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”、“進化”、“改革”等發(fā)動機嗎？你是否大略知道這些發(fā)動機之間的區(qū)別和聯系以及研發(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？
請你停下風火雷霆的疾馳腳步，關閉你的發(fā)動機，坐下來一起聽聽——
F頭發(fā)動機和三速變速箱
哈雷第一臺V形雙缸（1909年）
匹配F頭發(fā)動機的三速變速箱剖面
四輪馬車發(fā)動機
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)動機，但是濫觴之初，哈雷生產的并不是雙缸而是單缸發(fā)動機。1905年到1908年間，哈雷生產出所謂的“四輪馬車發(fā)動機”（buckboard motor）。如名所示，哈雷暗示這臺發(fā)動機的最佳用途，是安裝在四輪馬車上取代馬匹。但是這臺發(fā)動機用途很廣，可以用于船舶或者摩托車等。“四輪馬車發(fā)動機”的功率約2.2kW至2.9kW（約3至4馬力），1905年售價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，在美國聯邦騎手耐力和可靠性對抗賽中獲得1000分，成為第一個獲得滿分的騎手，這讓哈雷摩托車威名大振，次年產量就擴大近3倍，達到了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)動機
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)是生機蓬勃的未來產業(yè)，當務之急是提高產品的競爭力，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)動機的首臺摩托車5D問世。這臺發(fā)動機采用風冷，45°汽缸夾角，排量810ml，最大功率約5.1kW（7馬力），可以驅動5D的最高時速達到90km/h，這對于當時不容樂觀的路況而言是瘋狂的速度。不過這臺發(fā)動機設計欠周，第二年就不得不退市。不可否認的是，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成為美式巡航摩托車的經典標志。
1911年哈雷改進后的V形雙缸卷土重來，這就是F頭發(fā)動機。所謂F頭，是因為排氣門安裝在汽缸側面，由安裝在曲軸箱的凸輪軸直接驅動，但是進氣門安裝在汽缸頭頂部，由凸輪軸驅動長長的挺桿再借助搖臂來驅動，因此汽缸頭部分呈現英文字母F的形狀。F頭發(fā)動機又稱IOE發(fā)動機，與后來的側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80年代路虎汽車也搭載過F頭發(fā)動機。
起初F頭發(fā)動機匹配的是2速變速箱，為了更有效地傳遞動力，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多了，無論動力還是可靠性都有長足進步，使用壽命可達18年。借助F頭發(fā)動機，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”的美名。與此同時，哈雷摩托車生產、銷售蒸蒸日上，開始向日本等國家出口，到20年代已經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)動機
1952年K型摩托車搭載了扁頭發(fā)動機，K系列后來發(fā)展成哈雷的Sportster扁頭發(fā)動機1933年R系摩托車搭載了扁頭發(fā)動機。
側置氣門時代
上個世紀初期， 側置氣門 S V ） 配氣機構剛剛發(fā)明不久，1896年法國人普吉奧率先將SV氣門機構用于四沖程發(fā)動機。哈雷的V形雙缸進氣門由機械驅動，而不是由發(fā)動機產生的真空來開啟。經過研究對比之后，哈雷決定引入這種當時堪稱先進的配氣機構以增強競爭力。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，采用了側置氣門。由于進氣門和排氣門都安裝在汽缸一側，因此汽缸頭頂部平坦，獲得“扁頭” （Flathead）的綽號。“扁頭”發(fā)動機工作可靠且經久耐用，在接下來的多年內推出了很多變種，沿用到1972年，歷時43年之久，真正是以不變應萬變的“老將”！
小知識：側置氣門
側置氣門（SV）是將進氣門和排氣門并列安裝在發(fā)動機汽缸一側，直接由凸輪控制進氣門和排氣門。側置氣門發(fā)動機具有結構簡單、工作可靠、造價低廉、運轉平穩(wěn)等特點，且可以將發(fā)動機的高度降至最低。但是側置氣門發(fā)動機的缺點也很明顯：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速不高的發(fā)動機�？偟膩碚f，側置氣門是初期四沖程發(fā)動機普遍采用的氣門機構，目前已被淘汰。
頂置氣門時代
1936年哈雷推出了EL型摩托車，動力裝置就是大名鼎鼎的“拳頭”（Knucklehead）發(fā)動機。這臺V形雙缸排量高達1000ml，最大的特點是采用了頂置氣門（OHV）。由于氣門推桿和汽缸頭，構成拳面形狀，且動力比起以前的側置氣門V形雙缸彪悍得多，因此獲得“拳頭”的美稱。頂置氣門V形雙缸在低轉速時具有強大的扭矩，且能夠通過調整V形雙缸的夾角以獲得不同的震動節(jié)奏和排氣聲浪，具有很強的個性，因此即使后來研發(fā)了先進的頂置凸輪軸（OHC）配氣機構，OHV仍然沒有退出歷史舞臺。直到目前，哈雷絕大多數車型搭載的仍然是OHV發(fā)動機，因此這是是哈雷歷史最悠久、運用最廣泛的動力裝置，生產壽命超過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)動機轉速和功率，率先推出了頂置氣門（OHV）。凸輪軸安裝在汽缸的側面下部，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)動機的壓縮比和熱效率。在提高轉速和功率方面，頂置氣門機構明顯優(yōu)于側置氣門機構，發(fā)動機的轉速普遍由1200rpm以下提高到6000rpm，功率顯著加大。此外頂置氣門發(fā)動機還具有扭矩較大的優(yōu)勢，這也是為什么雖然以后出現了更先進的頂置凸輪軸發(fā)動機，但是仍有廠家堅持生產技術“落伍”的頂置氣門OHV發(fā)動機的緣故，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)動機，分別簡介如下：
◆ 盤頭發(fā)動機
1948年，哈雷推出了“盤頭”發(fā)動機作為“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構，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)動機
◆ 鐵頭發(fā)動機
1957年，哈雷推出了新款車型Sportster，搭載了排量900ml的“鐵頭”發(fā)動機。所謂“鐵頭”其實只是故弄玄虛，V形雙缸，風冷，頂置氣門等都沒有什么實質革新；之所以稱為“鐵頭”，是因為汽缸頭的搖臂罩采用了鐵合金。“鐵頭”的生產壽命從1957年到1985年，后來被“進化”（Evolution）發(fā)動機頂替。
鐵頭發(fā)動機
◆ 鏟頭發(fā)動機
1966年哈雷V形雙缸家族又多出了一個頭“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年后擴容到1340ml，成為哈雷大雙缸的經典代表，沿用到1983年，后來也被“進化”（Evolution）發(fā)動機頂替。
拳頭發(fā)動機
哈雷EL搭載了拳頭發(fā)動機
1957年XL Sportster搭載了鐵頭發(fā)動機
1949年FL Hydra Glide搭載了盤頭發(fā)動機
