最新R1上使用的Cross-Plane（十字曲轴）工作原理

SEXY · 发表于 2011-7-8 09:29:30

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Cross-Plane（十字曲轴）并不是什么新技术，十字曲轴也是一种变形的相位曲轴，相位曲轴在V型缸发动机上使用的很普遍，但是使用于直列发动机上还很少，传统的直四发动机其实就是两个并列双缸机拼搭而成的，但是新款R1的发动机就完全不同了，每个缸单独运作，单独点火，曲轴的设计也就和原来大不相同，出色之处就是在于让发动机的出力更加均匀。以一种不间断的，持续的输出解决原来老款车低扭不足的问题。
目前摩托车上常见的直四发动机如果给四个气缸按顺序编上号的话，普通曲轴1和4，2和3的位置是一样的，相位相差180度，也就是说四个活塞可以分为两组，1和4一组，2和3一组，同步运动。但是值得注意的是，1和4，2和3的工作状态始终是不一样的，为什么呢？因为4冲程发动机一个周期曲轴工作2周，也就是720度，以曲轴为参考物，1个4的相差是360度，由于正好是曲轴一圈，所以1和4活塞是同步运动的，为什么1和4之间也要存在相差呢？这不得不提到点火顺序，直四发动机四个气缸并不是一起点火的，是按一定顺序依次点火的，直四发动机点火顺序有一般两种：1423和1342，其中1423比较常见，目前摩托车直四发动机基本都是采用1423点火顺序。根据R1凸轮轴的外形图，我们可以看出每组凸轮的相位差，根据凸轮轴转速为曲轴1/2的原理，可以算出，相邻点火的凸轮相位差为180/2=90度，所以根据这个原理就可以得知R1的点火顺序为1423。
一般的直四发动机点火点为0度-180度-360度-540度（以曲轴为参考），点火时间间隙相同，相差恒定均为180度。但是直四发动机存在的最大问题就是两组活塞同步运动，曲轴惯性扭矩较大，扭矩输出不好控制。但是Cross-Plane（十字曲轴）并非如此，根据R1已知的Cross-Plane（十字曲轴）外形图，可以算出Cross-Plane的点火时间间隙不同，相差也不同，分别为90度、180度、180度、270度，在结合点火顺序1423，可以得出点火点为0度-270度-360度-540度。整整相差90度，与原来相比，就呈90度直角的十字角度。

傳統直四引擎的點火間斷時間是180o - 180o - 180o - 180o，一號、四號汽缸和二號、三號汽缸分成兩組活動。 09年的YZF-R1的四個汽缸都是獨立運作，以270° - 180° - 90° - 180° 非對稱的點火間斷來減低機件的慣性扭力，讓車手可以有更多主動權，利用油門更精準地製作扭力。
新R1的四個汽缸完全獨立運作，除了在低轉時有豐厚的扭力之外，在全區域轉數中都有很好的線性表現。為了配合非對稱式點火間斷，新R1的供油程式也作出相應修改，發展出四組獨立的供油和點火時間。新R1當然配有減震平衡軸，新R1可以讓車手在車身傾斜的情況下，更精確地駕馭和使用大馬力，在彎心和出彎時擁有更大優勢。配合全新車架、尾搖臂和頭尾避震系統，全新R1便能以更精密的形態，更準地調控重心的分佈。十字式曲軸除了可以更準確地控制扭力之外，排氣聲也更有性格更迷人。
Cross-Plane技术的应用打破了直四发动机两个活塞同步运动的规律，使得在同一个时刻每一个活塞运动都有所不同，最大程度地降低了曲轴的惯性扭矩，使得发动机的扭矩出处更为线性，这样车手在控制油门的时候就会更加精确，出现非预期后轮打滑等情况的可能性减小。
但是Cross-Plane也有缺点，工艺复杂，制造工艺要求高，对设备对材料的要求都很高，成品率较低，同样，凸轮轴也要做相应改变，加工工艺要求也随之提高，总的来说就是制造成本的提高。点火时间的改变使得点火器从以前单一的运算变为多重运算，结构变复杂，成本提高，可靠性下降。但这些问题会随着科学的发展和工艺的提高而不断弱化的。

冧.呢 · 发表于 2011-7-8 09:35:35

原来系感啊

六爱摩托 · 发表于 2011-7-8 09:38:15

掌声、鲜花送上

粤E冰山 · 发表于 2011-7-8 09:53:36

把V2和直四的优点结合了

大嘛 · 发表于 2011-7-8 09:55:31

好东西

小宝宝 · 发表于 2011-7-8 10:09:50

986265725 · 发表于 2011-7-8 10:22:14

历害

夏羽 · 发表于 2011-7-8 10:26:21

好难学习的理论

破冰者 · 发表于 2011-7-8 10:29:26

好东西，不错啊

九曲十三弯 · 发表于 2011-7-8 10:31:15

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