17 June 02 淺談四衝引擎的種類 - 知識技術

　
引擎(內燃機或發動機)是所有機動車輛的心臟。當談論一臺機動車輛的特性時，話題一定會討論到引擎的表現。對於電單車來，引擎的特性影響騎士對電單車的觀感，比起汽車更大。因為我們以肉身直接感受到引擎運作時的震動、熱力和排氣聲。作為電單車重量最高的組成部件，它的重量和重心，都會直接左右騎士的操控樂趣。

為何電單車的引擎佈局，比起汽車有更多的變化呢？因為電單車一定要考慮到重量和呎吋對騎土的影響，當然還有成本造價的問題。以下便讓我們一起來看看不同引擎的最佳用途：

Prepared by: Nick
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。

單缸引擎常見於小排量的電單車或以輕巧為上的車款：例如綿羊，各式輕量越野車和商用電單車。駕駛學院使用的SR125，腳車Suzuki GN250，玩樂車Yamaha TW200 ，都是單汽缸設計。

　
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。

並列雙缸引擎常見於250cc以上，運動性能中規中距的電單車：例如重型豪華綿羊(T-MAX / SilverWing / AN 650)，中小型實用車(Honda CB250/ Kawasaki EL250/ER500 / Suzuki GS500E)或重型道路越野兩用車(TDM850/900)等。

　
如何減輕單汽缸或兩汽缸引擎運作時的震盪？
為了減輕對騎士的困擾，較貴價的車款會加裝單平衡軸或甚至雙平衡軸來減低活塞上下運作所產生的震盪感。例如鈴木的AN400綿羊雖然採用單缸引擎，但設有平衡軸來增加平滑感覺。Harley-Davidsion的Twin Cam 88B系列引擎，也裝有平衡軸來減低震盪感。但針沒有兩頭利，平衡軸的缺點是會輕微減低引擎的功率輸出。加上成本問題，並不是每款電單車都會使用平衡軸。

　
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。
V2引擎的應用相當廣泛，由Ducati的跑車或街車，Harley-Davidson或日本品牌的美式巡航車(45度-52度)，至大小街車或高性能跑車(Honda VTR系列，Suzuki TL / SV系列90度)，Aprilia RSV Mille 60度)都應有盡有，車廠透過調整汽缸夾角，可以展現機車不同的震動特性。
水平對向兩汽缸  Flat Twin Cylinders (Boxer engine)
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。
目前沿用Boxer引擎最為人津津樂道的是BMW電單車。除了各代F650和綿羊C-1系列之外，所有寶馬電單車仍使用水平對向兩汽缸引擎作為獨門標記。
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。
目前仍沿用三缸引擎的電單車主要都是以英國Triumph為主流，為其品牌樹立獨特風格的賣點。

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。
採用並列四汽缸引擎的電單車以高性能的街車(CB / XJR / ZRX / GSX)和跑車(CBR / YZF-R / ZX-R / GSX-R)為主，綿羊、美式巡航車或越野車不強調高轉速性能的車種，到四前為止都不會用到直四引擎的設計。但強調極速的ZX-12R、CBR1100XX和 GSX-1300R都是採用並列四汽缸的設計。

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。
採用V4引擎的車種通常都是高性能的跑車(Honda RVF400 / VFR800Fi)或重型巡航跑車(STX1300)。但偶而也會有一些標榜運動性能的美式巡航車(Honda Magna 750)或重型街車(Yamaha V-Max 1200)會採用。
水平對向六汽缸  Flat Six Cylinders (Boxer engine)
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。
近代仍採用水平對向六汽缸引擎的電單車，廣為人知的是Honda 巡航旗艦Goldwing，現在引擎容積己發展到1800cc之巨。

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。
　
無論是並列多汽缸還是V型多汽缸引擎，還可以進一步區分為橫置(Transverse)或縱置(Vertical)的排列佈局。

經過各間車廠多年來的不同嘗試，從操控重心和縮緊車身呎吋的角度上考量，發現並列多汽缸引擎採用橫置式排放，V型多汽缸引擎採用縱置式排放是最佳的選擇，也是現代電單車的標準佈局。

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