【代表車型:哈雷-戴維森Breakout】
頂置氣門(OHV)
1899年,法國人比歇為了提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速和功率,率先推出了頂置氣門機構(gòu)(OHV)。在頂置氣門機構(gòu)中,凸輪軸安裝在汽缸的側(cè)面下部,通過較長的推桿把搖臂往上推,再通過搖臂向下壓開氣門;氣門則可以設置在汽缸頭上,這樣燃燒室可以優(yōu)化為半球型或楔型,從而提高了發(fā)動機的壓縮比和熱效率,實現(xiàn)高轉(zhuǎn)速、高功率的目的。在提高轉(zhuǎn)速和功率方面,頂置氣門機構(gòu)明顯優(yōu)于側(cè)置氣門機構(gòu),發(fā)動機的轉(zhuǎn)速普遍由1200r/min以下提高到6000r/min,功率獲得顯著提高。
【代表車型:本田SH300i】
單頂置凸輪軸(SOHC)
雖然頂置氣門發(fā)動機優(yōu)于側(cè)置氣門發(fā)動機,但是頂置氣門發(fā)動機也有自身局限:由凸輪軸通過氣門挺桿驅(qū)動氣門,增加的氣門挺桿相應增加了傳動損耗。上個世紀60年代起,更加先進的單頂置凸輪軸(SOHC)發(fā)動機開始大行其道。SOHC與OHV相比,最大的不同是:OHV是氣門的位置在凸輪軸上方,凸輪軸利用氣門挺桿驅(qū)動氣門;SOHC則是凸輪軸的位置在氣門上方,發(fā)動機飛輪通過皮帶或鏈條帶動凸輪軸齒輪,從而實現(xiàn)凸輪軸直接驅(qū)動氣門。因此,SOHC比OHV減少了氣門挺桿和相應的傳動損耗,且可以設計出更高的壓縮比和發(fā)動機轉(zhuǎn)速,同等排量下SOHC發(fā)動機比OHV發(fā)動機的動力大、油耗小、易修護。現(xiàn)代的單缸摩托車發(fā)動機配置的基本上是單頂置凸輪軸。
【代表車型:本田VTR250】
雙頂置凸輪軸(DOHC)
頂置凸輪軸發(fā)動機細分為單頂置凸輪軸(SOHC)發(fā)動機和雙頂置凸輪軸(DOHC)發(fā)動機。SOHC是進氣門和排氣門的開啟、關(guān)閉均由同一根凸輪軸來完成開關(guān)動作;DOHC則是利用兩條凸輪軸來分別驅(qū)動進氣門和排氣門完成開閉動作。總體來說,DOHC的好處就是可以輕易的改變進排氣門的開閉時間,每只氣門的慣性質(zhì)量比較低,因此具有高轉(zhuǎn)速、大功率的特性,但是結(jié)構(gòu)比較復雜,造價成本較高,維護也比較困難,一般來說,多缸、大排量的高速發(fā)動機多采用DOHC氣門機構(gòu),單缸、小排量的普通發(fā)動機多采用SOHC氣門機構(gòu)。
【代表車型:杜卡迪Monster821】
機械氣門機構(gòu)(Desmodromic)
Desmodromic是杜卡迪招牌式氣門控制機構(gòu),其優(yōu)勢是:絕大多數(shù)四沖程發(fā)動機都依賴于彈簧來閉合氣門,但隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的提高,特別是高轉(zhuǎn)速的賽車型發(fā)動機中,彈簧閉合氣門的時間變得很苛刻,從而經(jīng)常出現(xiàn)氣門無法精確地按照凸輪形狀來運轉(zhuǎn)的情況,這導致了發(fā)動機性能的下降;而Desmodromic氣門系統(tǒng)由于取消了彈簧,改為直接機械閉合氣門,從而實現(xiàn)了發(fā)動機全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的精確氣門動作,能夠防止發(fā)動機高轉(zhuǎn)速時出現(xiàn)性能下降的現(xiàn)象。
【代表車型:本田VFR800F】
可變氣門系統(tǒng)(VTEC)
VTEC全名是Variable valve Timing & lift Electronic Control system,即可變氣門正時/升程電子控制系統(tǒng),簡稱可變氣門系統(tǒng),主要應用于本田中量級V4發(fā)動機。當轉(zhuǎn)速低于設定值時,這臺V型四缸的16只氣門中,只有8只氣門在工作;一旦轉(zhuǎn)速超過限值,16只氣門全部激活,全力以赴榨取最大動力。VTEC兼具2氣門和4氣門發(fā)動機之特長,在中低轉(zhuǎn)速時輸出強韌扭矩,同時降低了油耗;高轉(zhuǎn)速時則酣暢淋漓地輸送充沛動力。
【代表車型:Kawasaki 1400 GTR】
可變氣門正時系統(tǒng)(VVT)
川崎的可變氣門正時系統(tǒng)(VVT)能在發(fā)動機不同轉(zhuǎn)速范圍內(nèi),優(yōu)化最合適的氣門開啟、關(guān)閉時間,以提高燃燒效率,實現(xiàn)低轉(zhuǎn)速時扭矩豐沛、高轉(zhuǎn)速時功率酣暢的目標。具體實現(xiàn)過程是:進氣凸輪軸的尾端裝配了可變正時驅(qū)動裝置。來自發(fā)動機機油泵的低壓機油,被機油控制閥(OCV)調(diào)節(jié)方向后進入可變正時驅(qū)動裝置的腔內(nèi),驅(qū)動進氣凸輪軸在0°~23.8°角度范圍內(nèi)偏轉(zhuǎn);具體偏轉(zhuǎn)角度的數(shù)值,則由32位的電控單元ECU綜合比較曲柄位置、凸輪軸位置、扼流閥開度和扼流閥傳感器、水溫等信息后,計算出最佳的實時進氣門正時,再發(fā)出指令讓OCV閥驅(qū)動進氣凸輪軸偏轉(zhuǎn)到相應角度,從而實現(xiàn)相應的進氣提前或延遲。
【代表車型:Kawasaki H2/H2R】
機械增壓(Supercharged)
所謂機械增壓,就是在發(fā)動機上安裝了迷你空氣壓縮機,提高供應給發(fā)動機的空氣壓力或密度。這一做法,讓發(fā)動機在進氣時獲得更多的氧氣,可以燃燒更多的油氣混合物、做更多的功,從而提高發(fā)動機的功率。機械增壓器的驅(qū)動力來自于發(fā)動機的曲軸,連接方式可能是皮帶、齒輪、鏈條或軸等方式。
【代表車型:Roehr 1250sc】
渦輪增壓(Turbocharged)
常見的增壓器有兩種,除了上述的機械增壓器之外,另一種則是渦輪增壓器。兩種增壓器的核心區(qū)別,在于它們的驅(qū)動力來源不同。機械增壓器的工作動力來自于發(fā)動機,而渦輪增壓器則是借助排氣管的高速氣流來驅(qū)動渦輪。