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翻譯文章授權轉載自:Webike
原文參考:終結你的選擇障礙!汽缸數特性差異大哉問


摩托車這種交通工具的特色就是靠著兩顆輪胎取得平衡前進、轉彎時需要傾斜車身,然後引擎離騎士的身體非常近。換句話說,其實就是等於騎士抱著一顆引擎在騎車,也正因為如此,所以不同形式的引擎對於摩托車的特性影響極大。

引擎所帶來的騎乘快感

摩托車這種交通工具其實就好像騎士把引擎抱在胸口一樣,不只是因為騎士與引擎之間的距離很近所以非常有存在感而已,根據引擎的特性及油門操控方式的不同,摩托車轉彎的方法及輪胎的抓地力也都會隨之改變。

正因為摩托車必須要靠騎士取得平衡才能前進,因此驅動力對摩托車的影響極大,再加上摩托車相較於汽車來說,車身既輕盈又嬌小,所以引擎質量(引擎本身的重量及運作時的慣性)帶來的影響就變得更加明顯。

雖然以上提到的有點小複雜,但簡單來說就是摩托車所搭載的引擎對它的風格影響甚鉅,因此以下就大致為大家介紹一下有關引擎的結構。

造成天壤之別的排氣量

現在各大廠牌生產出各式各樣的車款,市面上買得到的市售新車從排氣量50cc的輕型機車到2000cc左右的大型重機為止應有盡有。雖然每種排氣量的車款都有各自不同的騎乘樂趣,但大致上來說,小排氣量車款在催動引擎時比較要求騎士本身取得平衡,而大排氣量車款則是透過油門來控制引擎的扭力讓車身移動,也就是說需要靠油門操控來取得平衡。

不用猶豫直接打開油門就能騎乘的是小排氣量車款、大排氣量車款就需要小心控制不要讓油門打開太大才行,排氣量落在中間的車款則每台車都不太一樣。這不只局限在賽道騎乘那種負擔較大的車款上,就連在街道上悠哉騎乘的車款也是一樣,基本上所有摩托車款都具備這樣的特性。

此外,小排氣量車款因為引擎較小,所以車身能夠製作得比較小且輕盈,大排氣量的車款基本上車身都打造得非常大,而這也是造成輕量且精簡的小排氣量車款與帶有操控樂趣的大排氣量車款會呈現出不同風格的原因。

那麼汽缸數又是怎麼一回事呢?

接下來繼續為大家講解有關汽缸數量的差異。引擎內部零件-曲軸會連著活塞在汽缸間來回活動 ,有點像是「飛輪」一樣的旋轉,將動力送達各部位讓輪胎能夠滾動,因此基本上活塞數量就等於汽缸數量。

順帶一提,排氣量則是指活塞從最下面作動到最上面時所推出的空氣總體積,大家只要回想以前在學校做物理實驗時使用的注射器就會比較容易理解,同樣大的汽缸如果有兩個的話,排氣量自然就會多出一倍。

單缸引擎車款的特色

單缸引擎的特色和它的結構一樣非常簡單,一般來說,單缸引擎從低轉速起就會出現扭力、轉速提高的速度也維持在一定節奏,但就無法達到極高轉速,而單缸引擎的排氣量大致落在50cc~700cc左右。

從SUPER CUB這樣的通勤車到SR400、HIMALAYAN、SVARTPILEN 701等趣味性強的車款,單缸引擎不僅用途寬廣,就連類型也變化多端。

不管排氣量大小,單缸引擎的油門操控反應非常易懂,再加上引擎與車身都相對輕盈,所以適合喜歡享受輕快騎乘的騎士,也因為轉速拉高時並不會過於敏銳,所以在路況不佳的地方輪胎也不容易失去抓地力,再加上單缸引擎本身非常輕盈,因此正統的越野車款通常都會採用單缸引擎。

最具有不同個性的雙缸引擎

搭載雙缸引擎的車款,排氣量從250cc到超過1800cc都有,透過不同的組合及配置便會呈現出截然不同的感覺。

雙缸引擎大致上可以分成並列雙缸、V型雙缸、水平對臥雙缸等等,兩個汽缸的爆發(正確來說是燃燒)時間點則可以分成等間隔及不等間隔,而不等間隔爆發的頻率及曲軸角度的變化等也都會影響到騎乘感。此外,不等間隔點火的設計也比較容易讓引擎產生鼓動感與跳動感。

照片中是比較能夠清楚解釋「驅動脈波」的方式。將搭載HARLEY-DAVIDSON 45度V型雙缸引擎的車款帶到日本千里濱的海濱公路上,以輪胎不會空轉的前提打開油門,就能夠看到輪胎與路面產生反作用力時留下的軌跡。

至於等間隔爆發的雙缸引擎,舉例來說有並列雙缸360度曲軸或是BMW的水平對臥雙缸引擎,左右汽缸輪流爆發並帶著一種柔順感。另一方面,雙缸引擎的缺點則是不太講究在高轉速時的表現,至於水平對臥雙缸引擎採用的直立曲軸部分則留在後面解釋。

不等間隔爆發有各式各樣的類型,除了巡航車款外,最具代表性的就是中小排氣量車款最常見的並列雙缸180度曲軸以及DUCATI的90度L型雙缸引擎,180度曲軸比起360度曲軸來說,鼓動感要更為強烈且偏向高轉速。

雖然排氣量越大自然震動也會變大,但是現在的引擎因為加入了平衡軸,所以在這方面並不會出現太大問題;雙缸引擎可以說是最沒有怪癖、通用性極廣的引擎。

90度V型雙缸引擎則是各汽缸會因為扭力變動而抵銷(省略),簡單來說就是打開油門時雖然會有豐富的鼓動感,但一但關上油門後的震動就會大幅減少的呈現出圓潤感,也因為曲軸質量較小,所以操控性能也比較偏向輕快又敏銳。

儘管具備和單缸引擎非常類似的直接及鮮明感,但在高轉速範圍時也和一般的雙缸引擎一樣能輕鬆延伸拉高轉速,特別是DUCATI等車款,特色是能夠像是「騎上樓梯一樣」,在轉速拉高時帶著高昂感。

同樣採用90度雙缸引擎的車款還有SUZUKI的V-STROM車系及MOTO GUZZI的全部車款,廣義來說V-STROM車系的騎乘感會與DUCATI的較為類似,將引擎橫置的MOTO GUZZI則是截然不同。

接下來要提的內容也適用於BMW的水平對臥雙缸引擎,也就是直立式的曲軸排列。相對於橫置曲軸是旋轉軸設置在車體的左右兩側,直立式曲軸則是設置在前後,這裡省略掉一些稍微複雜的原理說明,簡單來說橫置曲軸在引擎作動時會產生抵抗摩托車傾斜的作用力,而直立式曲軸則不會出現,因此即使是龐大笨重的車身也意外地能夠非常輕鬆地操控。

另一個比較大的特色應該就是扭矩反應(torque reaction)。當油門開關時,曲軸會因為加/減速扭力的反作用造成車身傾斜,像MOTO GUZZI的車款在油門打開時會向右傾斜、關上時則會向左傾斜,雖然BMW以前搭載氣冷式引擎的車款和MOTO GUZZI一樣,但是最新的水冷式引擎因為曲軸的旋轉方向相反,所以油門開關時的扭矩反應也就相反。

不過,因為離合器軸與曲軸的轉動方向相反,所以會抵銷掉一定的作用力,因此扭矩反應就會比較小,也正因為它比較有個性,所以騎起來才更加有趣,因此也有不少騎士對它深深著迷。

相對於180度曲軸大多是中小排氣量的並列雙缸引擎來說,大排氣量車款都是使用270度曲軸。

V型雙缸引擎的分類則有KTM的75度及HARLEY-DAVIDSON的45度,而KTM的75度比起90度更像是單缸引擎的感覺,HARLEY-DAVIDSON則是既渾厚又「不等間隔」,按照不同的轉速呈現出不一樣的面貌。此外,最近的流行則是採用270度曲軸,讓並列雙缸引擎能產生類似90度V型雙缸引擎的運作感。

三缸引擎是擷取了雙缸與四缸的優點而生?

雖然三缸引擎常被認為是將雙缸引擎的扭力與鼓動感加上四缸引擎的順暢及高轉速後除以二的結果,但三缸引擎其實也是有其獨特魅力,像是厚實又柔軟的中轉速扭力及拉高轉速時順暢沒有稜角的感覺,按照轉速不同呈現出截然不同的風貌也是三缸引擎獨有的特色。

低轉速時伴隨排氣音浪出現扭力充沛的加速、中轉速時排氣音變得又粗又沙啞,讓人期待高轉速馬力的出現,實際上到高轉速範圍時,排氣音則會變得像是在吼叫一樣、轉速也會呈現一直線的拉高,轉速延伸感和四缸引擎相比,有種才剛靠近就結束的感覺。

現行款中搭載三缸引擎的車款排氣量介於675cc~1200cc之間,而排氣量超過2200cc的ROCKET III則是唯一例外。除了會因為排氣量的增加感覺更為粗獷外,MV AGUSTA偏向高轉速、TRIUMPH則是中轉速扭力強大、YAMAHA是介於中間值。

不管怎樣,三缸引擎的特色都是曲軸240度等間隔爆發(各個曲軸銷偏移120度),引擎煞車像90度V型雙缸引擎一樣非常順暢。

廣義來說三缸引擎雖然都有類似特性,但根據廠牌的不同,騎乘感其實也會截然不同。

 

大致上可劃分為並列與V型的四缸引擎

最能代表日本廠牌的應該算是並列四缸引擎了。為了打造出「不輸給歐洲車的高性能車款」,日本廠牌不斷努力的結果就是研發出這個引擎型式,它最大的特色就是高轉速、高出力。

不僅從低轉速開始便會出現順暢的扭力,在轉速上升的同時馬力也隨之增加,在「超」高轉速範圍時更會響起讓人以為是賽車的排氣音浪,馬力曲線也隨之呈現二次曲線的不斷壓榨出馬力,不只能夠利用到最大馬力也非常容易上手的容易操控。

並列四缸引擎的排氣量大致上介於400cc~1400cc,雖然以前也曾出現過250cc的四缸車款,但現在已經絕跡,也讓人不禁開始期待起傳聞中的KAWASAKI車款(!)的登場。

另一方面,比起並列四缸引擎來說,V型四缸既有充足的扭力、馬力也容易出現,但排氣音就非常粗糙的還帶著跳動感,因此喜歡與討厭的人完全壁壘分明。

HONDA、DUCATI、APRILIA的V型四缸引擎都是採用不等間隔爆發的設計,V型四缸引擎簡單來說比並列四缸更有扭力、轉速拉高時也非常輕盈,操控性能也有輕快的傾向。

YAMAHA YZF-R1的十字曲軸並列四缸引擎則是少數特例,YZF-R1同時具備上述提到的並列四缸的安定感及V型四缸引擎的扭力及牽引力特性。

搭載四缸引擎的日本車款包括了以前曾出現過的250cc四缸引擎、現在的1000cc超級運動車款及運動型多用途等各式各樣的車款,近年來BMW的S1000RR更是展現出驚人的馬力輸出。

 

六缸引擎絲綢般的騎乘感別具一格!

現在搭載六缸引擎的新車,只剩下HONDA的GOLDWING及BMW的K1600車系而已。不管哪一輛都是適合長距離騎乘的旗艦車款,特色是擁有四缸以上超級順暢的轉速感及拉高轉速時優質且敏銳的感覺。

因為不管哪一台都有一定重量,因此可能會覺得扭力太過厚粗也說不定,但是推動巨大車身穩穩前進的引擎則是讓人覺得非常傑出。

BMW搭載了並列六缸引擎,在高轉速時敏銳的油門反應是它的魅力之一,而採用水平對臥六缸引擎的GOLDWING則是速度比較緩慢,但騎起來的感覺非常良好。

不管哪一台都可以說是非常特別的車款,因此如果想要購買還是需要考慮擺放場所及用途等經過深思熟慮才行。

GOLDWING採用水平對臥六缸引擎、K1600車系則是搭載並列六缸引擎,兩台車的車身結構也比一般摩托車來得更加講究。

※本文僅以現行市售車款為討論對象,二行程車款、競賽車及現在沒有販售的車款皆不在本文討論範圍之內。

本文同步刊載於:<Webike新聞>

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