時至今日,五氣門這麽一個神器現在是再也看不到了。
所謂五氣門就是與傳統四氣門結構(兩個進氣;兩個排氣)不同,五氣門采用的是更加激進的三個進氣,兩個排氣的氣門排列結構。
采用五氣門設計主要是為了提高進氣面積,從而提升混合氣體充填效率。同時,由於每個氣門的質素更輕,也便於實作更高的轉速。與四氣門相比,五氣門設計的賣點就是"能獲得更大的動力輸出"。這種宣傳口號在當時確實引起了不少關註。
然而,這種誇大宣傳也帶來了一些誤解。由於這項技術最初就是由雅馬哈搗鼓出來的,因此我們不妨從雅馬哈的歷史和觀點來回顧五氣門的發展歷程。
追溯雅馬哈與五氣門設計的淵源,最初是為WGP賽車開發多氣門發動機,除了五氣門方案外,還考慮過七氣門等其他選擇。可見,當時在追求動力提升的道路上,曾有過不少大膽的嘗試。
經過一番曲折,五氣門技術終於在FZ750上實作量產了,雅馬哈也在這款車的基礎上開發出了專用的賽車車型。
從FZ750開啟五氣門征程後,雅馬哈不斷在這一技術路線上積累經驗,逐步將其推廣套用到更高端的賽車領域。終於,五氣門設計被引入旗艦MotoGP賽車YZR-M1/0WM1等車型。
從那個時候開始,再加上雅馬哈不惜余力的宣傳,「雅馬哈=五氣門;五氣門=雅馬哈」的認知逐漸被大眾所接受。
然而,在2004年的YZR-M1/0WP3車型中,雅馬哈改用了四氣門設計。隨後在2007年,旗艦車型YZF-R1/4C8也轉向了四氣門結構。
由於這些主力車型紛紛放棄了五氣門設計,加之其他廠商也未采用五氣門技術,導致了"五氣門設計就是個笑話"的誤解在外界悄然流傳。
需要明確的是,五氣門設計並非一項失敗的技術。
雖然外界傳言五氣門會增加更多的摩擦損失等諸多猜測,但雅馬哈放棄這一設計的真正原因並非如此。
曾負責M1發動機開發的北川先生表示:雅馬哈沒有因為認為五氣門設計有問題而放棄它,實際上是出於其他更實際的考慮才做出這一調整的。
五氣門本身作為一項技術是可行的,只是在當時的特定環境下,四氣門設計更加合理而已。
雅馬哈放棄五氣門設計的主要原因,是因為在賽車氣門設定偵錯方面存在效率低下的問題。
在摩托GP賽事中,每到一個新賽道,工程師都需要針對當地環境制定多套發動機動力程式,並透過現場測試不斷偵錯和磨合。對於五氣門發動機而言,這一偵錯工作的工作量遠遠超出了四氣門發動機。
原因很簡單,對於四氣門設計來說,由於其左右對稱結構,只需偵錯一半氣門即可,另一半自然與之對應。然而五氣門設計無法等分為兩半,不得不將五個氣門全部份別偵錯,工作量相當於三倍於四氣門情況。
這種設定偵錯工作量的增加,在賽車研發的高壓力環境下,顯然會給工程團隊帶來沈重的負擔,導致偵錯進度跟不上賽程的要求。因此,雅馬哈基於現實的效率考慮,不得不放棄了當初被寄予厚望的五氣門設計。
另外一個原因渦燃很難控制。
對於發動機原理稍微了解的朋友都能夠明白,發動機想要提高動力輸出,就必須提高燃燒效率;想要提高燃燒效率就必須讓混合氣在缸內形成渦流。
然而,當采用比普通四氣門多一個進氣門的五氣門設計時,要形成理想的渦燃就變得更加困難。這其中的原因就是由於中位進氣門的存在。
中央進氣門的存在,會幹擾並擾亂來自兩側對稱的渦旋流動。
一旦渦旋流動被破壞,就會直接導致充氣效率下降,動力輸出隨之減弱。
這種亂流損失會隨著轉速的升高而加劇。
因此,對於五氣門設計而言,本應體現的"增大進氣通道面積以提升動力輸出"這一優勢,反而被"亂流引起的動力損失"所超越。
雅馬哈在M1發動機上放棄了五氣門設計,主要原因是無法在有限的時間內解決這一亂流損失問題。
從上述分析看似五氣門設計就是一無是處,但事實並非如此。
實際上,五氣門設計也有自身的優勢,而且這種優勢對於普通騎手而言遠遠利大於弊。
五氣門設計將原本需要等分為兩部份的氣門面積等分為三部份,這意味著單個氣門的直徑比四氣門設計的要小。
那麽會發生什麽呢?中低轉速區域的進氣效率會提高。
簡單來說,由於窄吸管效應,即使是微弱的負壓也能源源不斷地吸氣,不斷地產生渦流。
這意味著能夠獲得日常使用中最為需要的低轉速扭矩。
那為啥雅馬哈最終還是放棄了五氣門技術的延續呢?
成本啊!無論是生產成本、維護成本還是修理成本,五氣門的成本都要遠高於四氣門。
特別是進入電噴時代之後,五氣門技術對於普通量產車型所帶來的那麽一點低轉速扭矩上的增加完全可以透過其他更低成本的方式來獲得。
立項技術不符合時代需要的時候,被拋棄就是必然。