2011年3月16日 星期三

引擎種類 四行程引擎~種類 單汽缸 Single Cylinder

引擎種類
四行程引擎~種類
單汽缸 Single Cylinder
 單汽缸引擎是所有引擎的基本起點。所以不同形式的引擎可以說是由不同數量的單缸引擎佈置而成。由於曲軸需要運轉兩次才會有一次燃燒,所以工作的流暢程度不佳,騎士會清楚地感受到汽缸活塞上下運作的震動感。在性能上是缺點但在主觀情感上有人卻偏愛這種感受。
 單汽缸的優點是便宜,簡單,風阻和呎吋細小。由於曲軸柄長度較短和引擎闊度窄,所以曲軸旋轉的慣性效應較多汽缸引擎低,有利引擎傾斜轉向,推供輕快的乘騎感受。此外比起多汽缸引擎也較省油。
 缺點是燃燒效率會隨著燃燒室容積增大而不斷下降。加上排氣量越大,引擎活塞越大越重,不能製造出高轉數,限制了大功率的輸出。
並列雙汽缸
In-line Twin Cylinders
 簡單來說並列雙缸引擎可以想像為把兩個單汽缸引擎連接在在一條180度的曲軸上。當一個活塞上到頂時,另一個活塞則在底,由於兩個汽缸活塞上下運動的慣性差不多互相抵消,所以震盪較單汽缸為少。
 優點是在同一排氣量的條件下,燒燒效率較單缸引擎為佳,引擎部件的重量和體積都較細小,有利引擎作較高轉數的功率發揮。化油器和死氣喉的佈局也較簡單。
 缺點是引擎造價開始提升,重量和呎吋都比單缸引擎為多,但震盪仍較多汽缸引擎高。
V2汽缸 V-Twin Cylinders
 汽缸呈V型佈置的引擎,可以從較簡單的V2引擎開始講起。不同的汽缸數目和V型夾角,可以對引擎產生很大的變化。引擎的夾角越小,工作越不流暢,也是美式巡航車營造強列節奏感的魔術源頭。
 V型汽缸的優點,是對向佈置的連桿都裝在同一個曲柄鞘上,減少曲軸的長度,有利引擎的減低體積和輕量化,營造輕巧的轉向特性。視乎引擎夾角,V2引擎的工作暢順度一般以90度夾角佈置最為流暢。所以高性能的V型引擎跑車多是以90度夾角佈置。當中最廣為人知的便是馳名於賽車場上的Ducati V2引擎。
 缺點是造功較昂貴和複雜。雖然化油器或電子燃油噴注系統可以放在V2的夾角中,但後排汽缸的進氣、排氣系統佈置和散熱問題都是V型引擎常見的問題。
水平對向兩汽缸
Flat Twin Cylinders
 水平對向的雙汽缸引擎夾角為180度,兩個活塞的連桿分別裝在兩個相位角相差180度的曲柄鞘上,形成一個絕佳的活塞慣性抵消作用。由於兩個活塞有如拳手搏拳般運動,所以人們都慣稱這類引擎為Boxer引擎。
 優點是引擎重心低,汽缸之間的點火間隔相等,在彎中的操空穩定性是十分優良。由於兩個汽缸向橫伸延,風冷效果顯著,維修也方便。配襯軸傳動的電單車,效果也良好。
 缺點是引擎橫向體積巨大,不利轉彎時的車體傾斜。不幸遇上時故時引擎也較易受到結構性的傷害。
並列三汽缸
In-line Triple Cylinders
 三汽缸引擎可以想像為把三個單汽缸引擎連接在在一條120度的曲軸上,揉合了單汽缸和多汽缸引擎的優點,在重量造功和運動性能方面提供一個中間的落墨點。
 以並列三汽缸為例,造功比V3引擎便宜,隨著電腦車床CNC技術的發展,製造一條準繩的120度曲軸以經比以前容易很多。並列三缸引擎的性能比並列兩汽缸好,但重量和成本卻比直四或V4引擎輕。曲軸旋轉的慣性效應較四汽缸引擎低,在高排氣量的電單車上,能提供較輕快的乘騎感受。
 缺點是引擎工作流暢度仍不及四缸以上的引擎,曲軸相位時間的準確度也需要技術調較。
並列四汽缸
In-Line Four Cylinders
 顧名思義,直四引擎可以說是是把四個單汽缸引擎並列排在一起。第一和第四活塞平衡了第二和第三活塞的運動慣性,香港人慣稱為直四引擎的並列四汽缸引擎,是250cc以上的街車或跑車最樂意採用的標準佈局。
 優點是工作流暢度十分高,震動少,排氣聲渾雄連綿。加上引擎部件輕巧,燃燒效率佳,有利高轉數的功率發揮。供油系統和排氣喉的佈置也十分方便。此外各汽缸均能接觸生風散熱,採用風冷散熱也可。
 缺點是引擎沉重和體積大,結構緊密,造價較昂貴。曲軸旋轉的慣性效應較高,不利引擎傾斜轉向,燃油消耗也較高。
V4汽缸 /
V-Four Cylinders
 V4引擎簡單來說可以想像成把兩臺V2引擎結合在一起而來。當然在進氣和排氣系統的佈置便更為複雜。
 優點是比起並列四汽缸引擎,V4引擎對向佈置的兩個汽缸的連桿可以使用同一個曲柄鞘上,縮短了曲軸大大節省了空間和引擎重量,軸距也可以較短。即使是大排氣的引擎,闊度也比直四引擎窄,容許車身有更深的傾斜度。
 缺點是結構緊密複雜,造價昂貴。後排汽缸的散熱在香港的氣候下也令人頭痛。
水平對向六汽缸
Flat Six Cylinders
 水平對向六汽缸引擎,可以想象是把三臺Boxer引擎前中後地排在一起再塞進車架中。在電單車的世界裡屬於十分罕有的品種。因為引擎的體積和重量,非一般電單車能把它容納。
 優點是引擎運作超級平滑,全區域的功率輸出都十分出色。
 缺點是引擎的體積、重量和闊度都十分驚人。結構複雜之餘造價亦超級昂貴。
V5汽缸
V-Five Cylinders
 V5引擎在汽車的應用雖然十分廣泛,但套用在電單車上則少之又少。
 優點是活塞間的平衡作用和比起四汽缸引擎多出一套汽缸,提供更佳的燃燒效益,在同一容積下活塞和各引擎部件都可以做得更小巧,有利提高轉數的最高區域,製造更大功率。
 缺點是引擎無可避免地會笨重和巨大,造價可以會十分高。
 現在採用V5引擎的是Honda RC211V GP1賽車,屬於最新型號,耐用程度暫時仍未有民用戰績可供參考。

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