深度解析本田CBR1000RR-R摩托车发动机的半凸轮齿轮系统

连拥有丰富研发经验的专家都感到兴趣，本田2020年款CBR1000RR-R的发动机设计就是如此特别。以史上最强自然进气直列四缸发动机在历史上留下纪录的RR-R，或许就是不断追求性能的直列四缸发动机的最后堡垒。

本文将为大家说明在轻量化同时实现高转速目标的「半凸轮齿轮系统（Semi-camgeartrainsystem）」。

本田所宣传的能在达成轻量化目标同时实现高转速化的技术就是半凸轮齿轮系统（Semi-camgeartrainsystem）。RR-R采用的这个结构非常罕见，以往我们所说的半凸轮齿轮系统（Semi-camgeartrainsystem）都是在说它的竞争对手宝马S1000RR的那种系统。

而本田的半凸轮齿轮系统（Semi-camgeartrainsystem）主要是藉由将装在凸轮轴上的齿盘改小来控制发动机高度，并且避免凸轮轴在转速变动时产生的周期力被传递到正时链条上，透过这样的方式让链条作动变得稳定，只要链条没有乱掉，就不需要使用到张力器（Tensioner）强行按压，因此也能够帮助减少机械损失。

▲【「全」凸轮齿轮系统不适合市售车？】能够解决超高转速型发动机的问题，就是将凸轮正时链条改成齿轮驱动的凸轮齿轮系统（Camgeartrainsystem），这个系统在1980～1990年代的本田车款中相当常见，最新的例子则是RC213V-S。

但是这个系统会增加摩托车的重量、制造成本也相当高，加上会造成很大的运作声响，因此这项赛车技术并不适合用在市售车上，拥有丰富市售经验的本田应该也非常清楚这一点。※上图为RC213V-S

但是RR-R的这个系统，从凸轮轴传到正时链条的周期力其实与一般使用凸轮驱动的方式并没有什么不同。而且因为正时链条变短的关系，所以可能也不太容易出现震动，但是这也让人产生了一个疑问，那就是它的效果有宝马那么好吗？

不过，其实除了加在正时链条上的周期力之外，还存在着另一个非常大的力量，那就是曲轴的震动所产生的施力；而RR-R所采用的半凸轮齿轮系统（Semi-camgeartrainsystem）就非常完美地消除了这个力量，所以笔者觉得这可能才是本田真正的目的。

透过超高转速进行旋转的曲轴会因为活塞的惯性力以及燃烧造成曲轴经常会在上上下下时严重变形，尤其是在曲轴最旁边的地方因为距离轴承极远，因此变形自然特别严重。

如果在这个作动最激烈的部分加上正时链条的传动炼条（正常情况下是不会安装在这个位置），就很容易因为曲轴的变形造成正时链条强烈振动，进而容易发生正时链条出现机械声响、张力器磨损、调整器损坏与链条损坏等问题。

由于RR-R的正时链条并不是直接挂在曲轴、而是先透过惰轮介入，因此基本上并不会受到曲轴震动的影响。虽然安装在曲轴上的传动齿轮（本田称之为正时齿轮）会震动，但是由于它与上面的从动齿轮（即凸轮轴惰轮）并不会像链条一样连接在一起，因此在这个地方就可以拦阻曲轴的震动。

▲【将曲轴震动与正时链条分开】RR-R的半凸轮齿轮系统（Semi-camgeartrainsystem）并不是将曲轴直接挂在正时链条上。顺带一提，两个凸轮轴链轮之间的圆型零件应该是用来防止气缸头震动，所以可以有效减少声音在传达时伴随的震动。

赛车发动机从以前开始就是使用齿轮系统（geartrainsystem），根据我们多年来的经验可以知道，其实它真正的效果就是避免曲轴震动传到链条上。如果是这样的话，那只要有办法不让曲轴的震动传到链条上，就没有必要一定得全部使用又重又贵而且又吵的齿轮。

笔者推测这样的想法应该是本田之所以研发出这个系统的原因，而这样绝佳的创意，也可能是在这几年分析技术变得越来越进步之后才有办法出现。

另外，RR-R所采用的半凸轮齿轮系统（Semi-camgeartrainsystem）的优点就是能够比宝马的系统更好地控制住气缸头宽度。由于宝马的作法是将气缸头最宽的部分用齿轮来固定，所以会造成气缸头的宽度变得更宽，但是RR-R的作法却可以让气缸头的宽度和以往采用的正时链条方式没有什么不同。这对容易因为气缸头宽度造成车体缺点的直列四缸发动机来说，可以说是非常具有代表意义。

▲宝马的半凸轮齿轮系统（Semi-camgeartrainsystem）能够将凸轮轴齿盘变小的有效控制住气缸头高度，但是却会因此造成宽度增加。

文章由易车号作者提供