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Harley-Davidson哈雷戴维森引擎动力变革历程

   对于动力机械的爱好者,1903年无疑是值得纪念的,这一年莱特兄弟第一次飞上了天空,福特汽车也是在这一年成立,而对于美式机车的狂热者来说,最重要的当然是这一年Harley-Davidson 诞生了,从此带领热爱自由的骑士们,展开了长达113年的长征。今天小编带您一起回顾一下Harley-Davidson引擎动力发展历史。

Harley Davidson1903年诞生于美国威斯康星州密西根湖边的密尔瓦基,1905生产的第一部车搭载单缸气冷引擎,排气量约400ccHarley-Davidson真正的传奇始于他的V型双缸设计,这次将为大家整理出Harley Davidson历年V型双缸引擎的演进历程。


 F - Head( 1909 ~ 1929)

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F – Head引擎,哈雷开发出的首款V – Twin引擎

其实Harley Davidson1909年就开发出第一具V – Twin(V型双缸)引擎,并命名F - Head ,这款V-Twin设计为汽缸夹角45度,并安装在哈雷5D上,相对于当时广泛采用的单缸引擎,F- Head排量气量约800cc,但是由于该款引擎存在一些难以克服的缺陷,一共只生产了27具,并于第二年便退出市场。虽然这款引擎最终没有在市场中立足,但是其创造的”V”字外型却具有极其重大的意义,成为日后哈雷引擎造型的模板

 

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5D,1909年生产的第一台V – Twin引擎哈雷,采用F –Head 引擎

而真正广为人知的F –Head其实是1911年的改良版本(搭载于7D车型)。因此在V – Twin渐渐展露头角后,最初的F – Head才被认定为Harley Davidson 第一具V - Twin引擎。

 

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7D,1911年生产搭载改良后F – Head引擎

首款V - Twin退出市场之后,哈雷在此基础上进行了重大的改革。1911年,哈雷推出了改良后的引擎,其外形特征是汽缸顶部造型如同英文字母”F” F - Head的最大特征在于进、排气门的驱动形式和位置。F - Head的进气门设计在汽缸顶部,并以挺杆借助曲轴的动力让气门进行开闭动作,而排气门设置在活塞侧边,同样以挺杆来传送曲轴动力。而这样的设计也成为Harley-Davidson后来Side Valve(侧置气门)的基石,更进一步启发了V - Twin引擎迈向OHV( 汽门挺杆式引擎Over Head Valve)结构。

第一次世界大战期间,Harley-Davidson生产转换为军用,截至战争结束美军估计使用约两万台摩托车,其中大多为Harley-Davidson生产,约占其销售量的一半。除此之外,Harley-Davidson在1917年7月成立QuartermasterSchool培养军用技工,一战结束后,首先踏上德国领土的美军Roy Holtz便是骑着Harley-Davidson,可知当时Harley-Davidson的摩托车对美军的意义。

 

 Flathead(1929~1972)

1929年,Harley Davidson,研制成功名为”Flathead”的V-Twin引擎。Flathead,是Harley Davidson 最先采用的side valve设计的量产引擎。

 

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Flathead进排气侧置,所以顶部像一个倒置的”L”

所谓side valve(又称边阀引擎或L头引擎),是指进排气的位置低于燃烧室,而且是以并排方式配置在汽缸侧边,因此被称为side valve。因其进气和排气都安装在汽缸侧边,导致汽缸头扁平,所以称为”Flathead”Flathead最早其实是汽车采用的气门形式,有简、廉价、结构稳固的优点,直到现在仍有许多需要这些特点的机械,如农用机具、割草机使用。Flathead后续又发展出许多不同版本,一直沿用至1972年,堪称是最长寿的引擎之一。最早推出的Flathead约有750cc的排气量,搭载于经典车款Model D 上。

 

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Model D 搭载Flathead引擎

是Harley Davidson最早的侧置引擎车款

Flathead搭载于Model D后,也陆续发展出低压缩比,标准设置以及高压缩比三种版本,三者分别搭载于D、DL和 DLD车型上,其中DL所使用的Flathead引擎已经可以发挥出22匹马力。相较于之后推出的1200cc排气量的 Big Twin引擎,这一系列750cc的Flathead在当时被昵称为Baby Twin。

 

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DL,搭载改版后的Flathead,压缩比不同于Model D

1937年Harley-Davidson开发出搭载Flathead引擎的经典车款Model U,相对于当时的摩托车设计,Model U兼具耐用、快速、结构简单的优点,二次大战期间美军大量引进Model U及其后继车款WL,并对其进行适应战场的改装。1939年起Harley-Davidson开始生产军用Model U,并将型号定为Model UA以示其建军属于美军,军用的Model U增加了防撞杆、风镜、及可容纳冲锋枪、步枪及卡宾枪的枪套,最后还加上了更大的空气滤净器。总计二战期间美军购买了超过九万台Harley-Davidson的摩托车,Model U展现了Harley-Davidson简单、实用、耐用的设计理念,也使Harlay-Davidson确定了其未来发展方向。

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Model U 向全世界证明Harley-Davidson的造车工艺

图为1946年份的设计

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军用型U及WA增加了风镜、枪套等配备

  Knucklehead (1936~1947 )

1936年Harley Davidson于引擎设计上有了重大变革,也就是第一款采用OHV形式设计的V - Twin引擎Knucklehead问世。

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Knucklehead,最初搭载于Model EL ,顶部如同拳头的手指关节Knucklehead最初搭载于Model EL 之上。

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Model EL,搭载Knucklehead性能较过去的车款大幅提升

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Knucklehead造型特殊,辨识度极高

由于OHV设计使得气门效能有大幅度提升,因此和之前的Flathead相比较,Knucklehead在性能方面的表现也达到全新的层次。Knucklehead在低转速时拥有强大的扭力,而且可以通过调整”V”型夹角的角度改变震动节奏和排气声浪,这些技术及特色,也一直沿用至今。初期Knucklehead的排气量设定为1000cc,到了后期又发展出1200cc的版本,排气量比起过去更大,Knucklehead也自此开始被称为Big Twin( 相对于Flathead的Baby Twin )。Knucklehead属于OHV设计,气门位置从Flathead时的侧置设计变更为顶置,加上气门周边加入了机油润滑设计,也让引擎顶部形状更为复杂,造成外观酷似手指关节,这也是Knucklehead名称的由来。

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搭载Knucklehead引擎的Harley Davidson车款中,1941年的Model F可算是技术最为成熟的代表作 。

 

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Model F,至此Knucklehead技术已趋成熟,也奠定了Harley DavidsonOHV引擎的基础。

而此车款的续作1946年问世的Model FL,更是达到马力输出至40匹的新阶段,所以当时也昵称Knucklehead为Mighty Harley。


 EVOLUTION(1984~1999)

在Shovelhead的时代,Harley-Davidson面对了几个艰难的问题与处境。首先是日本品牌的大举进入美国,廉价、高性能的日本车,给予Harley-Davidson莫大的威胁。其次是Harley-Davidson本身的不擅经营,使得品牌遭到AMF集团的并购。最后则是Shovelhead一直以来存在着许多无法克服的问题,制作质量低劣导致原本设计的缺陷更为显著包括散热不良、漏油等等。


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1970 Honda CB 750,Honda的传奇车种,横扫美国市场

拥有四汽缸引擎68匹马力,极速可达时速200公里


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Kawasaki Z1 750cc1970,是当时美国市场中日系车种的主力之一,搭载四汽缸引擎、81匹马力,极速可达时速210公里,加上低廉的售价,是当时哈雷主要的竞争对手。

所以Harley-Davidson不得不重新思考设计一款全新的引擎,并且学习日系品牌更有效率的生产技术和管理方式,以克服眼前的困境。

最后Harley-Davidson成功地在1981年买回了公司,脱离AMF集团,并在1984年推出了耗时七年研发的新一代V-Twin。

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在AMF旗下的时期,Harley-Davidson车身字样旁,会加入AMF字样

Harley-Davidson将这款新的引擎赋予了象征脱胎换骨的名子  Evolution,迎战性能强悍、耐用而且价格相对低廉的日系车种。

Evolution与Shovelhead相较下,Evolution在外观上最大的差异就是汽缸盖、上、缸体全部使用铝合金,使得重量和散热效果极大改善。在引擎内部,除了铸铁缸、铝合金汽缸的结合外,气门也因计算机化生产制程有了更高的精度,另外Harley-Davidson设计了铝合金活塞并在其中加入12%的硅成分,大大降低了运转时的摩擦损耗与热膨胀。除此之外,CV(负压化油器)的使用,也是始于此时期的引擎技术。

 

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Evolution引擎为了改善散热与其所延伸的问题,采用全铝合金。而此时期最重要的是,新的计算机制成使零件精准度更为提高。

Evolution排气量为1340cc,性能较以往的V-twin引擎有大幅提升,任何转速下都能输出更多的动力,而且抗热衰竭和密封性都大为提高,成为Harley-Davidson引擎设计重要的里程碑。

 

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1990 Fatboy Grey Ghost这台1990年所出的Fatboy搭载Evolution引擎,拥有1340cc的排气量。值得一提的是,GreyGhost的外观设计,是为了纪念当年在日本投下两颗原子弹的B29轰炸机,而B29投下的两颗原子弹分别叫做Fat Man和LittleBoy,也正式Fatboy车款命名的由来

Harley-Davidson在1986年针对Sportser系列又推出了883cc和1100cc规格的Evolution引擎,命名为EvolutionSportster 。Evolution Sportster 1100cc于1988年再变更为1200cc,自此Sportster系列走向现在大家熟悉的883/1200双车型。

 

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Evolution sportster 开启了现在大家熟悉的Sportster双车型系列

 Twin Cam 1999

1999年Harley-Davidson发表了接替Evolution引擎的Twin Cam 88引擎,排气量从原来的1340cc进一步扩大至1450cc,输出功率更大幅提升,并搭载至新款的Dyna和Touring车系。Twin Cam引擎两缸各自有两支独立的凸轮轴(即一般所说双凸轮轴),因此在1450cc的排气量加上两支凸轮轴的设计下,不仅让缸体侧面留出了更大空间,而且也因为缸径扩大而换取到更大的排气量和马力输出。另外,汽缸周边的散热片也进一步增大,Twin Cam88具有比Evolution大50%的散热片,因此在气冷引擎最重要的散热效率上也获得了显著提升。                         Harley-Davidson哈雷戴维森引擎动力变革历程
Twin Cam是Harley-Davidson最新一代的引擎

现行车款也都是使用Twin Cam

由于缸径扩大导致Twin Cam88运转过程震动较大,2000年Harley-Davidsond开发了Twin Cam 88使用的反向平衡轴(Counter Balancer),以削减引擎运转震动并提升引擎运转的精确度,并开始搭载于至当年度的Softail车系上,所以2000年之后改款的Twin Cam 88定名为Twin Cam 88 B,正式取代原本的Twin Cam 88。 

2007年,Harley-Davidson再次推出了Twin Cam 96,排气量提升至1584cc,之后更推出了排气量1690cc的Twin Cam103和1803cc的Twin Cam110。 

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2013Fatbob 搭载TwinCam 96

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Street Glide Custom 2013搭了TwinCam 103

Milwaukee-Eight V型双缸引擎2017

此次设计实际上有三个变量基于相同的引擎,两个1745 cc(107 cu.in)发动机和专门用于CVO特别定制的更大更高性能的1870cc (114cu.in)发动机。发动机提供更多的马力,更多的扭矩,较大的位移,四阀门和更高的压缩比。燃油经济性自称由于cleaner-running、四阀门和双火花汽缸设计更好,更容易助长和燃烧调控。结合液体冷却的两个变体,它意味着发动机有效得多。

 哈雷产品开发副总裁Scott Miller说:”这些最强大,最有求必应 、最舒适的旅游提供的哈雷戴维森摩托车。”


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