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連擁有豐富研發經驗的專家都感到興趣,HONDA 2020年式CBR1000RR-R的引擎設計就是如此特別。以史上最強自然進氣直列四缸引擎在歷史上留下紀錄的RR-R,或許就是不斷追求性能的直列四缸引擎的最後堡壘。

翻譯文章授權轉載自:Webike
原文參考:深度解析「CBR1000RR-R」引擎結構!缸徑篇



以下,就由曾經參與過無數引擎設計的資深設計師Engineer,為大家徹底解析這顆引擎的特別之處吧!這次首先會說明一下加大缸徑的理由。

【深度解析:Engineer】曾經參與過無數引擎設計的資深設計師,特別熱愛高輸出馬力的引擎,由於十分熟悉高輸出馬力引擎的設計方程式,因此自然難以掩飾對RR-R的驚奇。



「總而言之就是小型化」,明確又強烈的意圖

好久沒有看到像這樣令人心跳加快的引擎了!以後其他摩托車廠牌想要製作出贏過這顆引擎的東西想必是極為困難。我自己在看到這顆引擎之後也變得超級興奮,所以在解說時自然也就特別用心。

HONDA將要從BMW的1000RR手中搶回1000c.c.並列四缸車款的霸權,光想到這件事就讓同樣是日本人的我感到既高興又驕傲。以下筆者將以這顆引擎的照片以及手邊獲得的資訊為主,簡單介紹一下CBR1000RR-R引擎所使用的技術以及感想。

首先是引擎整體看起來「不是那種典型的引擎配置」,從這個設計可以很明顯看出製作者的企圖以及用意,那就是盡量讓引擎「精簡化」。

因為這個前提,所以RR-R的引擎就將缸徑從原本的76mm加大到81mm的擴大了5mm,也因為這樣,讓引擎中最長的零件-曲軸的長度增加了(81-76)×3=15mm,同樣的,汽缸寬度也變寬了(81-76)×4=20mm,而汽缸頭也跟著增加相同的寬度。

由於汽缸寬度會影響車架寬度,而曲軸寬度則會直接影響到轉彎傾角的角度,因此不管是哪方面的改變對於車體設計來說都不算是一件好事。

那麼到底要如何解決多出來的這5mm(如果是四缸的話,就變成增加20mm)所造成的影響呢?這應該就是RR-R引擎設計的出發點。

儘管如此卻還是增加缸徑的原因就是希望能夠提高最大馬力。想要讓四行程引擎變成高輸出馬力型的引擎,就需要讓進排氣閥變大。特別是進氣功能因為會受到閥門大小極大的影響,因此HONDA也把RR-R的進氣閥加大2mm的從30.5mm改為32.5mm。不過如果只將閥門尺寸加大卻不擴大缸徑的話,就會造成它放不進燃燒室,所以才需要加大缸徑。

對引擎非常了解的人或許會覺得這個說明很奇怪。正常來說應該是「為了增加輸出馬力,所以將行程改短」。但是筆者認為這個說法是假的。說它不是真的可能有一點過頭,不過這種說法其實只將真相說了一半而已。關於這點筆者會在下方另外單獨說明。



改成短行程並不是打造高輸出馬力型引擎的方法

短行程的設計其實就是指缸徑比行程還要大,同樣排氣量的車款,只要缸徑變大那麼行程就一定會縮短。這通常是受到比賽規則而無法改變排氣量大小的賽車引擎用來提升最大馬力的作法,因此很容易造成大家產生「賽車引擎=短行程高輸出馬力」的想法。

想要提升賽車引擎的馬力,就需要在規定的排氣量中提高充填效率以及轉速,讓每單位時間吸入的空氣量增加,所以打造高轉速引擎最常見的作法就是加大汽門尺寸來提高進排氣效率(以沒有搭載增壓引擎為例)。不過,本來高性能的引擎就會盡量加大它的汽門大小,因此通常很難再讓它更進一步擴大,所以最後就只能縮短行程來加大缸徑。

因此,雖然「短行程=高輸出馬力」這句話本身沒有錯,但是這個等式卻會造成大家的思考過於武斷,甚至還有可能會造成大家以為不加大汽門尺寸就能夠將行程改短的誤解。

言歸正傳,雖然想要打造高轉速型的引擎就需要將加大汽門的尺寸,但這卻也會造成汽門重量跟著增加。就算進排氣的性能有所提升,但是只要重量增加,也一樣無法讓引擎高轉速化。

雖然早期的做法是將汽門改成鈦合金材質,但這近10年來流行的作法,則是將驅動汽門挺桿作動的結構改為類似指尖的汽門搖臂,HONDA因為採用這個設計成功減少了75%的重量,也因為採用指尖汽門搖臂的輕量效果絕佳,所以這也是採用大直徑汽門的賽車引擎從以前開始就不可缺少的技術。

加大汽門大小,然後再將缸徑增加到與MotoGP賽車規定一樣的81mm,RR-R引擎的這個作法完全可以讓人看出他們的認真程度。



相較於會在汽門上放上圓柱形零件,並直接按壓凸輪的直壓式設計,採用類似指尖的汽門搖臂來按壓汽門則由於不需要多出一個桶型零件,因此能夠大幅減輕汽門附近的重量。

但是,增加缸徑卻避免不了引擎的寬度也會跟著增加,HONDA的設計師應該也對這個問題相當苦惱。在煩惱許久並且試過各種方法之後,他們最於製作出這顆引擎。到底他們採用了什麼方法?就讓我們在下次為大家繼續說明吧!

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