深度解析「CBR1000RR-R」的引擎結構!

 

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。

 

本文將為大家解說二次空氣導入裝置的配置方法、在啟動馬達上所下的工夫以及半凸輪齒輪系統(sami-cam gear train)的曲軸潤滑等等。

 

【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。
   

絕佳的主意!二次空氣導入裝置的配置方法

一般來說,如果將引擎改成短行程的話,活塞桿就會變短、引擎高度也會變低。但是因為進氣歧管比汽門挺桿(tappet)要高上幾mm,所以RR-R的引擎可能也沒有變得太低。

 

不過,關於這個高度的問題,筆者發現HONDA有一個非常棒的創意,就是讓廢氣變乾淨的二次空氣導入系統的簧片閥(Reed Valve)的配置方法非常有趣。這個零件雖然大部分都是安裝在汽缸頭蓋上面,但是RR-R卻是將它直接安裝在汽缸頭的排氣孔上。它的外表非常簡單,也沒有超出汽缸頭蓋外,所以看起來也非常俐落。

 

而且,這個二次空氣導入系統其實就是利用排氣管內的脈動將氣體吸入排氣孔內,因為簧片閥(Reed Valve)以及排氣孔的距離很近,所以吸入效率也非常好。汽缸頭蓋上有4個地方不需要使用到油封,因此對於降低生產成本也會很有幫助。或許有些人會擔心難道排氣時的高溫不會傷到橡膠製的汽門油封嗎?但是HONDA應該也徹底研究過熱流分析,並且進行了充分的測試才對。

 

▲【滿足功能以及美觀】近年來幾乎都是直接將二次空氣導入裝置裝在汽缸頭蓋上,然後再透過細長的路徑連接到排氣孔,只不過RR-R的設計不只效率比較好,在外表上也比較俐落。

   

在縮短曲軸長度的啟動馬達上所下的工夫

有一種縮小引擎(曲軸)寬度的方法,就是改變動馬達的單向離合器的配置。一般來說,單向離合器都是放在曲軸的最右邊或是最左邊,但是這樣卻會造成曲軸的長度變長。因為不想要這樣,所以HONDA才會將單向離合器放在離合器裡面(因為無法在引擎剖面模型中看到,所以這只是筆者的推測)。這樣做的話,就能讓曲軸變短10幾mm。

 

另外,如果將單向離合器放在引擎左邊的發電機裡面(這樣的配置設計非常多),那麼發電機外蓋就會往外凸出去,造成轉彎傾角受到限制。所以將單向離合器移開就變得非常的重要。

 

不過,RR-R的配置也有可能會造成變速箱的寬度增加,所以到底要做什麼來改善這個問題正是筆者覺得有意思的地方。HONDA應該將後輪輪胎變寬從190改成200,然後把傳動鏈條的鍊線(Chain line)往左邊移動,所以如果讓變速箱偏到左邊的話,會許引擎的整體性能會變得更好也說不定。

 

▲【啟動系統的獨家配置法】通常會像右邊這樣驅動曲軸,但是RR-R的啟動馬達卻是使用主軸(=離合器軸)來驅動。這個設計目前正在申請專利許可。

   

曲軸潤滑也對半凸輪齒輪系統(sami-cam gear train)有所貢獻

最近的超級運動車款經常使用的賽車技術-幫曲軸中心加上潤滑油的這項方式也可以在RR-R上看到。雖然在包覆凸輪軸傳動齒輪(camshaft driving gear)的外蓋內側可以看到油封,但是HONDA是從這裡將機油加到曲軸內側,並沒有違反離心力,反而是利用離心力對曲柄銷供給機油。這樣的方式也能大幅度提升活塞桿的連桿大端的潤滑功能。

 

不過,如果搖動曲軸兩端的話,就會從這個油封漏出機油來。F1從以前開始就採用磁流體油封(Magnetic seal),這項物品是使用磁鐵讓機油通過外蓋以及曲軸之間,所以就算稍微碰到曲軸也不會產生太大問題。  

 

不過,由於市售車太過誇張,所以RR-R才會改成使用普通的油封。但是,由於RR-R的半凸輪齒輪系統(Semi-cam gear train system)並不是直接將凸輪軸鏈輪(cam sprocket)裝到曲軸上,所以從曲軸軸承到前後懸(overhang)的部分就會比較短,油封也比較不容易產生震動。從這點來看,RR-R的半凸輪齒輪系統(Semi-cam gear train system)就有好好地從整體方面對引擎進行評估。

 

▲【竟然還是從兩端上油!】普通常見的中央上油方式只會在曲軸的單邊上潤滑油,但是RR-R卻是在兩邊都上油,然後在曲軸兩邊都加上油封(箭頭指的棕色零件)。雖然這樣的設計非常值得信賴,但是卻也是一個非常奢侈的結構。

   

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「Webike台灣」編輯部編譯


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