今天将讲述两个具有部分共同点的著名摩托车品牌——以水平台双缸发动机(即“拳击手”发动机)闻名的德国摩托车界“百年老店”宝马和弘扬水平台六缸技术的日本摩托车业界的Honda——与各自骄傲的发动机技术相关的故事。
1.宝马的“拳击手”爱情
在宝马摩托车的发展史上,著名车系的名字就像雷声在耳边闪现,宝马100年来始终屹立不倒。在这些车系,搭载“拳击手”引擎的宝马R系摩托车(1923 ~ 2013年)对宝马品牌的腾飞做出了巨大贡献,占据了超然的地位。自从最初的R32基本确立了“拳击手”结构后,几乎每十年就出现新一代宝马R摩托车,用一句话来说:R24、R80G/S、R100GS、R1100GS、R1150GS、R1200GT、R1200GS。
2.宝马“拳击手”综述
简而言之,从结构的角度来看,水平对齐双缸发动机的角度为180,两个活塞连杆安装在曲柄销上,每一个的相位角度差为180。活塞顶部正面面对,就像两个拳击手在对打一样,水平带双缸发动机也被称为“拳击手”发动机。
“拳击手”引擎以其出色的设计理念和表现得到了世人的一致认可。拳击手发动机的活塞和曲轴惯性力平衡,以抵消放置在相反方向的两个气缸,因此活塞惯性消除效果极佳。另外,“拳击手”发动机重心低,弯道操纵稳定性非常好。由于两个汽缸横向延伸,风冷效果显著,维修比其他形式的发动机更方便。在力的理论上,惯性力的一次振动和二次振动都可以完全平衡,两个气缸的点火间隔相同,以上两点都有助于提高发动机的平滑度,所以从平衡角度来看,这是一个很好的结构型。
但是“拳击手”引擎也不可避免地有自己的局限性。因为使用了顶阀,所以“拳击手”技术不能用于高速发动机(凸轮轴可以安装在高速机器上,但需要左右两侧各有一条传动链)。另外,“拳击手”发动机横向尺寸大,如果不幸发生事故,很容易受到结构损伤。
3.“拳击手”代表
A.过去的荣耀:2012宝马R 1200 GS Rallye
如果你熟悉宝马的历史,就不会对R 1200 GS Rallye的推出感到惊讶。——是因为历史上宝马曾在越野赛场上威风凛凛,威风凛凛。(威廉莎士比亚,Northern Exposure(美国电视剧),)宝马为了纪念过去的荣耀,于2012年推出了R 1200 GS Rallye(意为“拉力版”),搭载的发动机仍然以宝马闻名的“拳击手”。
上一代拳击手采用了单顶凸轮轴驱动的阀门机构。这次宝马工程师与时俱进,移植了高速DOHC阀门仪器。燃烧室,4个阀门呈辐射状布置,结构紧凑,搭配双火花,优化了燃烧效率。同时,这一代拳击手的进气阀直径从36毫米到39毫米,升降机从10.5毫米到10.8毫米;增加到了。排气口直径从31毫米到33毫米,升降机也从9.3毫米到10.8毫米;增加到了。阀门口径从47毫米延伸到50毫米,并匹配高效进气歧管和空气过滤器。因此,以上设计都使拳击手的“呼吸”更加顺畅,功效得到了有效提高。
通过内外的改造,R 1200 GS Rallye的电源性能得到了进一步提高,从7750 r/min输出了81千瓦的最大功率,最大扭矩提高到120纳米(6000R/MIN),比上一代增加了5N米。更重要的是,R 1200 GS Rallye的扭矩在整个转速范围内有所提高。特别是,在中低转速范围内,动力非常丰富,动力传递平稳、容易控制。采用适合高速的DOHC阀门机制的“拳击手”不仅增强了动力,实用速度也提高到了8500r/min,比上一代增加了500r/min,电力带范围也更广了。因此,R 1200 GS Rallye是体格勇猛的“高大马”,但出色的加速能力——在静止状态下加速到100 k。
m/h仅耗时3.7秒——而极速也可轻松超过200 km/h。b.君临天下:2013款BMW R1200GS
2012年,雅马哈XT1200Z Ténéré被美国老牌杂志《摩托车世界》(<Cycle World>)评为“年度最佳探险车”,而连年的“座上客”BMW R1200GS却与桂冠失之交臂,令BMW深受刺激。于是,2013年,我们看到了彻底改造的R1200GS,充分显现了BMW捍卫探险摩托车王者地位的决心,以及君临天下、舍我其谁的霸气。
此次,BMW工程师着力改进了新车的冷却系统,将之前的“油冷+风冷”改为“水冷+风冷”,以更高效的散热系统,为强化动力输出的“拳击手”维持良好的工作温度。更令“大鸟迷”兴奋的是,在提升散热性能后,BMW工程师放心大胆地强化了“拳击手”的动力输出。首先,新款“拳击手”拥有了全新的气门角度,实现了紧凑的燃烧室,压缩比相应从之前的12.0 : 1提高到了12.5:1。其次,调整了安装在进气口的喷嘴位置,令汽油尽量呈直角喷射;再加上新引入的“湍流系统”,由旁路提供空气,实现了油气充分混合,提高了燃烧效率。再次,汽缸头上的进气道从以前的水平方向改为了垂直方向,辅以52mm口径的扼流阀,充气效率得到了优化。此外,“拳击手”的诸多零部件也得到了改进,例如新的凸轮形状,在不影响性能的前提下可减少气门重叠时间等。
于是,在经过了一番改造后,新一代“拳击手”的动力性能得到了显著提升,最大功率达到92 kW(7700 r/min),增长了14%;在6500 r/min时可输出125 N·m的最大扭矩,比上一代提高了4N·m。根据官方公布的数据,R1200GS从静止加速到100km/h需要3.6秒,极速超过200km/h,足以满足探险摩托车的需求。因此,与竞争对手相比,就动力性能而言,R1200GS已足以匹敌著名的“凯旋虎”(Triumph Tiger Explorer)。
作为日本摩托车“四大厂”之一,Honda在创始人本田宗一郎的带领下,十分重视技术的积累与概念的创新,力图打造一款超越时代的扛鼎大作。在不懈的奋斗下,“梦想照进现实”——Honda终于在1972年成功研发出了极具开拓性的概念车型M1。当时,M1即搭载了水平对置六缸水冷发动机,排量高达1470mL,几乎是本田宗一郎所说的骑手“心理极限”的2倍,比当时部分汽车的排量还大。这台水平对置六缸发动机的动力输出十分顺畅,将巨大的扭矩和丝绸般平滑的动力输出特性完美结合,操控起来非常容易。不仅如此,它的终极驱动型式还舍弃了传统的链传动,转而采用了汽车式轴驱动……这些创新性设计,虽然在上世纪70年代初还只是工程学上的尝试,但今天当我们以历史的眼光来审视这辆概念车时,我们就会发现,M1不正是Honda震惊世界并雄霸豪华旅行摩托车王者宝座四十载的GL车系(中文称其为“金翼”)鼻祖吗?
被放大的“拳击手”
前文讲述了“拳击手”发动机的结构及型式,这就使您对水平对置六缸发动机的理解变得顺理成章。简单来看,您可以将水平对置六缸发动机想象为三台“拳击手”发动机,而它们则被以前、中、后三排的结构塞入了车架之中。具体来看,在摩托车世界中,水平对置六缸发动机绝对属于极为罕见的型式,而这主要还是因为其庞大的体积和沉重的重量所限,使一般的摩托车难以容纳它的存在。实际上,水平对置六缸发动机的优缺点也十分明显。水平对置六缸发动机的运转极为平滑顺畅,全区域功率扭矩输出都非常出色,很少有其它类型的发动机可以与它匹敌;但是,它的体积、重量和宽度都异常惊人,且结构复杂,造价昂贵,维修与保养亦不方便。近代仍然采用水平对置六缸发动机的摩托车,最为广为人知的就是Honda GL1800,它装有全球定位巡航系统等拥有世界顶级技术的设备,是摩托车爱好者们朝思暮想的超级豪华旅行摩托车。
水平对置六缸“悍将”
a.王朝开启:Honda GL1500系列车型
实际上,Honda差不多在研发上代GL1200的同时就启动了GL1500项目。当时,最令人震撼的是,GL1500“武装”了全新的水平对置六缸发动机——这是突破常规、惊世骇俗的举措,是真正的革命而不是改良。让我们回顾一下,1972年的M1不就是采用了水平对置六缸吗?经过多年的演化之后,“金翼”终于回到了当初的原点。在保证发动机震动极低的前提下,GL1500的水平对置六缸发动机排量达到1520mL,足以搭载汽车使用。此外,考虑到GL1500巨大的体型,Honda工程师还体贴地配置了倒挡。
可以说,GL1500的问世是“金翼”发展史上的一个高峰,在更大更豪华的发展方向上已经超越所有竞争对手。它的座位是当时最华丽的,宽敞舒适的空间让骑手乘客长途旅行感觉十分惬意。此外,所有的开关、灯具、指示器都是专门为GL1500设计的,而不是通用的“现成货”。由于配置了豪华的附属设备,GL1500的净质量达到了360kg,但这没有影响到“金翼”的控制性能。受科技进步的惠泽,大量采用的最新技术让GL1500驾驶起来很容易,操纵起来甚至比GL1200还轻快。而也正是凭借GL1500,Honda摆脱了雅马哈Venture、铃木Cavalcade等对手的缠斗,建立了其在豪华旅行摩托车领域的至尊地位。
b.再攀高峰:HondaGL1800系列车型
自2001年第五代金翼问世以来,这台排量高达1832mL的水平对置六缸发动机已面市12年。2012年,GL1800搭载的仍是那台巨无霸级别的水平对置六缸发动机,能够轻松产生87kW(5500r/min)的最大功率和167N•m(4000r/min)的最大扭矩。得益于充裕的中低转速扭矩,即使全副“武装”出行时的重量超过500kg,但GL1800在坡道起步和加速超车时宛如闲庭信步。这台奢侈的发动机运转绵密肃静,对置六缸相互抵消震动,再加上安装了静音型凸轮轴链条、高压烧结制造的曲轴轴瓦等零部件,把噪声减至最低。由于采用了垫片自动调节装置,气门间隙检查维护周期长达50000km,确实省心省力。
有趣的是,在高性能发动机普遍采用DOHC(双顶置凸轮轴)的情况下,金翼“反其道而行之”,采用的是“低技术”含量的SOHC(单顶置凸轮轴),且每缸只有2气门,6缸加起来也只有12气门,还不如直列四缸的气门数。这样做的目的主要在于,Honda对GL车系的定位非常清晰——它是成熟稳重的超豪华旅行摩托车,动力充沛,骑行舒适,享受奢华,即使夜以继日、万水千山般长途跋涉,仍能让骑手感到愉悦。实际上,排量达到1832mL的六缸发动机,在转速很低时就可轻松输出80kW以上的功率和超过160N•m的扭距,这对于以舒适、稳重、安全为主的该车系来说已然足够。而且,SOHC设计让发动机在长时间运转时更加稳定可靠,同时大大延长了发动机的寿命。当然,这可不意味它“外强中干”,如果您将油门拧大些,那么,它在一挡时的速度就可超过100km/h,最高车速亦可轻而易举地突破200km/h。
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