提到美式摩托車（又稱巡航摩托車，俗稱太子車），摩友們馬上會(huì)想到低長的外形，高位置的羊角把手，大直徑的前輪輞和苗條的前胎，小直徑的后輪輞和肥碩的后胎等等特征，其中至關(guān)重要的就是縱置V形雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)，以及相伴而生的低速大扭矩、獨(dú)特的震動(dòng)韻律以及雄渾的排氣節(jié)奏。

眾所周知，以哈雷為代表的美式摩托車，玩得是改裝和文化。那么，你對巡航摩托車最核心的V形雙缸歷史文化了解多少呢？你能辨別所謂的“F頭”、“扁頭”、“拳頭”、“盤頭”、“鐵頭”、“鏟頭”以及“雙凸輪”、“進(jìn)化”、“改革”等發(fā)動(dòng)機(jī)嗎？你是否大略知道這些發(fā)動(dòng)機(jī)之間的區(qū)別和聯(lián)系以及研發(fā)背景？是否了解哈雷V形雙缸的從創(chuàng)新到固守傳統(tǒng)再到勇于突破的心路歷程？

請你停下風(fēng)火雷霆的疾馳腳步，關(guān)閉你的發(fā)動(dòng)機(jī)，坐下來一起聽聽——

F頭發(fā)動(dòng)機(jī)和三速變速箱

哈雷第一臺V形雙缸（1909年）

 

匹配F頭發(fā)動(dòng)機(jī)的三速變速箱剖面

 

四輪馬車發(fā)動(dòng)機(jī)

V形雙缸濫觴

我們知道，哈雷摩托車乃至美式摩托車的核心特征是縱置V形雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)，但是濫觴之初，哈雷生產(chǎn)的并不是雙缸而是單缸發(fā)動(dòng)機(jī)。1905年到1908年間，哈雷生產(chǎn)出所謂的“四輪馬車發(fā)動(dòng)機(jī)”（buckboard motor）。如名所示，哈雷暗示這臺發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳用途，是安裝在四輪馬車上取代馬匹。但是這臺發(fā)動(dòng)機(jī)用途很廣，可以用于船舶或者摩托車等。“四輪馬車發(fā)動(dòng)機(jī)”的功率約2.2kW至2.9kW（約3至4馬力），1905年售價(jià)54美元，1908年漲到75美元。

1908年，沃爾特·戴維森（Walter Davidson）在紐約市的卡茲奇山（the　Catskill Mountains）為哈雷打響品牌，在美國聯(lián)邦騎手耐力和可靠性對抗賽中獲得1000分，成為第一個(gè)獲得滿分的騎手，這讓哈雷摩托車威名大振，次年產(chǎn)量就擴(kuò)大近3倍，達(dá)到了1149輛。受此惠益，1908年尚處于起步階段的哈雷與密歇根州底特律警察局做成生意，成功地向警方銷售了摩托車。

 哈雷5 D 搭載了哈雷首臺V形雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)

初步的成功讓創(chuàng)業(yè)者們滿懷雄心壯志，他們意識到摩托車工業(yè)是生機(jī)蓬勃的未來產(chǎn)業(yè)，當(dāng)務(wù)之急是提高產(chǎn)品的競爭力，才能執(zhí)穩(wěn)摩托車行業(yè)之牛耳。1909年，哈雷搭載了V形雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)的首臺摩托車5D問世。這臺發(fā)動(dòng)機(jī)采用風(fēng)冷，45°汽缸夾角，排量810ml，最大功率約5.1kW（7馬力），可以驅(qū)動(dòng)5D的最高時(shí)速達(dá)到90km/h，這對于當(dāng)時(shí)不容樂觀的路況而言是瘋狂的速度。不過這臺發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)欠周，第二年就不得不退市。不可否認(rèn)的是，這是哈雷的首臺V形雙缸，是巡航摩托車發(fā)源的淵藪，若干年之后的今天已經(jīng)成為美式巡航摩托車的經(jīng)典標(biāo)志。

1911年哈雷改進(jìn)后的V形雙缸卷土重來，這就是F頭發(fā)動(dòng)機(jī)。所謂F頭，是因?yàn)榕艢忾T安裝在汽缸側(cè)面，由安裝在曲軸箱的凸輪軸直接驅(qū)動(dòng)，但是進(jìn)氣門安裝在汽缸頭頂部，由凸輪軸驅(qū)動(dòng)長長的挺桿再借助搖臂來驅(qū)動(dòng)，因此汽缸頭部分呈現(xiàn)英文字母F的形狀。F頭發(fā)動(dòng)機(jī)又稱IOE發(fā)動(dòng)機(jī)，與后來的側(cè)置氣門和頂置氣門相比，允許采用直徑大得多的氣門，上世紀(jì)80年代路虎汽車也搭載過F頭發(fā)動(dòng)機(jī)。

起初F頭發(fā)動(dòng)機(jī)匹配的是2速變速箱，為了更有效地傳遞動(dòng)力，工程師們迅即研發(fā)了3速變速箱。這臺V形雙缸可比哈雷第一代強(qiáng)多了，無論動(dòng)力還是可靠性都有長足進(jìn)步，使用壽命可達(dá)18年。借助F頭發(fā)動(dòng)機(jī)，哈雷創(chuàng)建了賽車部，并在兩年后統(tǒng)治了賽道，獲得“打撈隊(duì)”的美名。與此同時(shí)，哈雷摩托車生產(chǎn)、銷售蒸蒸日上，開始向日本等國家出口，到20年代已經(jīng)成為世界摩托車行業(yè)舉足輕重的一員。

1921年J型摩托車搭載了F頭發(fā)動(dòng)機(jī)

 

1952年K型摩托車搭載了扁頭發(fā)動(dòng)機(jī)，K系列后來發(fā)展成哈雷的Sportster扁頭發(fā)動(dòng)機(jī)1933年R系摩托車搭載了扁頭發(fā)動(dòng)機(jī)。

側(cè)置氣門時(shí)代

上個(gè)世紀(jì)初期， 側(cè)置氣門 S V ） 配氣機(jī)構(gòu)剛剛發(fā)明不久，1896年法國人普吉奧率先將SV氣門機(jī)構(gòu)用于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。哈雷的V形雙缸進(jìn)氣門由機(jī)械驅(qū)動(dòng)，而不是由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的真空來開啟。經(jīng)過研究對比之后，哈雷決定引入這種當(dāng)時(shí)堪稱先進(jìn)的配氣機(jī)構(gòu)以增強(qiáng)競爭力。為了抗衡印第安人的101 Scout和Excelsior公司的Super X，1929年哈雷推出了D型摩托車，殺手锏就是搭載了全新研發(fā)的V形雙缸，排量750ml，采用了側(cè)置氣門。由于進(jìn)氣門和排氣門都安裝在汽缸一側(cè)，因此汽缸頭頂部平坦，獲得“扁頭”（Flathead）的綽號。“扁頭”發(fā)動(dòng)機(jī)工作可靠且經(jīng)久耐用，在接下來的多年內(nèi)推出了很多變種，沿用到1972年，歷時(shí)43年之久，真正是以不變應(yīng)萬變的“老將”！

小知識

側(cè)置氣門

側(cè)置氣門（SV）是將進(jìn)氣門和排氣門并列安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸一側(cè)，直接由凸輪控制進(jìn)氣門和排氣門。側(cè)置氣門發(fā)動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價(jià)低廉、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等特點(diǎn)，且可以將發(fā)動(dòng)機(jī)的高度降至最低。但是側(cè)置氣門發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)也很明顯：抗爆性能和高速性能差，壓縮比無法提高，熱效率不佳，只能用于低壓縮比和轉(zhuǎn)速不高的發(fā)動(dòng)機(jī)?？偟膩碚f，側(cè)置氣門是初期四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用的氣門機(jī)構(gòu)，目前已被淘汰。

頂置氣門時(shí)代

1936年哈雷推出了EL型摩托車，動(dòng)力裝置就是大名鼎鼎的“拳頭”（Knucklehead）發(fā)動(dòng)機(jī)。這臺V形雙缸排量高達(dá)1000ml，最大的特點(diǎn)是采用了頂置氣門（OHV）。由于氣門推桿和汽缸頭，構(gòu)成拳面形狀，且動(dòng)力比起以前的側(cè)置氣門V形雙缸彪悍得多，因此獲得“拳頭”的美稱。頂置氣門V形雙缸在低轉(zhuǎn)速時(shí)具有強(qiáng)大的扭矩，且能夠通過調(diào)整V形雙缸的夾角以獲得不同的震動(dòng)節(jié)奏和排氣聲浪，具有很強(qiáng)的個(gè)性，因此即使后來研發(fā)了先進(jìn)的頂置凸輪軸（OHC）配氣機(jī)構(gòu)，OHV仍然沒有退出歷史舞臺。直到目前，哈雷絕大多數(shù)車型搭載的仍然是OHV發(fā)動(dòng)機(jī)，因此這是是哈雷歷史最悠久、運(yùn)用最廣泛的動(dòng)力裝置，生產(chǎn)壽命超過70年，至今仍長盛不衰！

小知識

頂置氣門（OHV）

1899年，法國人比歇為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和功率，率先推出了頂置氣門（OHV）。凸輪軸安裝在汽缸的側(cè)面下部，通過較長的推桿把搖臂往上推，再通過搖臂向下壓開氣門；氣門設(shè)置在汽缸頭上，這樣燃燒室可以優(yōu)化為半球形或楔形，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比和熱效率。在提高轉(zhuǎn)速和功率方面，頂置氣門機(jī)構(gòu)明顯優(yōu)于側(cè)置氣門機(jī)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速普遍由1200rpm以下提高到6000rpm，功率顯著加大。此外頂置氣門發(fā)動(dòng)機(jī)還具有扭矩較大的優(yōu)勢，這也是為什么雖然以后出現(xiàn)了更先進(jìn)的頂置凸輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，但是仍有廠家堅(jiān)持生產(chǎn)技術(shù)“落伍”的頂置氣門OHV發(fā)動(dòng)機(jī)的緣故，這方面最典型的代表就是哈雷摩托車。

哈雷的頂置氣門V形雙缸推出了很多變種，除了上述的“拳頭”之外，還有“盤頭”（Panhead）、“鐵頭”Ironhead）、“鏟頭”（Shovelhead）等發(fā)動(dòng)機(jī)，分別簡介如下：

◆ 盤頭發(fā)動(dòng)機(jī)

1948年，哈雷推出了“盤頭”發(fā)動(dòng)機(jī)作為“拳頭”的接班人，成為哈雷摩托車V形雙缸的新代表。“盤頭”采用的仍然是頂置氣門機(jī)構(gòu)，不同的是安裝了鋁合金汽缸頭和液壓氣門頂桿，以及整體式鍍鉻搖臂罩，看上去像銀光閃閃的盤子——這就是“盤頭”綽號的來歷。

盤頭發(fā)動(dòng)機(jī)

◆ 鐵頭發(fā)動(dòng)機(jī)

1957年，哈雷推出了新款車型Sportster，搭載了排量900ml的“鐵頭”發(fā)動(dòng)機(jī)。所謂“鐵頭”其實(shí)只是故弄玄虛，V形雙缸，風(fēng)冷，頂置氣門等都沒有什么實(shí)質(zhì)革新；之所以稱為“鐵頭”，是因?yàn)槠最^的搖臂罩采用了鐵合金。“鐵頭”的生產(chǎn)壽命從1957年到1985年，后來被“進(jìn)化”（Evolution）發(fā)動(dòng)機(jī)頂替。

鐵頭發(fā)動(dòng)機(jī)

◆ 鏟頭發(fā)動(dòng)機(jī)

1966年哈雷V形雙缸家族又多出了一個(gè)頭“鏟頭”，它接替了“盤頭”來裝備Electra-Glide車型。由于采用了新的燃燒室，功率比原來提高了10%；鋁合金汽缸頭頂部的搖臂罩形狀如鏟，因此獲得“鏟頭”綽號。起初“鏟頭”的排量為1200ml，1978年后擴(kuò)容到1340ml，成為哈雷大雙缸的經(jīng)典代表，沿用到1983年，后來也被“進(jìn)化”（Evolution）發(fā)動(dòng)機(jī)頂替。

拳頭發(fā)動(dòng)機(jī)

哈雷EL搭載了拳頭發(fā)動(dòng)機(jī)

1957年XL Sportster搭載了鐵頭發(fā)動(dòng)機(jī)

1949年FL Hydra Glide搭載了盤頭發(fā)動(dòng)機(jī)

“進(jìn)化”時(shí)代

進(jìn)化時(shí)代的V形雙缸包括“進(jìn)化”和“雙凸輪”（Twin Cam）兩款。從基本結(jié)構(gòu)的角度來說，這兩款V形雙缸同樣屬于頂置氣門范疇，之所以單列是因?yàn)楣鬃隽俗銐蛑匾母倪M(jìn)，讓陳舊的技術(shù)輸出現(xiàn)代的性能。

 
2000年FXSTD Softail Deuce搭載了雙凸輪88發(fā)動(dòng)機(jī)

◆“進(jìn)化”發(fā)動(dòng)機(jī)

1984年，哈雷終于又有重要舉措，推出了全新一代“進(jìn)化”（Evolution）V形雙缸，作為FXST Softail等5款車型的動(dòng)力裝置。這是哈雷歷時(shí)7年研發(fā)的成果，排量高達(dá)1340ml；“進(jìn)化”發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能全面超越了以往V形雙缸，全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都能輸出更多的功率，而且改進(jìn)了以往哈雷雙缸的不足，比如抗熱衰減能力增強(qiáng)，密封性提升，很少出現(xiàn)用久之后油跡斑斑的問題。“進(jìn)化”V形雙缸流行很廣，至今產(chǎn)量已經(jīng)超過一百萬臺。

◆ 雙凸輪發(fā)動(dòng)機(jī)

經(jīng)過6年磨劍之后，哈雷再次重拳出擊，在“進(jìn)化”V形雙缸的基礎(chǔ)上推出了“雙凸輪”發(fā)動(dòng)機(jī)。1998年9月引薦的1999年車型Dyna和Touring，亮點(diǎn)就是搭載了新一代V形雙缸“雙凸輪88”（Twin Cam 88）。2007年，哈雷再次推出了“雙凸輪96”（Twin　Cam 96）。

顧名思義，Twin Cam是指采用了雙凸輪，但是不要誤以為這是雙2000年FXSTD Softail Deuce搭載了雙凸輪頂置凸輪軸（DOHC）。“進(jìn)化”V形雙缸的OHV氣門機(jī)構(gòu)，由單根凸輪軸驅(qū)動(dòng)4只氣門挺桿；“雙凸輪”V形雙缸采用的同樣是OHV氣門機(jī)構(gòu)，但是由2根凸輪軸驅(qū)動(dòng)4只氣門挺桿，因此氣門的開閉動(dòng)作比較準(zhǔn)確。88和96則是指排量，即88立方英寸（1450ml）進(jìn)入96立方英寸（1584ml）。除了Twin Cam 88和Twin Cam 96之外，哈雷推出了排量更大的Twin C a m1 0 3 ( 1 6 8 8 m l ) 和 T w i n C a m 1 1 0(1803ml)。

 
1984年Softail搭載了“進(jìn)化”發(fā)動(dòng)機(jī)　

“改革”時(shí)代傳統(tǒng)固然可貴，但是一味固守而不敢突破，就容易淪為墨守陳規(guī)。杜卡迪、寶馬、本田、鈴木、川崎、雅馬哈等國際大牌都在劇烈競爭，研發(fā)最新技術(shù)時(shí)，哈雷給人的感覺卻是“水波不興”，仍然使用頂置氣門V形雙缸“以不變應(yīng)萬變”。讓哈雷騎手乃至所有騎手高興的是，現(xiàn)在哈雷終于邁出了突破自我的第一步，推出了薈萃現(xiàn)代最新技術(shù)的V形雙缸，這就是“改革”（Revolution）！

“改革”發(fā)動(dòng)機(jī)“改革”

發(fā)動(dòng)機(jī)透視圖

2002年亮相的車型V-Rod讓熟悉哈雷的騎手們感到震驚，因?yàn)檫@臺V形雙缸可以輸出86kW/8250rpm的功率，高轉(zhuǎn)速、高功率，完全顛覆了哈雷的傳統(tǒng)印象！奧秘就在于哈雷全新研發(fā)的“改革”V形雙缸。這臺排量1130ml的發(fā)動(dòng)機(jī)突破哈雷的傳統(tǒng)：相對于以往的風(fēng)冷，采用了水冷方式；相對于頂置氣門機(jī)構(gòu)（OHV），采用了雙頂置凸輪軸氣門機(jī)構(gòu)（DOHC）；同時(shí)配置了電子燃油噴射系統(tǒng)等現(xiàn)代技術(shù)以降低排放。在顯著提升“改革”發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能同時(shí)，哈雷努力維系傳統(tǒng)，保留了原來的造型風(fēng)格以及經(jīng)久耐用優(yōu)良傳統(tǒng)。

 “進(jìn)化”發(fā)動(dòng)機(jī)

雙凸輪88發(fā)動(dòng)機(jī)

 
V-Rod搭載了改革發(fā)動(dòng)機(jī)

小知識

頂置凸輪軸（OHC）

雖然頂置氣門發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)于側(cè)置氣門發(fā)動(dòng)機(jī)，但是頂置氣門發(fā)動(dòng)機(jī)也有自身局限——由凸輪軸通過氣門頂桿驅(qū)動(dòng)氣門，而氣門頂桿相應(yīng)增加了傳動(dòng)損耗。上世紀(jì)60年代起，更加先進(jìn)的頂置凸輪軸（OHC）發(fā)動(dòng)機(jī)開始大行其道。OHC與OHV相比，最大的不同是：OHV的氣門位置在凸輪軸上方，凸輪軸利用氣門頂桿驅(qū)動(dòng)氣門；OHC的凸輪軸位置在氣門上方，發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪通過皮帶或鏈條帶動(dòng)凸輪軸齒輪，由凸輪軸直接驅(qū)動(dòng)氣門。因此，OHC 與OHV相比，取消了氣門頂桿，相應(yīng)的傳動(dòng)損耗減小，可以采用更高的壓縮比，大幅提升發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。因此，同等排量的發(fā)動(dòng)機(jī)，OHC機(jī)比OHV機(jī)動(dòng)力大、油耗小、易修護(hù)?，F(xiàn)代摩托車配置的基本都是頂置凸輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)（OHC）。

頂置凸輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)還可以細(xì)分單頂置凸輪軸（SOHC）發(fā)動(dòng)機(jī)和雙頂置凸輪軸（DOHC）發(fā)動(dòng)機(jī)。前者的進(jìn)氣門和排氣門的開啟、關(guān)閉均由同一根凸輪軸來完成開關(guān)動(dòng)作；后者則是利用兩條凸輪軸來分別驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門和排氣門完成開閉動(dòng)作?？傮w來說，雙頂置凸輪軸具有高轉(zhuǎn)速、大功率的特性，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，造價(jià)成本較高，維護(hù)比較困難，一般來說，多缸、大排量的高速發(fā)動(dòng)機(jī)多采用雙頂置凸輪軸，單缸、小排量的普通發(fā)動(dòng)機(jī)多采用單頂置凸輪軸。

結(jié)語

在盤點(diǎn)了哈雷由“濫觴”、“側(cè)置氣門”、“頂置氣門”、“進(jìn)化”、“改革”等階段組成的V形雙缸進(jìn)化史之后，我們發(fā)現(xiàn)，哈雷實(shí)際上并不是我們原來以為的那般保守。創(chuàng)建100多年來，　哈雷一直都在繼承與創(chuàng)新、傳統(tǒng)與改革的兩頭平衡。傳統(tǒng)肯定了過去和歷史，大多意味著成熟和穩(wěn)重；但是過于留戀傳統(tǒng)，特別是在時(shí)代發(fā)展變化的時(shí)候，很有可能就成為落伍者和淘汰者。創(chuàng)新意味著激情、活力和創(chuàng)造，但是往往也是冒險(xiǎn)者的代名詞，沒有積淀、沒有調(diào)研的創(chuàng)新，更是容易淪為冒失。

如何在傳承和創(chuàng)新間平衡？最首要的原則就是要關(guān)注市場，關(guān)注技術(shù)，與時(shí)俱進(jìn)，適時(shí)推出既符合時(shí)代審美觀念又突出品牌特色，既有鮮明性格又具備一流性能的優(yōu)秀車型，并藉此滿足騎手，占領(lǐng)市場，引領(lǐng)行業(yè)！