深度解析CBR1000RR-R的引擎结构!

1407 2020-9-10

 

连拥有丰富研发经验的专家都会为感到兴趣,本田 2020年款CBR1000RR-R的发动机设计就是如此的突出。以史上最强自然进气直列四缸发动机在历史上留下纪录的RR-R,或许就是不断追求性能的直列四缸发动机的最后堡垒。

 

本文将为大家解说二次空气导入系统的配置方法、在启动马达上所下的工夫以及半凸轮齿轮系统(sami-cam gear train)的曲轴润滑等等。

 

【深度解析:Engineer】曾经参与过无数引擎设计的资深设计师,特别热爱高输出马力的发动机,由于十分熟悉高输出马力发动机的设计方程式,因此自然难以掩饰对RR-R的惊奇。

绝佳的主意!二次空气导入系统的配置方法

一般来说,如果将发动机改成短行程的话,活塞杆就会变短、发动机高度也会变低。但是因为进气歧管比气门挺杆(tappet)要高上几mm,所以RR-R的发动机可能也没有变得太低。

 

不过,关于这个高度的问题,笔者发现本田有一个非常棒的创意,就是让废气变干净的二次空气导入系统的簧片阀(Reed Valve)的配置方法非常有趣。这个零件虽然大部分都是安装在气缸头盖上面,但是RR-R却是将它直接安装在气缸头的排气孔上。它的外表非常简单,也没有超出气缸头盖外,所以看起来也非常俐落。

 

而且,这个二次空气导入系统其实就是利用排气管内的脉动将气体吸入排气孔内,因为簧片阀(Reed Valve)以及排气孔的距离很近,所以吸入效率也非常好。气缸头盖上有4个地方不需要使用到油封,因此对于降低生产成本也会很有帮助。或许有些人会担心难道排气时的高温不会伤到橡胶制的气门油封吗?但是本田应该也彻底研究过热流分析,并且进行了充分的测评才对。

 

▲【满足功能以及美观】近年来几乎都是直接将二次空气导入系统装在气缸头盖上,然后再透过细长的路径连接到排气孔,只不过RR-R的设计不只效率比较好,在外表上也比较俐落。

在缩短曲轴长度的启动马达上所下的工夫

有一种缩小发动机(曲轴)宽度的方法,就是改变动马达的单向离合器的配置。一般来说,单向离合器都是放在曲轴的最右边或是最左边,但是这样却会造成曲轴的长度变长。因为不想要这样,所以本田才会将单向离合器放在离合器里面(因为无法在发动机剖面模型中看到,所以这只是笔者的推测)。这样做的话,就能让曲轴变短10几mm。

 

另外,如果将单向离合器放在发动机左边的发电机里面(这样的配置设计非常多),那么发电机外盖就会往外凸出去,造成转弯倾角受到限制。所以将单向离合器移开就变得非常的重要。

 

不过,RR-R的配置也有可能会造成变速箱的宽度增加,所以到底要做什么来改善这个问题正是笔者觉得有意思的地方。本田应该将后轮轮胎变宽从190改成200,然后把传动链条的炼线(Chain line)往左边移动,所以如果让变速箱偏到左边的话,会许发动机的整体性能会变得更好也说不定。

 

▲【启动系统的独家配置法】通常会像右边这样驱动曲轴,但是RR-R的启动马达却是使用主轴(=离合器轴)来驱动。这个设计目前正在申请专利许可。

曲轴润滑也对半凸轮齿轮系统(sami-cam gear train)有所贡献

最近的超级运动车款经常使用的赛车技术-帮曲轴中心加上润滑油的这项方式也可以在RR-R上看到。虽然在包覆凸轮轴传动齿轮(camshaft driving gear)的外盖内侧可以看到油封,但是本田是从这里将机油加到曲轴内侧,并没有违反离心力,反而是利用离心力对曲柄销供给机油。这样的方式也能大幅度提升活塞杆的连杆大端的润滑功能。

 

不过,如果摇动曲轴两端的话,就会从这个油封漏出机油来。F1从以前开始就采用磁流体油封(Magnetic seal),这项物品是使用磁铁让机油通过外盖以及曲轴之间,所以就算稍微碰到曲轴也不会产生太大问题。  

 

不过,由于市售车太过夸张,所以RR-R才会改成使用普通的油封。但是,由于RR-R的半凸轮齿轮系统(Semi-cam gear train system)并不是直接将凸轮轴链轮(cam sprocket)装到曲轴上,所以从曲轴轴承到前后悬(overhang)的部分就会比较短,油封也比较不容易产生震动。从这点来看,RR-R的半凸轮齿轮系统(Semi-cam gear train system)就有好好地从整体方面对发动机进行评估。

 

▲【竟然还是从两端上油!】普通常见的中央上油方式只会在曲轴的单边上润滑油,但是RR-R却是在两边都上油,然后在曲轴两边都加上油封(箭头指的棕色零件)。虽然这样的设计非常值得信赖,但是却也是一个非常奢侈的结构。

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