今天要延續上一次和大家聊「你的引擎到底有幾缸？」，在上一集的單元，我們跟大家聊了包含單、雙缸引擎的特性，其實單缸引擎就是我們最常見，大家一定都有接觸過的的引擎形式，再來雙缸引擎就分很多，包含直列雙缸、V2的雙缸，甚至L-Twin的雙缸，這就是各車廠展現自己特色的戰場，所以雙缸引擎其實也是在市面上最具特色，或是每一家車廠幾乎都有雙缸引擎；而今天要接下去和大家聊一聊，包含三缸、四缸、五缸還有六缸引擎，它們特別的地方在哪裡？

授權轉載自：Moto7

原文：你的引擎是幾缸？各種缸數的引擎特色｜多缸引擎篇

【延伸閱讀】
你的引擎是幾缸？各種缸數的引擎特色｜單、雙缸篇

四缸引擎

為什麼要多缸引擎？

首先並不是要從三缸引擎開始談，而是最常見的四缸引擎。四缸引擎它的排氣量大概從250c.c.開始，一直到1,600c.c.，級距範圍很大很廣，包含很多運動車款、街車都是以四缸引擎為基礎來做開發的。為什麼要做到四缸引擎而不是用單缸引擎、雙缸引擎就好？很重要的一個原因是，當各車廠在追求更大的排氣量、更大的動力，同時車廠的技術人員發現，活塞做的越大，燃燒會不好控制，也就是效率會變差；同時因為活塞做的越來越大顆，所以它上下運動速度的極限就會變低，也就是說當排氣量變大，它的轉速上不去，因為活塞越來越大顆了，所以要把它分成多缸來做。

為什麼要追求高轉速？

以四缸的排氣量來說，四個汽缸來分擔整顆引擎的排氣量，那麼原本1,000c.c.的排氣量就不會是集中在單缸，而是四缸，每缸就是250c.c.。如此一來，每一缸的活塞就可以做的比較小，排氣量也比較少，就回到原本比較小排氣量的狀態，也比較好控制燃燒的狀況、效率，再來活塞運動的速度也能增加，也就是說轉速可以往上提升。為什麼我們會希望引擎的轉速是往上提升的？為什麼我們不用低轉速扭力輸出就好，而是希望它越來越高轉？很簡單，轉速就是每分鐘曲軸轉的圈數，或者可以把它解釋成是每一分鐘引擎爆炸的次數，每一分鐘引擎爆炸幾次就可以產生幾次的能量，所以轉速越高，爆炸的次數就越多，能產生的能量動力就越大，就是一個這麼簡單的道理。

我們希望把引擎的轉速越做越高，因為它爆炸的次數就會變多，產生的動力當然越大，這就是為什麼一般的引擎來說，低轉的馬力比較小，可是越往高轉馬力反而會變大。為什麼不把轉速做到無限延伸，做到兩萬轉、三萬轉、四萬轉？還是有其他原因的，因為轉速越高活塞運動速度越快，也就是吸氣、進氣的速度就會很快，原本可能有半秒鐘可以吸氣、進氣，轉速越高可能只剩下1/10秒，甚至1/20秒、1/60秒來進氣，不管是燃油或是空氣其實都有一定的慣性，時間太短能被吸進來的量就減少了。因此活塞在整個轉速攀升的過程中，進、排氣的效率反而有可能是變差的，這一點就可以從扭力曲線來看到。

多缸引擎的缺點

一般來說不管是單缸引擎或是多缸引擎，它的扭力曲線從低轉開始到中轉速、到最高，再來又會降低，代表說它爆炸的扭力，其實力道是又變小的。另外一個問題是，既然多缸有這麼多好處，那是不是把汽缸做的越多越好？這也不是！因為多缸引擎自然會有比較大的體積與重量，而且機械結構也相對複雜，從騎乘方面來說，當引擎變得這麼寬，那整台車在傾倒的過程中就會變得很緩慢、遲鈍，所以操駕的感受也不好；所以總結來說多缸引擎還是有缺點，就是機械結構會變得比較複雜，有些引擎會比較胖，對於騎乘感來說也是扣分的。

並列四缸引擎的特色

接著就要來細談一下四缸引擎究竟有哪些特色？首先最常提到的特色就是轉速域是比較高的，而且高轉速有高出力，它的動力是非常綿密的，聲浪也非常綿密好聽。另外一個部分就是它的扭力曲線一般來說是比較平順的，從低轉開始它並不會突然往上升，而是產生一個比較順暢的扭力曲線的輸出；以並列四缸引擎來說，這也是日系四大廠展現技術的一個戰場，所以他們基本上當家的仿賽車都是採用並列四缸的設定。

並列四缸引擎在運作上會有什麼特色？它有四個汽缸、四個活塞，而它的分布是兩個活塞在上，兩個活塞在下，運動的時候，兩個活塞往上移動，旁邊的兩個活塞往下移動，所以一直上、下、上、下，而外面的汽缸是反過來下、上、下、上。整體來說，兩上兩下活塞作動的分佈就是最常見的設定，這樣的設計有什麼好處呢？兩上兩下它們的震動是互相抵消的，所以震動是比較小的。第二個部分，再加上爆炸把它變成是平均的分布，可以造成曲軸在轉兩圈的一次週期裡面，爆炸是等間隔的平均爆炸，所以四缸引擎會有非常綿密的聲浪，就是因為它的爆炸是四缸輪流，而且都是等距的間隔。

Big Bang 不等距間隔爆炸

同樣是直列四缸引擎，大家一定會想到現在的YZF-R1，它的引擎的爆炸聲真的非常特別，因為它採用了所謂的Big Bang，不等距間隔的爆炸排列，為什麼會有這樣的想法呢？以四缸而言它的動力是非常綿密的，而且爆炸是等距的，照理說應該是非常的好，但是在整個動力提升的過程中，技術人員發現，當採用等距間隔的爆炸，輪胎在抓地的時候會一直處於一個變形的狀態，也就是說胎面是長期處於變形的狀態，而且是很穩定的一直在變形，這樣抓地力反而變的比較差，那要如何抓地力會比較好呢？就是在等距的間隔中稍微調整一下，讓它的爆炸是有休息的，那當然一邊如果休息的比較多，另外一邊的爆炸就會變的比較密。

既然會產生出不等距的間隔，就是比較長的休息會停兩拍，那麼在下一回合就必須要有爆炸，它是連續的爆炸，否則整個順序就會大亂，因為最重要八拍裡面就是要爆炸四次，如果以等距來說就是很平均的，每爆炸一次休息一拍，再爆炸一次再休息一拍，但如果說同樣的八個拍子裡面，我們要讓它產生是不等距的話，就是要移動其中的幾個，就會產生有的時候休息比較久，而有一邊它的爆炸是比較綿密的，所以聽起來，R1現在它的引擎聲如果到高轉速，可能還聽不出來，但低轉速的就會有一種，好像有一點突然要往前加速，又停一下，又突然往前加速，這跟曲軸的運轉速度也會有關係，因為當連續爆炸的時候，速度當然是加的比較快，停頓的時候，曲軸運動的速度又會慢下來。這就跟我們之前講的哈雷的馬蹄三拍有一點類似的狀況。

Crossplane 十字曲軸

究竟為什麼可以從原本的兩上兩下的曲軸，讓它可以產生Big Bang呢？這其實是有一個改變，它是把曲軸的分佈做一個硬體上的調整，並不只是去改變點火的位置。YAMAHA把原本兩上兩下的設定，把這個曲軸拆開變成十字形，也就是英文的「Crossplane」，所以台灣我們也稱它為十字曲軸，就是它的引擎活塞是每一個活塞都有自己的規律，不再是兩上兩下各兩組，而是把它拆成四組，所以曲軸在轉一圈的過程中，各個活塞會分別的來進行，往上下這樣的運動，再加上它把點火的角度做一個調整，就可以產生像剛剛示範的Big Bang不等距的爆炸點火。

不等距間隔爆炸對輪胎抓地力的幫助

Big Bang不等距間隔爆炸點火讓輪胎休息的時間變的比較長，休息時間變長它就可以從原本變形的狀態回復到原本的狀態，再來去輸出動力，所以整體來說它的抓地表現會比較好。以四缸而言，Big Bang在高轉馬力輸出時的抓地效果會比較好，所以大家要有一個概念，問題不在於引擎能產生多少的最大馬力，問題在於輪胎能將多少馬力咬到路面、推動車子來做加速，這才是重點。工程師就是利用不等距的點火，讓它輪胎從原本一直在變形的狀態，變成是有休息的，同時再用比較大的力量去推，讓它能輸出動力。

V型四缸引擎的特色

接著最常見的引擎就是V型的四缸，所謂V型四缸它大概會有幾個特色。以整個機械架構來說的話，直列四缸引擎一定是比較寬，因為它是一個一個汽缸這樣排列，但V型四缸可以讓它重疊，而且是前後可以避開對方，所以它的引擎一定比較窄，但引擎縱向的長度就會比直列四缸前後的長度更長一點。再來，每個車廠它的夾角設定會不一樣，若夾角比較小的話，那引擎的前後長度就可以做的比較短；如果夾角做的比較開的話，例如九十度，那引擎的前後長度就會比較長一些。V型引擎在動力輸出普遍擁有的特性就是，它的低轉速扭力會相當的好，高轉馬力也很容易讓它延伸出來，而在排氣聲浪的部分，V型四缸引擎雖然一樣會有高轉的馬力輸出，但它的排氣聲浪跟直列四缸那種綿密的感覺是不一樣的，會有一種停頓、粗糙的感覺。

V型四缸引擎的夾角

簡單來說，不管是目前HONDA、APRILIA、DUCATI，他們所採用的V型四缸引擎都是不等間隔的爆炸，所以天生它們扭力就會比較大，而且它們能把動力傳到路面的能力也是比較好的；如果我們再回頭來看YAMAHA的Big Bang，其實它就是要從原本直列四缸引擎模擬出V型四缸的特性。目前常見的V型四缸引擎大概都是75度或是90度的夾角，90度的夾角就是DUCATI慣用的引擎的夾角，它的活塞上下運動就是互相抵消的，所以平衡也會比較好，但是由於角度比較開，所以引擎的長度也是比較長的。其他大部分引擎則是採用75度的夾角，來縮短引擎的前後距離。

採用四缸引擎的車廠

目前不管是歐系或日系的公升級仿賽，基本上都是採用四缸引擎，例如APRILIA採用V4、BMW採用直四、DUCATI當然也是採用V4，其他則是一樣都是採用直四。以引擎動力輸出上，DUCATI V4是比較大的，輸出220ps馬力，而且轉速也是比較高，在15,000轉，其他一般直四的引擎大概會落在11,000轉到13,000~14,000轉左右，這是它們的一個極限，動力在現在目前來說都可以突破200ps的馬力了。