5分钟读懂杜卡迪Desmodromic汽门系统

对于杜卡迪,给你最深印象的是什么?别说那耀眼的竞技红色,那是地球人都知道的玩意。
什么?钢管编织车架?对不起从1199开始杜卡迪已经不用那玩意了,改铝合金双翼梁配引擎承压车架了。L型双缸?马上就出现V4发动机了。那么除了一如既往的绝美外形设计,还有什么呢?
我想,DESMO气门绝对排的上第一,对么?所以今天咱就聊聊,这DESMO气门为什么是杜卡迪最大的特色之一。
我们都知道,传统的气门复位机构是弹簧,大多数或者说绝大多数发动机的配气机构,其复位都是依靠弹簧来达到目的的。那么早在半个世纪之前的1950年代,是谁让杜卡迪走上了一条抛弃气门弹簧这种“离经叛道”之路,又是因为何种原因,让当代的杜卡迪继续放弃了如今如日中天的气门弹簧配气机构呢?
一切,始于1954年五月的那个夏天。
在1950年代,四轮比赛的顶级舞台已经基本上被F1统治了,各家车厂都拿出了看家本领来参与这个世界最顶级舞台的竞争。在那个高转速引擎开始崭露头角的年代(平均转速15000rpm以上),引擎的配气机构开始逐渐成为了提高转速压榨动力的最大瓶颈。

当时,传统的配气机构采用的是与如今你我家中的汽车一模一样的气门弹簧,但受制于半个世纪前的材料科学,50年代的气门弹簧即便是赛用级别,依然会存在气门回位速度的问题(转速越高,回位速度越慢)。
为什么?因为当凸轮轴转过最大摆线后,气门挺杆受到的来自于凸轮轴的压力消失,随后在气门弹簧的弹力驱动下,气门开始回位。从气门开始回位到气门完全关闭这个过程则会消耗一定的时间,最重要的是,这个时间的下限不能够低于凸轮轴的摆线速度,否则就会出现凸轮摆线已经关闭,而气门尚未回位的情况,也就是气门悬浮。
而对于气门来说,其关闭时间的极限与弹簧弹力正相关,与气门机构的质量反相关。换句话说,要想减小甚至消灭气门悬浮的问题,让气门回位更迅速,只有两条路可选:要么尽量降低气门机构的质量,要么加大气门弹簧的弹力。
气门弹簧的弹力说到根上是个材料问题,弹簧的刚性模量越大,同样大小的弹簧弹力就越强。而在1950年代,显然,材料问题不是一天两天可以解决的,所以大多数车厂选择走第二条路,也就是对气门机构进行减重。

其工作原理很简单,概括起来就一句话:既然我们的引擎采用的弹簧弹力不足,短时间内也无法找到刚性模量更大的材料来制作气门弹簧,那么我们就用一个回位摇臂强制升起气门,通过凸轮轴的转动驱动这个摇臂,强制完成气门回位过程。
在那个群雄并起的1950年代,梅赛德斯凭借着搭载着气门强升机构的W196战车,一举赢得了两年的世界冠军(车手为Juan Manuel Fangio,阿根廷)。
那么,这个四轮界的故事跟我们的杜卡迪又有着怎样的关系呢?
当时Enzo Ferrari非常担忧奔驰银箭的性能会超越自家的法拉利战车,于是与一个机械师讨论了继续开发并应用气门强升机构的可行性,虽然最后无疾而终但这并不重要,重要的是与Enzo讨论这套配气机构的人。这个人是谁?他就是那个改变了杜卡迪发展轨迹的男人:Fabio Taglioni。


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