氣門和動力性能之間到底有什麼關系？
……别急，這次就讓我們一起來聊聊—
摩托車發動機的“呼吸系統”，就是安裝在汽缸頭内的氣門機構。我們知道，就像人體的呼吸一樣，摩托車發動機至少需要2隻氣門，1隻用于吸氣，1隻用于排氣。在實際運用中，我們最常見的氣門機構，主要有2氣門和4氣門，而且這兩種汽缸頭的區别很明顯：如果是強調簡單、可靠、經濟，不追求高功率輸出的風冷、單缸發動機，一般來說就是采用2氣門的汽缸頭；如果追求的是高性能，榨取更多功率，那麼往往就會采用液冷、每缸4氣門的液冷發動機。
那麼，我們很容易就會猜想：汽缸頭是不是氣門數量越多越好？除了2氣門和4氣門之外，還有更多氣門的汽缸頭嗎？您還别說，汽缸頭内的氣門花樣還真不少，3氣門、5氣門都有，甚至還有8氣門的汽缸頭！
理論上來說，增加氣門數量，會增加進排氣總容積，提升進氣和排氣效率，有助于提高動力輸出。而且，在缸徑相同的發動機中，采用更多的氣門，意味着可以将氣門做得更細，從而降低了單隻氣門的往複質量，不僅減少了凸輪凸角的磨損，而且允許采用更高的轉速、榨取更多的動力。有些多氣門發動機，還會将進氣門打開的時間設計得略有差異，目的是增加低轉速時燃燒室内的湍流，促進油氣充分混合以提高燃燒效率。此外，多氣門還有助于加速汽缸頭的散熱。當然，有利就有弊，盡管優點多多，但多氣門的不足同樣存在，主要是增加了汽缸頭的複雜程度，提高了制造成本。
既然更多的氣門意味着更多的進排氣總面積，那麼是否氣門數量越多越好呢？為什麼沒有10氣門、20氣門的汽缸頭呢？這是因為，氣門的數量越多，意味着汽缸頭越複雜，制造成本越高而可靠性降低。更重要的是，氣門數量的增加與進排氣總面積的增加并不總是成正比的，到了最佳平衡點之後，增加氣門數量反而會降低進排氣總面積！經過研究驗證，對于确定缸徑的汽缸和相同規格的氣門來說，當氣門數量超過5隻以後，進排氣總容積就會減少，左側表格顯示的是就是氣門數量不同的汽缸頭中，進排氣總面積在整個汽缸橫斷面積中所占的比例。需要說明的是，所得出的百分比結果是概略的，即沒有考慮火花塞、噴油嘴所占據的面積，不過這些一般都設計在進排氣“死角”位置；同時，表格内容也沒有考慮進氣門和排氣門大小可能有所差異。
2氣門汽缸頭
當前，2氣門汽缸頭主要用于售價較低的經濟型摩托車和不追求高性能的複古型摩托車上，常見的氣門機構是SOHC和OHV。兩者相比，最大的不同是：OHV是氣門的位置在凸輪軸上方，凸輪軸利用氣門頂杆驅動氣門；SOHC則是凸輪軸的位置在氣門上方，發動機飛輪通過皮帶或鍊條帶動凸輪軸齒輪，從而實現凸輪軸直接驅動氣門。因此，SOHC比OHV減少了氣門頂杆和相應的傳動損耗，且可以設計出更高的壓縮比和發動機轉速，同等排量下SOHC發動機比OHV發動機的動力大、油耗小、易修護。
代表車型：SR400
毋庸諱言，高智能化、高性能化已經占據了現代摩托車的主流。但是，SR400卻與主流背道而馳—風冷、SOHC2氣門、大單缸、反沖啟動、大型制動鼓……無論從哪個角度來說，SR400都無關性能，無關技術。
SR400自從1978年面市以來，持續在日本生産和供應，并且一直都得到個性騎手的青睐。有意思的是，擁有SR400的不僅有懷舊情結濃烈的騎手，還有很多八零後、九零後—換句話說，很多年輕的騎手，都對這款曆史比自己年齡大得多的機器感興趣！
SR400是徹底的古典主義者。風冷大單缸精心設計了大型散熱片，以及銀光閃閃的曲軸箱。古典韻味很濃的喇叭形消聲器，在陽光下閃爍出耀眼光芒；由于采用了白金等貴金屬納米薄膜，能夠持久保持美感。為了滿足排放标準而裝備的電子燃油噴射系統，刻意安裝在單缸發動機之後，給人似曾相識的化油器感覺；前叉的防塵橡膠套、後部的雙筒減震器、鋼絲輻條輪辋、後輪大制動鼓……古香古色的細節，恍惚間，讓人回到了上個世紀七八十年代！
尤其讓人吃驚的是，2014年重新向日本本土以外市場發售的SR400，居然配置了反沖啟動—要知道，啟動大單缸從來就不是一件容易的事！不過，雅馬哈在汽缸頂部右側設計了小視窗，在左把手上安裝了減壓閥，再加上新的電子燃油噴射系統之襄助，騎手就能輕松啟動399mL的大單缸了。
首先，騎手要拉住離合器杆下面的減壓杆，然後打開反沖啟動杆，并輕輕踩壓，将活塞調整至合适的啟動位置。如果你經驗不夠，可通過小視窗觀察活塞位置，當活塞指示器出現在視窗時，這就是合适的啟動位置。
其次，你就可以釋放減壓杆了，同時讓反沖啟動杆完全上升回位。這時，請吸上一口氣，因為你的機器已經完全處于待命狀态了！猛然踩下反沖腳踏杆，毫不猶豫地快速踩到底，再迅速收腳。伴随着“突突突”的振動節奏，這顆曆史超過30年的古老機器，刹那間蘇醒複活！
3氣門汽缸頭
3氣門的汽缸頭結構，一般來說是2隻較小的進氣門，配上1隻較大的排氣門。相比于一進一出的2氣門汽缸頭，二進一出的3氣門汽缸頭具有更高的進排氣效率，但是由于排氣門較大，因此轉速同樣不會達到很高。3氣門汽缸頭的複雜性和制造成本，介于2氣門和4氣門汽缸頭之間。
代表車型：Shadow750
說到本田的“沙都”系列，鐘情美式巡航摩托車的車迷無人不知、無人不曉。1983年，本田的第一對“沙都”Shadow500（型号VT500C）和Shadow750（型号VT750C）同時面世，揭開了“沙都”家族迄今超過30年的舞台序幕。可以說，“沙都”就象“金翼”一樣，是本田麾下最長壽的機器之一，稱為“摩壇常青樹”當之無愧。自1983年亮相迄今，750mL級别的“沙都”已經樹立了成千上萬車迷的口碑，并且得到了市場豐厚的回報，銷售數量累計超過25萬輛！
Shadow750BlackSpirit的發動機結構與最早版“沙都”幾乎如出一轍，采用的是52°夾角的V型雙缸，3氣門和雙火花塞的汽缸頭，79mm×76mm的缸徑和沖程，745mL的排量。事實上，從1983年第一台“沙都”推出以來，采用每缸3氣門和雙火花塞的V型雙缸發動機基本結構就從來沒有改變過！看來，美式巡航摩托車與其他類别的摩托車真是大相徑庭，當跑車、街車們迫不及待地推陳出新、标新立異的時候，美式巡航摩托車卻依然故我，維系和固守着自我的傳統。
不過，造型風格不妨複古，但是性能可不能一成不變。與最初的“沙都”相比，Shadow750BlackSpirit最顯著的改變是采用了PGM-FI電子燃油噴射系統，配34mm口徑的扼流閥體，再得到雙點火的襄助，能夠輕松通過嚴格的排放标準。
美式巡航車并不追求最高速度突破多少，強調的是低轉速下的大扭矩動力特性，Shadow750BlackSpirit同樣遵循這一原則，最大功率為33.5kW（5500r/min），最大扭矩則是65N·m（3500r/min）。雖然就數值而言并不起眼，但是最大功率和最大扭矩輸出時的轉速分别隻有5500r/min和3500r/min，因此自怠速1200r/min起就扭矩充沛，起步時騎手會感到勁頭很足，加速超車則根本不用降低擋位，隻需擰動油門即可如你所願。此外，這台V型雙缸久經考驗，淬煉得異常成熟，動力充沛而馴順，即使是新手也會很快熟悉動力特性且輕松控制，駕駛起來倍感自信。
4氣門汽缸頭
這是現代摩托車最常見的汽缸頭，每個汽缸頭内安裝了2隻進氣門和2隻排氣門，一般來說進氣門和排氣門規格相同，或者進氣門略微大一些。與2氣門、3氣門汽缸頭相比，4氣門汽缸頭不僅具有更好的進排氣效率，而且由于采用了較小的氣門，可以榨取更多的高轉速功率，因此非常适合高性能摩托車。當前，所有的超級摩托車、中量級和輕量級跑車以及高性能街車、運動旅行車，都采用了4氣門汽缸頭。
代表車型：RC390
很多騎手提起高性能摩托車，動辄就要雙缸、四缸，對單缸嗤之以鼻，認為這與高性能無緣，何況RC390的單缸發動機排量隻有375mL。不過，你千萬不要存在偏見，“以排量論英雄”—這顆排量區區的單缸發動機，在博世電子燃油噴射系統的伺服下，迸發出令人吃驚的能量—最大功率達到32kW，不僅風頭蓋過了川崎雙缸跑車Ninja300，而且差點追上排量大得多的雙缸跑車CBR500R！
RC390搭載的這台液冷、DOHC4氣門單缸發動機，充分運用從比賽中獲取的技術和經驗—齒輪箱内的輸入軸和輸出軸采用了堆疊式布局，發動機整體尺寸異常緊湊，重量隻有36kg，實在令人驚歎！安裝了鍛造活塞，汽缸壁上電鍍了鎳矽碳化物，減少了往複質量，降低了摩擦，提高了散熱能力；同時配上了平衡軸，減少了震動，有效抑制了單缸發動機的震動。
這顆強勁的“孤膽雄心”，驅動150kg出頭的車重完全不在話下。RC390擁有充沛扭矩，從轉速3000r/min起就開始顯示出力量；随着轉速拉高，這顆短沖程單缸發動機露出嗜血本性，越跑越興奮，極速可達170km/h！
為了充分駕馭火爆的高轉速單缸發動機，RC390武裝了高規格的車架，無論高速穩定性還是轉向準确性，都直逼超級跑車！RC390配置了醒目的橙紅色鋼管鳥巢式車架，盡管外觀很像Duke390，但針對跑車身份，内部結構作出修改，以提升運動性能。車架的轉向頭做了修改，轉向頭角度擴大到66.5°，從而減小了後傾角和縮短了軸距，分别降到23.5°和1340mm，讓快速攻彎變得更敏銳、更迅捷！同時，RC390擁有更大的最小離地間隙，比Duke390多出了8.5mm，為大幅度壓彎提供了充裕空間。
2～4氣門汽缸頭
在多氣門技術中，本田的可變氣門系統（VTEC）很有特色，主要應用于中量級V4發動機。當轉速低于設定值時，每缸的4隻氣門中隻有2隻在工作；一旦轉速超過限值，每缸4隻氣門、4缸16隻氣門全部激活，全力以赴榨取最大動力。VTEC兼具2氣門和4氣門發動機之特長，在中低轉速時輸出強韌扭矩，同時降低了油耗；高轉速時則酣暢淋漓地輸送充沛動力。
代表車型：VFR800F1986年，本田推出了VFR750F，迅速成為引爆市場的風雲跑車。多年來，這台四缸跑車持續進化，一方面是在賽道上叱咤風雲，另一方面則根據騎手需求不斷調整進化，至今已經超過30年。
最早的VFR750F，最為引人矚目之處就是獨一無二的配氣機構—不是采用司空見慣的鍊條，而是采用齒輪驅動凸輪軸。多年革新之後，如今的VFR800F雖然已經取消了齒輪驅動裝置，但是獨特的可變氣門機構（VTEC）仍然很有特色。針對之前有騎手反映VTEC在氣門轉換時不夠平順問題，本田花心思優化了VTEC的氣門正時，宣稱2氣門和4氣門工作模式的過渡綿密自然，全轉速範圍内動力輸出線性感更鮮明，有助于騎手準确掌控動力發放。
這顆液冷、DOHC16氣門的V型四缸發動機，缸徑和沖程維持72mm×48mm，排量仍然是782mL，内置可變氣門系統；同時做了重要改進，焦點放在凸輪正時和氣門重疊角的優化上，PGM-FI電子燃油噴射系統相應調整，壓縮比也略微提高到11.8:1。最終，這台V4機器擠榨出最大功率77.9kW（10250r/min），最大扭矩75.1N·m則在（8500r/min）時爆發。由于輸出最大功率和最大扭矩時的轉速均有所降低，因此中低轉速範圍内的性能得以強化，騎手在公路行駛時，更容易獲得豐沛的動力。5氣門汽缸頭
5氣門結構一般是采用3隻進氣門和2隻排氣門。顯而易見，與2氣門和4氣門相比，5氣門的汽缸頭比較少見，但并不是沒有，比如上個世紀80年代的FZ750，90年代的TDM850和TDM900，早期的YZF-R1等。5氣門的特點是進排氣效率很高，而且由于氣門較細，特别适合榨取高轉速大功率。不過，與同樣适合高轉速大功率的4氣門相比，5氣門汽缸頭結構更加複雜，造價也較高，這在市場競争中處于不利地位。
代表車型：YZF-R11998年，最早的YZF-R1登場亮相。全新設計的車架内，塞入一台氣焰兇悍的每缸5氣門、排量998mL的并列四缸發動機。高達112kW的最大功率，僅為177kg的淨質量和1395mm的超短軸距，讓YZF-R1成為世界上跑得最快、質量最輕、操控最靈活的超級摩托車！
毫無疑問，5氣門發動機已經成為YZF-R1的招牌，即使說是YZF-R1的靈魂和徽征也不為過。這種最早運用于1984年FZ750的5氣門技術，具有更高的進排氣效率，有助于擠榨出更多的功率。但是，在堅持了多年的5氣門汽缸頭之後，2007年YZF-R1的發動機經曆了颠覆性的變革，以比較常見的4氣門發動機替代了原來的5氣門發動機！
雅馬哈為什麼會作出“倒退”的舉措？自2004年YZF-R1經曆大幅度革新後，峰值功率雖然更加強悍，但是騎手們反映YZF-R1在較低轉速範圍内的響應性能不盡人意。經過大量的研究，雅馬哈認為5氣門的複雜結構，限制了發動機燃燒室的形狀，因而降低了中低轉速時的燃燒效率；而采用相對簡單的4氣門汽缸頭，則可以獲得更理想的燃燒室形狀，提高燃燒效率。為此，2007年YZF-R1的動力心髒回歸到4氣門汽缸頭，并且優化了燃燒室形狀。首先，上一代發動機的3隻直徑為23.5mm的進氣門被撤換，取而代之的是2隻直徑為31mm的钛合金進氣門，這是當時1000mL級發動機中直徑最大的進氣門；同時匹配了一對直徑為25mm的排氣門，這與2006年的排氣門規格基本相同。其次，由于采用了4氣門汽缸頭，雅馬哈工程優化了燃燒室形狀，因此壓縮比從12.4:1提升到12.7:1，比2006年提高了0.3。第三，采用了升程更高的凸輪，其中驅動進氣門的凸輪升程從原來大7.6mm提高到9.2mm，驅動排氣門的凸輪升程則從7.5mm升高到8.3mm。新式發動機在汽缸頭以下部分，變化不大，缸徑和沖程保持77.0mm×53.6mm不變，屬于典型的高轉速短沖程設計，紅線轉速設置為13750r/min。
顯而易見，5氣門并不像看上去那麼美。在長期的賽道實戰中，雅馬哈已經悟出了經驗—發動機的峰值動力并非絕對主角，在實際比賽中，寬廣的功率帶和精細的動力發放特性占有更加重要的地位，有助于騎手改善操控性能，從而獲得更好成績，這就是YZF-R1放棄了5氣門的複雜結構，退回到相對簡單的4氣門汽缸頭之緣由。
8氣門汽缸頭
5氣門的結構已經夠複雜了，還有廠家研發更多氣門的汽缸頭嗎？事實上還真有過，這就是本田研發的橢圓形汽缸+8氣門汽缸頭。不過，規律已經預言了這種複雜結構的失敗—8氣門汽缸頭的進排氣總面積甚至不如3氣門汽缸頭，而且構造異常複雜，可靠性和耐久性都無法得到保障。事實上，本田的8氣門汽缸頭就是昙花一現，在征戰賽場時乏善可陳，現已沉睡于曆史博物館。
代表車型：NR500
由于FIM宣布1968年起500mL賽車的汽缸數限制為四缸，本田撤出了比賽。直到1977年11月，本田高調宣布重返GP賽場；1979年，本田終于出現在GP500賽場，所仗恃的就是采用了橢圓形汽缸的四沖程賽車NR500。
為了讓四沖程發動機爆發更多的動力，本田自然而然就想到了60年代獲勝的法寶，即增加汽缸數量以擠出更多的功率。但是，由于汽缸數量受到了國際摩聯規則的限制，為此本田采用了取巧的思路，别出心裁地設想出外部V4、内部V8的結構，這就是所謂的橢圓形汽缸發動機—每個汽缸頭安裝了8隻氣門，每隻活塞連接了2隻連杆，V型四缸總共安裝了32隻氣門和8隻連杆；由于橢圓形汽缸比較寬，每個汽缸内安裝了2隻火花塞……
繼續沿用“多缸、高轉速”思路、名義四缸實際八缸的NR500，與同等情況下的四沖程四缸發動機相比，戰鬥力顯著增強。不過，由于“外四裡八”的結構，導緻發動機變得異常複雜，穩定性、可靠性降低。更糟糕的是，NR500問世時，GP技術發生新的變革，二沖程時代已經拉開序幕—由于二沖程技術的蓬勃發展、“瓶頸”不斷突破，同等情況下動力性能超過了四沖程發動機，就理論而言，二沖程發動機功率是四沖程發動機的兩倍。
70年代起GP賽場已經被二沖程賽車統治，生不逢時的NR500沒能創建功勳。随後，本田隻有“識務者為俊傑”，推出了二沖程賽車NS500。1983年，弗雷迪·斯潘塞駕駛NS500，為本田奪得首個GP500年度騎手冠軍。NS500的勝利，加劇了NR500的終結，橢圓形汽缸就此退出了GP500賽場。