[愛卡汽車文化頻道原創(chuàng)]

春節(jié)假期前預(yù)約了節(jié)后試駕，傳染病來(lái)襲，復(fù)工時(shí)間一再推遲。在這條河里燕子來(lái)的初春，初春溫暖的太陽(yáng)外射不到新車，留下了遺憾。在家搜索了遠(yuǎn)程辦公、國(guó)內(nèi)外新信息編輯的縫隙，制作了寶馬摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)模型，談?wù)摿税l(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)原理。(大衛(wèi)亞設(shè))。

今天給大家?guī)?lái)的這款寶馬R90S級(jí)別雙缸摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)是德國(guó)品牌Franzis。模型比例為1/2，完成的寬度達(dá)到34厘米，所有發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器部件都可以根據(jù)實(shí)際原理移動(dòng)，非常令人震驚。這個(gè)品牌還推出了福特V8、保時(shí)捷H6幾種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)，都需要用塑料透明外殼直接組裝。實(shí)際組裝的難度很難入門，有一定的手工經(jīng)驗(yàn)就能完成，但其中更寶貴的是通過(guò)這個(gè)過(guò)程學(xué)習(xí)了解發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理。這比書枯燥的圖畫更生動(dòng)。

水平被稱為雙缸，或拳擊手發(fā)動(dòng)機(jī)，在寶馬品牌和摩托車歷史上是圖騰。一個(gè)世紀(jì)前，氣缸避免了摩托車前輪的堵塞，獲得了良好的風(fēng)冷熱性能，結(jié)合寶馬航空公司的生產(chǎn)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，1923年寶馬R32問(wèn)世。不管是當(dāng)今最先進(jìn)的R1250發(fā)動(dòng)機(jī)還是俄羅斯的烏拉爾，中國(guó)改革開放后生產(chǎn)的長(zhǎng)江750等三輪摩托車都流著R32的血統(tǒng)。作為寶馬“水鳥”車主，自然對(duì)這個(gè)模型垂涎三尺，我父親年輕時(shí)擁有贛江750“柚子”，對(duì)這個(gè)模型很感興趣。

包裝開封后，大量的小零件用塑料板提供，與全宮所代表的組裝模式相一致。大尺寸透明外殼和進(jìn)排氣部分分開放置。與之相配的說(shuō)明書更像寶馬摩托車畫冊(cè)。

手冊(cè)的前半部分介紹了寶馬水平相反發(fā)動(dòng)機(jī)的百年發(fā)展史。從最初的1923年R32摩托車到今天的水冷R1200系列，飛機(jī)和Isetta等小型汽車使用過(guò)拳擊手發(fā)動(dòng)機(jī)。說(shuō)明書使用德語(yǔ)和英語(yǔ)雙語(yǔ)，但模特品牌來(lái)自德國(guó)，但與世界上90%的模特一樣，仍然遺憾地使用Made in China。但是從國(guó)外生產(chǎn)的型號(hào)的精細(xì)程度來(lái)看，可以說(shuō)國(guó)產(chǎn)真的很香。(莎士比亞)。

以及今天，我們的主人公R 90 S為了紀(jì)念1973年寶馬摩托車誕生50周年，第50萬(wàn)款產(chǎn)品下線的同時(shí)，寶馬設(shè)計(jì)了新的旗艦級(jí)車型，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣量也達(dá)到了898cc，最大功率67hp/7000rpm，最大扭矩76NN。此后也在各種比賽中取得了好成績(jī)。

簡(jiǎn)要介紹后，后半部分銅版紙印制了組裝說(shuō)明書。第一頁(yè)說(shuō)明了所需的工具，為此我需要全宮的水口鉗、世達(dá)的紙刀、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)處理水口毛的刀。(威廉莎士比亞，《哈姆雷特》)十字螺絲刀作為模型附件與自攻螺釘一起使用。

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說(shuō)明書同樣使用了德語(yǔ)和英語(yǔ)，某寶賣家貼心的附送了中文翻譯件。其實(shí)整體拼裝下來(lái)，看圖示就已足夠，英文注解使用的詞匯也很簡(jiǎn)單，無(wú)需對(duì)照翻譯稿。

先按照說(shuō)明書上的編號(hào)，在塑料板件上找到對(duì)應(yīng)零件，使用水口鉗剪下。就像與拼裝四驅(qū)車一樣，毫無(wú)難度，和真正的精細(xì)靜態(tài)模型相比，這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的零件尺寸很大，而且數(shù)量較少，拼裝起來(lái)毫無(wú)難度。

對(duì)于我這種強(qiáng)迫癥患者來(lái)說(shuō)必須要使用銼刀將零件水口處的毛邊打磨干凈。不過(guò)這個(gè)模型注塑板件的精細(xì)程度并不高，模具合縫線比較明顯。誰(shuí)讓它勝在了巧妙的機(jī)械結(jié)構(gòu)呢，就不要拿精細(xì)的拼裝靜模的品質(zhì)來(lái)要求它了。

另一個(gè)大幅降低難度的優(yōu)勢(shì)就是這個(gè)模型拼裝全程無(wú)需使用膠水，零件固定全部使用配套的自攻螺絲，制作效率上也可大幅提高。而且為了表現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它的外殼都采用透明塑料件，避免了難度最高，最為費(fèi)時(shí)費(fèi)力的噴漆步驟。

BMW R90S 拳擊手發(fā)動(dòng)機(jī)模型（1）

最開始便是將帶有散熱鰭片的發(fā)動(dòng)機(jī)中缸與曲軸箱殼體連接至一起，其中還要插入氣門挺桿。這也代表了這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)采用了底置凸輪軸OHV結(jié)構(gòu)，凸輪軸位于曲軸箱內(nèi)，推動(dòng)氣門挺桿，最終推動(dòng)氣門搖臂控制氣門開合。OHV由于氣門挺桿運(yùn)動(dòng)慣量大，不適合高轉(zhuǎn)速工作，除了某些美式V8以外，基本現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)都舍棄了這種結(jié)構(gòu)，改用頂置凸輪軸OHC機(jī)構(gòu)。

接下來(lái)便是在中缸的頂端安裝燃燒室與氣門。配套的自攻螺絲與十字螺絲刀帶有磁性，安裝起來(lái)毫無(wú)難度，零件尺寸也都很大，不需要精細(xì)操作，即便沒有模型拼裝經(jīng)驗(yàn)也無(wú)需擔(dān)心。不過(guò)自攻螺絲不適合反復(fù)拆卸，一定要看準(zhǔn)說(shuō)明書再安裝，旋緊的力矩也不宜過(guò)大。

最后固定氣門搖臂。通過(guò)頂桿的上下工作便可控制氣門上下開合。這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)采用了每缸兩氣門設(shè)計(jì)。內(nèi)部結(jié)構(gòu)安裝完成后便可蓋上缸蓋了。

氣缸外部拼裝完畢接下來(lái)就是活塞與曲軸曲柄機(jī)構(gòu)了。水平對(duì)置雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)的兩個(gè)氣缸的曲軸相位相差180度，也就是對(duì)稱分布在兩側(cè)，點(diǎn)火相位也相差180度。

將活塞插入氣缸中，要注意前后順序，前方的活塞插入左氣缸，后方的活塞插入右氣缸。

仔細(xì)觀察拳擊手發(fā)動(dòng)機(jī)，兩側(cè)的氣缸并不是對(duì)稱分布的，因?yàn)榍谇S上要先后錯(cuò)開固定。左側(cè)氣缸在前，右側(cè)氣缸在后的布局一直保留到了現(xiàn)在的寶馬摩托車上。

左右氣缸體合并完成后便可以制作凸輪軸并放入發(fā)動(dòng)機(jī)下方。凸輪軸旋轉(zhuǎn)，凸輪頂起氣門挺桿，從而控制氣門開閉。底置凸輪軸的好處便是兩側(cè)氣缸可以共用一根凸輪軸。

曲軸旋轉(zhuǎn)兩圈，活塞上下運(yùn)動(dòng)兩次，凸輪軸旋轉(zhuǎn)一周，氣門開閉一次，發(fā)動(dòng)機(jī)完成一個(gè)四沖程循環(huán)。所以配氣系統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，曲軸前方的齒輪齒數(shù)是凸輪軸前方齒輪齒數(shù)的一半。為了讓兩者在安裝時(shí)可以按照預(yù)先設(shè)計(jì)的相互位置協(xié)同工作，所以需要使用正時(shí)工具來(lái)確定二者的相互位置。這個(gè)深藍(lán)色的扳手就是這臺(tái)模型的正時(shí)工具。

把藍(lán)色扳手同時(shí)插入上下兩個(gè)齒輪的空隙，便可確定二者的相互位置關(guān)系，也就可以保證氣門可以在正確的時(shí)機(jī)開閉，和活塞協(xié)同工作。最后套上正時(shí)皮帶，安裝皮帶漲近裝置，便完成了配氣機(jī)構(gòu)的制作。

借此我們也可以分析出正時(shí)皮帶的重要性，他保證進(jìn)氣門在吸氣沖程打開，排氣門在排氣沖程打開，一定要按要求定時(shí)檢查更換正時(shí)皮帶?，F(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比高，活塞上止點(diǎn)位于燃燒室內(nèi)，如果正時(shí)皮帶斷裂，活塞運(yùn)行至上止點(diǎn)時(shí)氣門仍然打開，活塞與氣門發(fā)生高速碰撞，二者都會(huì)受損，產(chǎn)生的金屬碎片還會(huì)在慣性的作用下打壞缸體與燃燒室，大修發(fā)動(dòng)機(jī)就避免不了了。一根皮帶斷裂會(huì)引起如此重大的損失，這也就是新的發(fā)動(dòng)機(jī)越來(lái)越多開始采用免維護(hù)的正時(shí)鏈條的原因。

BMW R90S 拳擊手發(fā)動(dòng)機(jī)模型（2）

接下來(lái)我們?cè)诎l(fā)動(dòng)機(jī)頂部安裝起動(dòng)機(jī)，雖然真實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)這個(gè)位置布置了起動(dòng)機(jī)，但在模型中這其實(shí)更應(yīng)該稱為電動(dòng)機(jī)。因?yàn)槟Ｐ筒⒉荒苷娴狞c(diǎn)燃混合氣產(chǎn)生動(dòng)力，所以在運(yùn)動(dòng)展示中所有部件的動(dòng)力來(lái)源都是這個(gè)電動(dòng)機(jī)。

接下來(lái)直接在凸輪軸前方安裝一個(gè)電子機(jī)構(gòu)，它直接從凸輪軸上獲取動(dòng)力，這個(gè)機(jī)構(gòu)模擬的便是原車的分電器，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，按凸輪軸運(yùn)行相位，在設(shè)計(jì)好的時(shí)刻，將電能通過(guò)點(diǎn)火線傳遞至火花塞進(jìn)行放電，點(diǎn)燃燃燒室內(nèi)的混合氣。在模型中這個(gè)結(jié)構(gòu)實(shí)際是個(gè)相位傳感器，火花塞則是紅色發(fā)光二極管，二者協(xié)作，在活塞運(yùn)行至上止點(diǎn)時(shí)，二極管點(diǎn)亮，模擬火花塞點(diǎn)火的過(guò)程。

全部安裝完畢后，蓋上曲軸箱蓋，發(fā)動(dòng)機(jī)主體的制作便告一段落。由于當(dāng)時(shí)的鑄造工藝限制，那時(shí)的箱體、氣缸等零部件輪廓都非常圓潤(rùn)，這也成為了那個(gè)年代摩托車最顯著的特征?，F(xiàn)在寶馬為了將復(fù)古演繹到極致，最新的R18C概念摩托車中的發(fā)動(dòng)機(jī)采用了相同的設(shè)計(jì)風(fēng)格，寶馬的設(shè)計(jì)真是用心。

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發(fā)動(dòng)機(jī)主體完工后便開始制作變速箱零部件。通過(guò)幾個(gè)奇形怪狀的搖臂、撥叉、凸輪以及多個(gè)彈簧，便制作成了摩托車變速箱的換擋機(jī)構(gòu)。圖示左下方的是我們左腳擋桿連接的轉(zhuǎn)軸，上挑擋桿加檔，轉(zhuǎn)軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)中間的撥叉向下運(yùn)動(dòng)，換擋凸輪在撥叉的推拉下逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

旋轉(zhuǎn)180度我們從背面再看這個(gè)機(jī)構(gòu)。由于從對(duì)向觀察，換擋凸輪的運(yùn)動(dòng)方向則變?yōu)榱隧槙r(shí)針。上方限位滑塊由彈簧控制，對(duì)凸輪產(chǎn)生一個(gè)向下的阻力。換擋凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，限位滑塊會(huì)分別落入設(shè)計(jì)好的6處凹槽，這6個(gè)凹槽則分別對(duì)應(yīng)了1-5擋以及空擋。1-2擋中間的凹槽比較淺，這對(duì)應(yīng)的就是空擋。也就是我們實(shí)際操作中1擋挑半下，2擋踩半下，變速箱會(huì)進(jìn)入空擋的原理。

將換擋機(jī)構(gòu)放入變速箱殼體中，外側(cè)連接上變速擋桿，也就是我們騎摩托中左腳挑踩的那個(gè)結(jié)構(gòu)。

摩托車一般采用雙軸變速箱，一根輸入軸一根輸出軸，通過(guò)滑塊左右移動(dòng)，不同的齒比的齒輪相互嚙合，從而實(shí)現(xiàn)不同速比的切換。按照說(shuō)明書零件編號(hào)依次將大小不同的齒輪穿在金屬軸上，固定于箱體內(nèi)。圖中上方的是輸出軸，從發(fā)動(dòng)機(jī)獲取動(dòng)力，下方的是輸入軸，將減速增距的動(dòng)力傳遞至傳動(dòng)軸以及驅(qū)動(dòng)輪。

將三個(gè)撥叉安裝在軸上，插入滑塊的導(dǎo)軌中。撥叉左右移動(dòng)，帶動(dòng)軸系上的滑塊左右移動(dòng)，從而嚙合不同組齒輪，實(shí)現(xiàn)變速功能。至此變速機(jī)構(gòu)便拼裝完成。在汽車變速箱中，滑塊兩側(cè)裝備有摩擦錐盤和摩擦錐環(huán)，通過(guò)摩擦彌補(bǔ)不同大小齒輪切換時(shí)的轉(zhuǎn)速差，這也就是同步器，而結(jié)構(gòu)緊湊的摩托車是不具備同步器的。

變速箱的變速實(shí)際是由換擋、變速兩套機(jī)構(gòu)協(xié)同工作完成的。將左側(cè)的換擋機(jī)構(gòu)和右側(cè)的變速機(jī)構(gòu)合并在一起，撥叉另一端插入換擋凸輪的軌道中（圖中紅圈位置，輸入軸上的撥叉被擋住，在箭頭所示下方）。駕駛員上下挑動(dòng)檔桿，換擋凸輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)撥叉左右移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)切換各組齒輪相互嚙合，從而完成整套換擋動(dòng)作。

蓋上變速箱后蓋，至此變速箱也拼裝完畢，輸出軸最后位置固定了一個(gè)十字塑料片示意轉(zhuǎn)動(dòng)。接通電機(jī)時(shí)，前方發(fā)動(dòng)機(jī)模型以恒定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，操縱變速機(jī)構(gòu)，這個(gè)十字塑料片會(huì)以不同轉(zhuǎn)速進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，由此演示變速功能。在真車上，這個(gè)位置應(yīng)該連接萬(wàn)向節(jié)和驅(qū)動(dòng)軸，驅(qū)動(dòng)后輪。

拳擊手發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)展的近百年中一直匹配傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)，這也正是因?yàn)樗那S、變速箱輸出軸，相對(duì)于車頭方向都是縱向旋轉(zhuǎn)，更方便使用旋轉(zhuǎn)方向一致的傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)。反而使用直列式發(fā)動(dòng)機(jī)的摩托車，曲軸以及變速箱輸出軸，相對(duì)于車頭方向是橫向旋轉(zhuǎn)，使用鏈條傳動(dòng)可以減少傳動(dòng)系統(tǒng)換向的次數(shù)，提升傳動(dòng)效率。這個(gè)道理同樣適用于其他形式發(fā)動(dòng)機(jī)，譬如水平對(duì)置六缸的本田金翼、V2橫向排列的摩托古茲，曲軸、輸出軸都是縱向旋轉(zhuǎn)，配合傳動(dòng)軸傳動(dòng)。哈雷縱向排列的V2發(fā)動(dòng)機(jī)，曲軸橫向旋轉(zhuǎn)，所以使用和軸系、后輪旋轉(zhuǎn)方向相同的皮帶傳動(dòng)。

BMW R90S 拳擊手發(fā)動(dòng)機(jī)模型（3）

將變速箱與發(fā)動(dòng)機(jī)合體，主體工程基本結(jié)束，剩下的就是一些附件的制作安裝。比較遺憾的是這個(gè)模型沒有還原發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間的離合器機(jī)構(gòu)，而是直接將二者硬連接在一起。

先是在變速箱上方安裝空濾以及集氣箱。與實(shí)車相同，摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)一般氣缸后方是進(jìn)氣側(cè)，前方是排氣側(cè)，空濾位于油箱附近。

制作安裝灰色的化油器以及黑色的進(jìn)氣管。

兩根對(duì)稱的閃亮排氣是拳擊手發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)志之一，制作安裝排氣管以及排氣頭段上的散熱器片。

最后將模型整體翻轉(zhuǎn)，安裝油底殼。

安裝R 90 S標(biāo)志以及機(jī)油尺。

在底座上粘貼型號(hào)貼紙。底座起到展示支撐作用的同時(shí)還是個(gè)電池倉(cāng)，前文中提到的電動(dòng)機(jī)以及發(fā)光二極管，它們都需要通過(guò)電線連接至底座，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)展示功能。

至此這臺(tái)模型的所有拼裝工作均已結(jié)束。透明的外殼可以一睹內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理，同時(shí)在拼裝過(guò)程中更進(jìn)一步學(xué)習(xí)了解了發(fā)動(dòng)機(jī)以及變速箱的工作原理。這臺(tái)模型優(yōu)點(diǎn)在于巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使用區(qū)區(qū)不足一百個(gè)零部件就還原了機(jī)械原理，設(shè)計(jì)水平真的非常之高。同時(shí)還無(wú)需豐富的模型制作經(jīng)驗(yàn)，毫無(wú)上手難度。缺點(diǎn)就是零件尺寸雖然很大，但細(xì)節(jié)的雕琢不夠精致，塑料感太強(qiáng)，毛刺過(guò)多，和走外觀路線的模型相比，質(zhì)感不可同日而語(yǔ)。還因疫情在家無(wú)所事事嗎？不妨制作一兩個(gè)模型，畢竟在快節(jié)奏的生活中，我們已經(jīng)很久沒能放下心中的浮躁，平心靜氣的專注于一件事情了。

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