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這是一位關注驃騎府的朋友發來的留言——為何裝備了同步雙缸發動機摩託車的聲浪特別好聽?國內還有哪些裝備同步雙缸機的街車?
說起同步雙缸雙缸發動機,這個概念是在貝納利的幾款車型大賣之後才突然爆紅的,例如貝納利302S(以前的黃龍300),以及幼獅500等等幾款車型,就是裝備的同步雙缸發動機,這幾款車能熱賣,與動聽的聲浪有直接的關係,這個相信沒誰能否定這一點。迷人的聲浪,也是體驗摩託車騎行快樂的方式之一。
所謂的同步雙缸發動機,是相對於異步雙缸發動機而言,從結構上來講,這個稱呼並不是很嚴謹,內燃機的專業期刊裡面並沒有這種稱呼。嚴格來講,所謂的同步雙缸發動機就是曲軸相位角為零度的一種雙缸發動機,因為兩個活塞在氣缸內運行時是一同上下,看起來就如同儀仗隊的士兵走正步一樣,因而通俗的叫法就是同步雙缸發動機。
當一側活塞位於做功下行的行程時,另一個活塞正好處於吸氣下行的行程,而當一側活塞位於排氣上行的行程時,另一側活塞正好位於壓縮上行的行程,兩個活塞共同上下,曲軸偏轉的角度沒有夾角,完全是重合的。只不過在點火時間上是錯開而已,共用一個點火器輪流兩邊氣缸內點火。
從上圖中可以看到,兩個活塞在一側氣缸點火時,另一側氣缸內的活塞也正好是處於排氣行程,因而兩個活塞是一同向上。而在一側氣缸活塞下行吸氣時,另一側氣缸內的活塞也是處於下行做功的行程中,因而兩個活塞是一同下行。因為這種設計,曲軸每旋轉360度即排氣一次,造成同步雙缸發動機在排氣時均勻而細密,能發出「突-突-突-突」的均勻緻密的聲浪,這樣就使得同步雙缸發動機的聲浪聽起來有類似於四缸發動機的嘯叫聲。
這點不同於單缸發動機曲軸每旋轉720度才排氣一次,因而單缸發動機的節奏感強烈。
也不同於異步雙缸發動機的節奏不均勻,因而同步雙缸發動機有著較為動聽的聲浪。
除了聲浪動聽以外,同步雙缸發動機還有以下優點。
第一,低扭強勁。因為雖然每次也是只有一個活塞做功,但是因為此時另一個還未輪到做功的活塞也會一同下行,由此會帶來更大的慣性質量,作用在連杆上的力量更大,因此同步機理論上要比異步機低扭大,不過凡事無絕對,低扭強勁與否與動力輸出的特性關係更大,例如黃龍300雖然是同步機,但是最大輸出扭矩高達9000轉,因此5500轉以下轉數區域動力輸出並不出色,相反很肉。
第二,結構相對簡單,兩個氣缸可以共用一個點火器。這點與異步雙缸發動機不同,因而在結構上要簡單一些。
不過,同步雙缸發動機的弱點也有,例如理論上震動會比異步雙缸發動機大,道理很簡單,由於兩個活塞同上同下,自然帶來的慣性會比異步雙缸機要大,由此震動也會更大,所以同步機一般會配有更大的平衡軸來抵消震動。
正是因為同步雙缸發動機與異步雙缸發動機存在互補性,因此,這兩種形式的發動機都應用得比較廣泛,並不存在所謂的哪種結構先進那種結構落後的問題。例如寶馬的F850GS ADV就是採用的同步雙缸發動機結構。
與同步雙缸發動機對應的就是雙缸異步發動機,所謂的異步,就是兩個氣缸曲軸之間存在夾角,也就是曲軸相位角度不為零。
上圖即為曲軸相位角為180度的雙缸發動機,通俗的稱謂是異步雙缸發動機。可以看到兩個氣缸曲軸之間的夾角就是180度,這種類型的發動機兩個活塞是一上一下分別做功,相互之間抵消了慣性,這樣一來他的震動相對而言要更好一點,但是理論上低扭也稍差。國內大部分的雙缸機都是採用這樣的設計,例如GW250和無極500R等等,都是這樣的機器。
當然,還有一種曲軸相位角為270度的雙缸發動機,類似於V型雙缸發動機的動力曲線,聲浪也與曲軸相位角為零度和180度的雙缸機截然不同,例如貝納利的752S,山葉的MT-07就是這樣的一款雙缸發動機。
這兩種雙缸發動機在曲軸相位角上面存在夾角,因而在聲浪上沒有同步雙缸發動機動聽,類似於「突突-突突-突突」的聲浪,正是由於點火時間的不均勻而造成的。
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