控动力发放。十字曲轴取代了之前的5气门气缸头,成为雅马哈YZF-R1新的特征标志,并在此后一直得到坚持,包括脱胎换骨的最新一代YZF-R1。

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发表于 2017-5-1 23:56 | 显示全部楼层
好文章.
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发表于 2017-5-2 00:24 | 显示全部楼层
ddddddddddddddddd
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发表于 2017-5-4 14:30 | 显示全部楼层
怎么这么牛逼呢
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发表于 2017-5-4 18:59 来自手机版 | 显示全部楼层
真是不错,赶紧来吧
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发表于 2017-5-14 11:31 | 显示全部楼层
路过   
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