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(duì)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(qǐng)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(lái)一起聽(tīng)聽(tīng)——
F頭發(fā)動(dòng)機(jī)和三速變速箱
哈雷第一臺(tái)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(tái)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(tái)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(guó)聯(lián)邦騎手耐力和可靠性對(duì)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(tái)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(shí)到摩托車工業(yè)是生機(jī)蓬勃的未來(lái)產(chǎn)業(yè)，當(dāng)務(wù)之急是提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)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(tái)摩托車5D問(wèn)世。這臺(tái)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(duì)于當(dāng)時(shí)不容樂(lè)觀的路況而言是瘋狂的速度。不過(guò)這臺(tái)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(tái)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(lái)，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(zhǎng)長(zhǎng)的挺桿再借助搖臂來(lái)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(lái)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(guò)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(tái)V形雙缸可比哈雷第一代強(qiáng)多了，無(wú)論動(dòng)力還是可靠性都有長(zhǎng)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(kāi)始向日本等國(guó)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(lái)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(guó)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(lái)開(kāi)啟。經(jīng)過(guò)研究對(duì)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(jìng)爭(zhēng)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(hào)。“扁頭”發(fā)動(dòng)機(jī)工作可靠且經(jīng)久耐用，在接下來(lái)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(wàn)變的“老將”！
小知識(shí)：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(jiǎn)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(wú)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)。總的來(lái)說(shuō)，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(tái)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(guò)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(lái)研發(fā)了先進(jìn)的頂置凸輪軸（OHC）配氣機(jī)構(gòu)，OHV仍然沒(méi)有退出歷史舞臺(tái)。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(guò)70年，至今仍長(zhǎng)盛不衰！
小知識(shí)：頂置氣門（OHV）
1899年，法國(guó)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(guò)較長(zhǎng)的推桿把搖臂往上推，再通過(guò)搖臂向下壓開(kāi)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(shì)，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(jiǎn)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(hào)的來(lái)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(méi)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(lái)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(lái)裝備Electra-Glide車型。由于采用了新的燃燒室，功率比原來(lái)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(hào)。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(lái)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)
