上一期内容,小编为大家简单介绍了“马力”与“扭力”这两个概念,这一期让我们来深度解剖下它的内部构造,它是由哪些部件构成?又分为哪几种形式?
引擎不一样:在各式车款之中,动力部分除了看排气量之外,引擎的型式也决定了输出的特性,这里所指的引擎型式是汽缸的数目及各汽缸相互的排列方式。常可以听到,直列四缸引擎是着重于高转的马力输出、而V型双缸则强调中低转速域的扭力输出,也有人说三缸引擎为两者之间的平衡。追根究底,则得要从引擎的运作开始讲起。
(从汽缸数及各缸的排气量开始,了解引擎的动力特性)
假设面前有三颗引擎,排气量同样为600cc,但引擎分别采单缸设计、双缸设计及四缸设计。那么这三颗引擎的单缸排气量便分别为600cc、300cc及150cc,由于单缸排气量的差异,也造成三颗引擎的活塞大小有所不同,单颗600cc的活塞自然是150cc活塞的好几倍大,质量上也重了许多。当三颗引擎在运作时,小的活塞在先天上便有体重轻盈的优势,能够适应较高转速的运转。
(同样来自超跑国度意大利的两大豪门—Agusta&Ducati,F4和1199虽然同为公升级仿赛之中的杰出代表,却拥有完全不同的脾气!)
除了以上先天的因素之外,以四行程引擎来说,曲轴旋转两圈,引擎才会爆炸一次,输出动力。四缸及双缸的引擎相对于单缸引擎便有分散爆炸点的优点,当单缸车在曲轴转了两圈才能爆炸一次时,多缸车可以支配不同汽缸在不同时机输出动力,也因此可以采用惯量较小的飞轮,引擎转速也可以提升地更快。同时,这也是多缸引擎震动较小的原因之一,而单缸或是双缸的引擎便会有独特的震动感受。
单缸引擎:对于单缸引擎来说,运转时会有较大的震动,必须依靠平衡轴的设计来减轻。动力输出来说,则强调低转的充足扭力,高转马力则相对较小。
代表车型:Honda CBR300R/KTM Duck 390/Loncin LX650
V型双缸:一般V型双缸车的特点在于中低转速的强大扭力,在经过特殊调校之后,高转也会有不错的马力表现。
代表车型:Harley-Davidson 全系
水平双缸:由于引擎采水平放置,使整车重心降低。动力输出方面,则具备强劲的低转扭力及独特的排气浪声。
代表车型:BMW Boxer全系(GS1200/ADV/R nine)
直列四缸:常见于仿赛车种及超级跑车,注重于高转马力的调校。一般采两活塞同上、同下,爆炸平均分布,因此震动抑制较佳。
代表车型:Honda CB400/Kawasaki Z1000/Yamaha YZF-R1/BMW S1000RR
直列三缸:以同样的排气量而言,三缸车的引擎特性恰巧介于双缸车及四缸车间。具有饱满的扭力,在高转速也有充足的马力。
代表车型:Agusta F3 / Triumph Daytona 675 / Benelli TNT 1130
V型四缸:V4发动机对向布置的两个汽缸的连杆可以使用在同一个曲柄销上,缩短了的曲轴大大节省了空间和发动机重量,轴距也可以较短缺点是结构紧密复杂,造价昂贵。后排汽缸的散热在炎热潮湿的夏季也令人头痛。通常都是高性能或运动巡航车。
代表车型: Aprilia RSV4/ Ducati Desmosedici RR/ Honda VFR750/800/1200
以及其他:。。。。。。。。。。。。。。。。。。
代表车型:个性定制
引擎各运转部门
以下则分别从引擎的个基本元件来看一颗引擎要正常运作需要哪些功能?
除了机械式的化油器供油之外,现在市售的摩托车多采用电子喷射供油系统。从负责控制进气量的节气阀,吸入新鲜空气,採用钢索控制或由电子油门以电子讯号控制节气阀的开度,此举主要是为了控制引擎转速及动力输出大小。若引擎为电子喷射供油,则有电子喷油嘴,在新鲜空气即将进入汽缸时,将雾化的汽油直接喷入空气中,成为均匀的油气。
凸轮轴控制了引擎的进气及排气,型式上分为双凸轮轴(两支凸轮轴分别啟动进气阀门及排气阀门)的设计,或是单凸轮轴(一支凸轮轴同时推动进气阀门及排气阀门)的设计。依照引擎动力输出的需求,凸轮轴可以设定气门开启的时机、开启的时间长短及开启的深度,在配合供油及点火设定之后,便可以打造引擎的动力输出曲线。
不论是利用练条或是皮带,两者均具备同样的功能:使凸轮轴运作。虽然凸轮轴是控制气门的开启,但仍须仰赖引擎正时链条提供转动的力量及正确的旋转速度及归零点。若是内链断裂或是松脱失效,则气门无法按照原本的规划设计正常开启,则会产生引擎失效,甚至引擎活塞撞击气门的状况。
引擎的最重要四个步骤:进气、压缩、爆炸、排气便是由进气门及排气门的相互搭配,执行开启及关闭的动作来完成的。汽门受到凸轮轴的驱动而开启,也随着凸轮轴的松压而关闭。除此之外,当汽门关闭后,还必须承受油气爆炸的压力及高热。新一代的汽门技术将熔点低的金属灌入气门内部,当受热融化时,便可将热量带至较冷的另一端,帮助散热。
引擎之中,活塞承受了爆炸压力,受到压力之后,活塞会将力量传递至活塞连杆。除了在爆炸行程中承受压力之外,活塞也在进气行程中抽入新鲜空气,并压缩空气。简单地说,虽然气门是作开关的动作,而真正使四个行程运作的,却可归功于活塞。活塞除了接受爆炸压力之外,也要能承受爆炸的高温,活塞穿孔、烧毁也是常见的引擎故障。
引擎的汽缸与活塞互相搭配,两者必须经过严格的加工把关,并在组装时寻找最适当的搭配,才能发挥最佳性能。引擎活塞会以活塞环与汽缸直接接触,增加气密度,同时也带有油槽,带入机油以增加润滑。
在引擎的四大行程之中,活塞动作是属于直线上的来回运动,将活塞的直线运动转为旋转运动的关键元件便是曲轴。曲轴的设计关系到整个引擎是否能顺畅运转,设计时必须严加考虑重量配置,否则在运转时会产生极大的震动。
(曲轴的设计与活塞运行的顺序相关)
8排气新鲜的油气进入引擎燃烧、输出动力之后,最后便由排气门进入排气管送出。排气系统的设计影响了引擎的运作效率,若是排气系统阻塞,则会使过多的剩餘气体残留于汽缸之内,影响下一次的燃烧效率。排气系统也影响了引擎的废气排放及噪音值,使用改装排气管便会对污染排放有所改变。