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新亮相的R1为什么不再用5气门气缸头？

威风堂 时间：2017/5/2 15:06:10 · 阅读

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气门机构是发动机的“呼吸系统”，其重要性不言而喻。最常见的结构，就是2气门和4气门气缸头，而且这两种气缸头的区别很明显：如果是强调简单、可靠、经济，不追求高功率输出，一般采用2气门；如果追求的是高性能，榨取更多功率，那么显然就要选择4气门。



比较而言， 5气门的气缸头比较少见，但并不是没有，特别是雅马哈对5气门情有独钟，比如上个世纪80年代推出的FZ750，90年代的TDM 850和TDM 900等。



1998年，最早一代的YZF-R1闪亮登场，胸膛中奔腾着气焰凶悍的每缸5气门、排气量998c的直列四缸发动机。当时，高达112kW的最大功率，仅为177kg的干重和1395mm的超短轴距，再配上高规格的底盘，让YZF-R1成为世界上跑得最快、质量最轻、操纵最灵活的超级摩托车！



毫无疑问，5气门发动机已经成为YZF-R1的招牌标志，即使说是YZF-R1的灵魂和徽征也不为过。但是，2015年推出的全新一代YZF-R1并没有采用5气门气缸头，而是司空见惯的4气门气缸头。事实上，5气门的气缸头只用于1998－2006年版本的YZF-R1，自2007年起，YZF-R1就回归到比较常见的4气门气缸头，而且此后一直没有再采用5气门。

雅马哈为什么会作出“倒退”的举措？

事实上，自2004年YZF-R1经历大幅度革新后，峰值功率虽然更加强悍，但是骑手们反映YZF-R1在较低转速范围内的响应性能不尽人意。经过大量的研究，雅马哈认为5气门的复杂结构，限制了发动机燃烧室的形状，因而降低了中低转速时的燃烧效率；而采用相对简单的4气门汽缸头，则可以获得更理想的燃烧室形状，提高燃烧效率。为此，2007年YZF-R1的动力心脏回归到4气门气缸头，并且优化了燃烧室形状。





首先，上一代发动机的3只直径为23.5mm的进气门被撤换，取而代之的是2只直径为31mm的钛合金进气门，这是当时1000cc级发动机中直径最大的进气门；同时匹配了一对直径为25mm的排气门，这与2006年的排气门规格基本相同。其次，采用了4气门汽缸头之后，雅马哈工程优化了燃烧室形状，因此压缩比从12.4 提升到12.7:1，比2006年提高了0.3。第三，采用了升程更高的凸轮，其中驱动进气门的凸轮升程从原来大 7.6mm提高到9.2 mm，驱动排气门的凸轮升程则从7.5mm升高到8.3mm。新式发动机在汽缸头以下部分则变化不大，缸径和冲程保持77.0 x 53.6mm不变，属于典型的高转速短冲程设计，红线转速设置为13750rpm。



显而易见，尽管5气门的特点是进排气效率很高，而且由于气门较细，特别适合榨取高转速大功率，不过，与同样适合高转速大功率的4气门相比，5气门气缸头结构更加复杂，造价也较高，这在市场竞争中处于不利地位。同时，概略来算，5气门气缸头和4气门气缸头的总进排气面积是相同的，都占了汽缸横截面积的68%。需要说明的是，这里没有考虑没有考虑进气门和排气门大小可能有所差异，也没有考虑火花塞、喷油咀所占据的面积，不过这些一般都设计在进排气“死角”位置。




因此，5气门并不像看上去那么美。在长期的赛道实战中，雅马哈已经悟出了经验：发动机的峰值动力并非绝对主角，在实际比赛中，宽广的功率带和精细的动力发放特性占有更加重要的地位，有助于骑手准确掌控动力，有助于强化出弯加速，从而获得更好成绩，这就是YZF-R1放弃5气门、退回到4气门的主要缘由。









沿着这一思路，雅马哈走得更远的是2009年YZF-R1，这年引入了来自MotoGP战马YZR-M1赛车的技术“十字曲轴”。这种90度曲轴的点火次序是270º—180º—90º—180º，与常规直列四缸的点火次序180º—180º—180º—180º大不相同。需要指出的是，引入十字曲轴并非为了榨取更高的峰值动力，而是强化动力的线性输出。由于每只活塞和连杆都处于不同的运动位置，这样，旋转时产生的惯性扭矩相互抵消，易于骑手准确掌控动力发放。十字曲轴取代了之前的5气门气缸头，成为雅马哈YZF-R1新的特征标志，并在此后一直得到坚持，包括脱胎换骨的最新一代YZF-R1。
编辑：Tammy
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关键字：雅马哈 R1

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