閒聊-UniCam

 



內燃機發展百年來,進排氣機構經過各種奇思妙想百花齊鳴後,慢慢收斂成OHV/OHC兩類架構.

一般4T引擎汽門的難點在如何在極短時間內完成壓下打開,歸位閉合,完成進氣/排氣動作...一般常用轉速6000rpm時,曲軸一秒鐘會轉一百圈,轉一圈只有0.01秒,汽門要在半圈內完成壓放,時間只有0.005秒...0.005秒,我眨一下眼的時間是0.2秒,就眨一下眼汽門就被壓放四五十次了.

少數講究傳統風格耐用的摩托車,保持用OHV架構...其實OHV還不錯,不要拉高轉速跟人家拼最大馬力就是了,日常騎乘或長途巡航,就只用到中低轉,OHV就表現良好...裝飾主義表現主義的車,OHV也很適合,挺桿作到外面很有機械存在感,鍍得亮晶晶的閃瞎別人的眼就更好...如果可以跟古董車一樣把搖臂跟汽門都作到外面,肯定更吸睛!





OHV問題在凸輪要先頂挺桿,讓挺桿往上跑去頂搖臂(鳥仔),搖臂(鳥仔)再去壓汽門...速度一快,這中間各機件的間隙跟慣性,誤差個0.001秒就好,那就足以影響20%以上的性能了!


所以多數摩托車還是採用OHC架構,OHC曲軸帶動內鏈or皮帶,再帶動凸輪軸旋轉,到這邊沒有上下跑來跑去跟間隙問題,就是轉快轉慢而已...SOHC凸輪軸旋轉去頂搖臂(鳥仔),搖臂(鳥仔)再去壓汽門,是有一些間隙誤差跟慣性影響,但比OHV少得多...如果是DOHC,就可以省去搖臂(鳥仔)這一層的機件誤差,高轉速下汽門動作更精準!



以現代機械精準度,難道不能作到無間隙,直接連動嗎?!...耶!還真有人試過...把所有間隙都調到<0.01mm(小於一條)...發動OK,跑三分鐘問題就來了...因為引擎溫度上來了,機件受熱膨脹伸長,凸輪還沒轉到要把排氣門壓開時,伸長的機件已經偷偷把排氣門打開一點點了,更慘的是進氣門應該關上時,就是關不密...整個馬力扭力變得慘不忍睹!

所以終究還是要留間隙讓機件熱脹冷縮,就盡量讓傳動過越少層機件越好...雖然古早的SV也很少層,但進氣排氣都要大轉彎,缺點多過優點,早就淘汰光了!...DOHC就目前想得到最少層最直接直接作動的架構了!

但是兩根凸輪軸成本高呀...於是就有工程師搗鼓出SOHC的精進版本機構,Honda稱作Uni-Cam...但這種精進版本不是只有Honda有,甚至不是Honda發明的,但目前只看到Honda應用到它旗下多款車型上面.

怎麼個精進法???不得不寫個服字!很棒很不錯的思路!

Uni-Cam只有一根凸輪軸,所以我把它歸類在SOHC...這根凸輪軸放在進氣汽門上方直接壓放,就等於進氣有DOHC的精準!而且還少掉傳統SOHC的進氣搖臂...排氣汽門則透過改進後的搖臂機構來壓放,這改進過的搖臂可以作到間隙比傳統SOHC搖臂間隙更低更精準.

綜觀下來,用比SOHC還少的機構(省了進氣搖臂)及成本,得到進氣汽門有DOHC的精準,排氣汽門有優於SOHC,逼近DOHC的精準度...多好呀!簡直就是魚與熊掌兩者兼得!





就怕夢想是美好的,現實確是殘酷的...Honda實作下去證明Uni-Cam架構不是夢想而已...2001年先用到MotoCross主力戰將CRF450R上面,再往下給CRF250R用,同家族CRF450X/250X/450L都用...這些都是高轉高馬力的車款,CRF450R馬力還超過其它日系三廠採用DOHC的同級車款,而且以CRF450為平台的賽車,也在Baja 1000,Dakar Rally中多次打敗它廠DOHC車款奪冠...事實證明Uni-Cam在高轉速下表現可以跟DOHC一樣精準控制!

而且Uni-Cam缸頭還特別小,比DOHC小是一定的,因為凸輪軸就一根...它甚至比同是一根凸輪軸的SOHC還小,因為它就少了進氣搖臂...這對十分計較重量體積的MotoCross車種,又是一個優點.



那麼好用的架構,Honda當然不會只給一個車系用...設計理念超前但市場失敗的VFR1200 V4引擎也是Uni-Cam架構...市場好評不斷,車主說相見恨晚的CRF1000L / 1100L也用...Rebel 1100跟CRF1100L借引擎,所以也用上了!





還在概念階段的CB1100X聽說也要用...相信Honda會有越來越多的車款會使用這架構!




2021.11 Update

看起來Honda CB1100X概念車市售化後,Honda不想讓雙缸款車子叫CB1100X,大概CB1100都要是四缸直列引擎吧...所以這台車有個新名字 NT1100 (新台幣1100)...嗯!...名字取得不好,一向就覺得Honda取名字很弱!







網路上有看到Suzuki有類似的設計圖...差別在Suzuki把凸輪軸放在排氣汽門上方...嗯...還不知道誰優誰劣?!就等Suzuki推出Uni-Cam車款再比較看看吧!



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