揭秘背后的故事-CB1100开发访谈:21世纪的风冷引擎开发之旅

在Honda摩托车漫长的历史中，CB车系一直占有重要的地位----自CB750诞生伊始，距今已经历40多年岁月。CB家族随着科技的日新月异，DNA也始终进化不休，从化油器到电喷，从风冷到水冷。


然而在Honda摩托车的拥趸中，始终有一群不肯放弃怀旧复古感觉的用户，他们怀念着风冷引擎有韵律的隆隆作响的噪声，怀念那强劲却易操控的引擎扭力，怀念上世纪80年代简单而直接的机械感摩托车。
作为对CB750的怀念，全新的CB1100在21世纪被重新赋予了风冷的结构，以完美的方式向CB750致敬。然而以21世纪科技所研发的全新车型，开发中都遇到了哪些问题呢？本篇CB1100开发访谈为您揭秘！

记者 关谷：最初决定开发风冷4缸时是怎样的情形？我想一定会遇到很多问题，比如排气法规等等。

开发工程师 杉浦：最初这个只是个宽泛的话题，开发一部风冷4缸引擎，我们并不确定能否达成它的性能与功能。毕竟对于Honda来说，最后一次开发风冷摩托车引擎是20年以前的事情了。而且对于大排量的引擎来说，风冷的结构会产生很多棘手的问题，比如散热和排气问题（由于燃气温度稳定的原因），所以我们必须从零开始。

最初的原型引擎基于现有的大批量生产的风冷单缸引擎，我们在计算的基础上增加了气缸的数量。我们能否在新的4缸引擎上重现原有单缸机顽强的可靠性呢，即使是在一些环境恶劣的国家？


关谷：最大的问题是热能的产生和散发，并随着排量的增加，发动机体积变得更大，这个问题就变得更为关键和复杂。
杉浦：气缸周围的温度肯定比水冷的温度要高，所以我们必须设法保持温度不过热。活塞和气缸会在升温后发生变形，而且变形会持续加剧，这很难与水冷引擎作比较。
关谷：所以在开发工作开始之前，开发工具也存在困难？
杉浦：说到真正开发，从众多想法中采用了偏移气门正时── 关于这方面的内容，其它成员会详细进行介绍… 如您所知，发动机的基础是CB1300 SUPER FOUR（以下称SF）发动机。在初期试制阶段，单纯对该发动机进行了风冷。当让大家来试骑时，大部分的意见是“ 完全找不到风冷的感觉。与1300SF完全一样” 。令我印象最为深刻的是虽然演绎出了以前那种“ 隆隆声”，但由于老骑手的以往经验已经根深蒂固，想要超越以前的回忆与固有观念等是非常困难的。


揭秘背后的故事-CB1100开发访谈:21世纪的风冷引擎开发之旅（二）



关谷：在引擎的散热鳍片的设计和外观造型的取舍上，你一定会遇到困难吧，尤其是延续风冷的造型。造型越细致，磨具和铸造就会越复杂。


杉浦：制造一部造型复杂的原型机是很简单的事情，但是如果是大批量生产的机型，外观的设计就会变得很困难，这是个大问题。我们已经很久没有制造4缸风冷引擎的铸造模具了，所以首先我们和各个制造厂沟通，我们最终选择了由本田熊本工厂生产，并在短时间内积累了足够的生产工艺经验。

关谷：铸造方法是采用压铸吗？
杉浦：汽缸采用高压压铸工艺，汽缸头因为形状复杂，所以采用低压铸造。火花塞座孔部分是分体铸造的，周围采用单独铸造。在汽缸头的狭窄空间
有着复杂的薄散热片设计，但模具可以比较容易的使用电火花加工技术制造。真正的困难在于如何将熔融的液态金属注入模具，确保金属溶液完全充盈模具，并且顺畅的脱模。比如我们设计的散热鳍片厚度是2毫米，而工厂希望3毫米。

关谷：又薄、又长、又深的部件是难于加工的，所以他们一定会对成品率和生产率很担心吧。

杉浦：确实如此。所以我们把发动机散热鳍片做成根部较厚，端部较薄的锥形，来简化成型。缸头部分的一些模具，每个模具对应一个鳍片，沿垂直方向构成了层压结构，这样就能批量生产了。

关谷：太惊人了。你们真是花费了大量的时间与成本啊。这样一来，生产工厂的模具管理便相当繁重了。

杉浦：我想生产工厂一定很头疼，对于模具来说，设计越复杂，生产就越困难。我们很用心的消除铸造品上的模具合缝线，并且使用橡胶衬套来避免鳍片的共振。



关谷：美在于细节。CB1100发动机造型的优美正是由于对细节部位的不断积累才实现的，你可以看出这贯穿了整个设计过程。

揭秘背后的故事-CB1100开发访谈:21世纪的风冷引擎开发之旅（三）  如何再现复古街车的引擎跃动感？ 关谷：引擎使用了偏移气门正时的设计，从而赋予了CB1100个性十足的声浪感觉，特别是在3000转左右尤为明显。你是怎样塑造出这种引擎的个性呢？ 曲南：一般情况下，直列4缸引擎的4只活塞，运行起来是非常柔顺的，因为它们的运行方式完全相同的。我最初的想法是，为了让引擎发出低沉有力的声浪，我们必须稍微改变一下运转方式。我们最终改变了1、2缸的气门正时，并不断加大正时的偏移量，从而找到了最佳的燃烧模式，产生了跃动的排气声浪。 关谷：气门正时的改变通常是为了增加输出动力，但你们的目标显然完全不同。这也许颠覆了传统的认知。 曲南：的确是这样。我采用与传统思维完全相反的做法，所以之前我们不确定这样做否有效。 以严苛的引擎测试确保动力输出和可靠性 关谷：你从零开始创造了一部大排量的风冷引擎，那么是否遇到过可靠性方面的挑战呢？ 曲南：我们的基本目标是动力输出和可靠性。在动力输出方面，这部颇具魅力的1100cc的引擎毫无问题。困难在于生产一部可靠性等同甚至超越水冷引擎的风冷引擎。我们经历了大量的试验和纠错，但并不意味着我们需要重新启用过去的老旧技术。无论如何，我们有不同的考虑，我们是在水冷的时代越过樊篱去生产风冷引擎。所以我们继续试验-纠错的过程来确立正确的设计参数。 关谷：都做了什么样的测试？我第一个想到的是耐久测试。 曲南：除了一般的测试，我们还进行了比水冷引擎更严苛的热环境极限测试，为了客户的易用性起见。我们的检测项目包括气缸的机油渗漏，以及密封结构的有效性。最初在火花塞座孔周围出现了问题，这个区域的升温最高，并且出现了裂纹。我们修正了设计并重复测试，一遍又一遍。换而言之，这是项脚踏实地的艰苦工作。 关谷：测试中引擎的关键部件是否发生了什么变化呢，比如在极端炽热的燃烧室中？ 曲南：引擎的气门座、活塞和气缸都变形了，润滑油也有些问题。在气门座周围，铝合金的缸头和镍合金耐热钢的气门座有着不同的温度膨胀系数，如果在高温下两者的膨胀量不协调，那么就会遇到气密问题，妨碍引擎的耐久性。 再次，我们开始了一遍又一遍的测试，验证各种不同的气门座材料的适用性。我们最终采用的气门座材料有着最佳的耐热和耐摩擦特性，是所有量产型摩托车中最好的。 关谷：我真不了解这些。引擎的声音听起来像是高性能的跑车或者赛车，虽然是简单的风冷结构，却配置了多气缸，而且排量更大，看起来复杂的多。这就是为什么你使用了这些材料，设计了相应的结构。