深度解析「CBR1000RR-R」引擎結構!汽門篇

 

連擁有豐富研發經驗的專家都會為感到興趣,HONDA 2020年式CBR1000RR-R的引擎設計就是如此的突出。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。

 

本文將為大家介紹與其他車款表現截然不同,CBR1000RR-R攻擊性超強的汽門配置。

 

【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,十分熟悉高輸出馬力引擎的方程式,因此難以掩飾對RR-R的驚奇。
   

為了讓汽門夾角窄到極致

如果縮小進氣(IN)側凸輪軸與排氣(EX)側凸輪軸之間的距離(俯仰角Pitch)的話,就能減少汽缸頭前後的寬度,並減輕汽缸頭的重量,而且還能讓引擎前後長度變得更短一點點。更重要的是,因爲縮小了汽門的夾角,所以可以讓燃燒室變得更加精簡,即使不增加活塞中間的部分也能獲得極高的壓縮比。對於高性能的引擎來說,讓汽門夾角變小代表著相當重要的意義。

 

RR-R的引擎在這方面下的苦工也是這顆引擎的一個看點。如果是以往那種直壓式汽門的話,進氣(IN)側/排氣(EX)側凸輪軸俯仰角的極限通常都會受到固定凸輪軸的外蓋螺絲以及火星塞孔(Plug hole)兩者位置關係的影響。即使是採用分離式汽門搖臂軸的RR-R,凸輪軸外蓋螺絲也是離火星塞孔(Plug hole)非常靠近。這也就是說,其實凸輪軸之間的距離根本沒有辦法再更靠近一點。

 

RR-R的凸輪與汽門附近的結構圖。為了避開火星塞孔(Plug hole / プラグホール),因此汽門搖臂軸的位置稍微偏移了一些。

 

▲這張照片最大的看點,就是外蓋螺絲與火星塞孔(Plug hole / プラグホール)離得非常近,還有就是好像要從那裡刺穿過去的汽門搖臂軸,這絕對是一個示範RR-R攻擊十足風格的設計的最好例子。

 

不過,BMW就沒有像RR-R這樣讓凸輪軸互相靠得這麼近。至於為什麼BMW要這麼做,主要就是因為如果兩者太過靠近的話,進氣(IN)側汽門搖臂軸就會直接貫穿火星塞孔(Plug hole / プラグホール)。而當汽門搖臂軸真的穿過去的話,就會造成機油外漏到火星塞孔(Plug hole / プラグホール)內,反而會讓整個設計出大問題。而排氣(EX)側的汽門搖臂軸因為是在凸輪軸的前面,所以就能讓凸輪軸的位置盡量靠近火星塞孔(Plug hole)。

 

有關這個「汽門搖臂軸貫穿火星塞孔(Plug hole / プラグホール)的問題」,通常會出現這個問題都是因為加工過汽門搖臂軸,才會導致長長的鑽頭直接從汽缸頭最旁邊鑽過去。只要解決這個問題,就可以讓凸輪軸更靠近中間的位置。

 

因此,RR-R就是將這個洞加工,在火星塞孔(Plug hole / プラグホール)之間另外設計一個用來支撐汽門搖臂軸的配件,然後再從汽缸頭上面將它固定栓上。這樣做就能在某種程度上自由決定汽門搖臂軸的位置。

 

【將分成五等分的汽門搖臂軸(フィンガーフォロワー)使用分離式的配件固定起來】一般汽門搖臂軸會像上面照片中的GSX-R一樣,採用單一連貫的軸體貫穿8個汽門搖臂,但是RR-R卻是每2個汽門搖臂就用一組軸分開,將火星塞孔(Plug hole)夾在中間,然後再用分離式的配件將它固定起來。這個結構看起來會使用到相當多的零件,因此生產成本應該也很高。

 

所以,CBR1000RR-R的進氣(IN)側的凸輪軸就可以非常靠近火星塞孔(Plug hole),汽門夾角則從原本的11度改成了9度,而排氣(EX)側的汽門搖臂軸也設置在與BMW S1000RR相反的靠近火星塞這一側,因此汽缸蓋的排氣(EX)側也變得非常精簡。如果不這樣做的話就沒有辦法安裝二次空氣的reed valve(之後會提到)上去,因此這個結構可以說是對精簡引擎帶來極大的幫助。

 

順帶一提,F1好像將這個方式稱為PIVOT BLOCK。這項技術完全就是來自於賽車科技的產物,因此可以說是相當耗費成本。雖然不可否認筆者看到這個設計時會覺得「有必要做到這個地步嗎?」,但是即使如此也想要將引擎變得更加精簡的念頭更讓人感受到HONDA設計人員的熱情以及強烈的意志。

 

上面我們提到BMW的進氣(IN)側凸輪並沒有太靠近火星塞孔(Plug hole),但其實其他廠牌的超級運動車款都有著相同的設計傾向。(上左)S1000RR (上右)YZF-R1 (下左)GSX-R1000R (下右)ZX-10R。

   

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「Webike台灣」編輯部編譯

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