En Honda Super Cub motor. Den mest populære motorcykel nogensinde, over 100 millioner er produceret.En motorcykel motor er, som navnet siger, en motor der driver en "cykel", altså et 2 eller 3 hjulet køretøj. Motorcykel motoren er typisk en 2-takts eller 4-takts forbrændingsmotor, men andre typer er blevet og bliver brugt, så som Wankel og elektriske motorer.
Selvom nogle knallerter, som VéloSoleX, havde rulledrev på forhjulet, så trækker en motorcykel motor normalt på baghjulet, trækket overføres normalt via bælte, kæde eller kardan.
De fleste motorer har idag en gearkasse med op til 6 gear. Bakgear findes ind imellem på de tungeste tourcykler, for eksempel på Honda GL1600, og sidevogns motorcykler, som Ural. På langt de fleste motorcykler, skifter man gear med en gearpedal og manuel kobling, men tidligere modeller havde dog gear håndtag. På nyere cykler finder vi både automatiske og semi-automatiske gearkasser.
Udenfor USA, varierer motorvolumen typisk mellem 50cc og 650cc; men i Europa har det siden 1968 været normen med større motorvolumen, varierende fra Triumph Rocket 3's 2300cc og ned til 125cc.
En Honda Super Cub motor. Den mest populære motorcykel nogensinde, over 100 millioner er produceret.
De første motorcykler var drevet af dampmotorer. Det tidligste eksempel er den Franske Michaux-Perreaux damp-cykel fra 1868. Den blev fulgt af den Amerikanske Roper damp-cykel fra 1869, og et antal andre damp-drevne 2 og 3 hjulede, produceret i det tidlige 20'ende århundrede.
Benzin forbrændings motoren blev første gang brugt på den eksperimentelle Gottlieb Daimler i 1885, simpelthen for at afprøve det praktiske i at køre med en sådan motor. Denne motorcykel Daimler Reitwagen, anses af de fleste for at være verdens første motorcykel.
I de senere år, har interessen for ren energi, givet plads til elektrisk drevne motorcykler. Diesel motorcykler dukkede også kortvarigt op i det 20'ende århundrede, men er nu igen blevet interessante i forhold til brændstof økonomi og militærets behov. Det amerikanske militær har bestilt en diesel motorcykel, M1030 M1, der kan køre på det samme brændstof, JP-8, som resten af deres armerede køretøjer, fly, biler og lastbiler.
Langt størsteparten af de motorcykler der produceres idag har en luft-kølet, 1-cylindret motor med lille volumen, både 2-takts og 4-takts. I den rigere del af verden, Europa og Japan, er normen mere stor volumen og mange cylindre sammen med de mindre motorcykler, mest på grund af de komplicerede kørekorts regler, så derfor ser vi her en stor variation i cylinder antal, motorvariationer, og kølesystemer.
Væske-kølede motorcykler har en køler, mage til den vi ser på biler, hvilket er hovedkilden til at skille sig af med varme fra motoren. Kølevæsken cirkulerer hele tiden mellem køler og topstykke mens motoren kører. De fleste gadecykler har også en lille blæser i forbindelse med køleren, og den styres af en termostat. Den kølende effekt fra denne blæser er i langt de fleste situationer, nok til at forhindre motoren i at overophede, så væskekølede motorcykler er sikre at bruge i byen, hvor trafikken tit holder stille.
Udlednings regulativer og ønsket om maksimal ydelse, gør at motorcykelmarkedet nu hovedsageligt er vandkølede. Selv Harley-Davidson, der altid har holdt fast i luftkølede motorer, er nu begyndt at have vandkølede topstykker i deres V-2 motorer i de store touring modeller. Harley-Davidson Street 500, Street 750, og 2 V-Rod modeller har 60° V-2'er der er vandkølede.
Luft-kølede motorer udnytter luften der passerer henover topstykke og cylinder, mens motorcyklen kører. Kører man i stillestående trafik i byen, risikerer man at motoren overopheder. Nogle modeller, mest scootere, har en blæser, der tvinger luften forbi cylinder blokken, hvilket løser problemet med by-kørsel. Cylindre og topstykker på luft-kølede motorer er forsynet med køleribber for at hjælpe afkølings processen.
Nogle modeller har et hybrid køle system, hvor motor olien cirkulerer mellem motorblokken og en lille oliekøler. Her fungerer olien både som smørre- og kølemiddel, også kaldet oliekølet. Suzuki har lavet mange olie-kølede motorcykler. Moderne BMW R-modeller med boxer-motor, som R1150GS, bruger luft- og oliekøling. Polaris's Victory motorcykler bruger kun luft/olie-køling.
Brændstofindsprøjtning og elektronisk motorstyring er efterhånden standard på alle typer motorcykler til gadebrug, det er kun få modeller der stadig bruger karburatorer. Tændings systemet skiftede fra magnet tænding i 1950'erne til batteri-spole-systemer, og disse blev efterhånden afløst af Kondensator-udløst-tænding (Capacitor Discharge Ignition (CDI)) fra 1980'erne.
Superchargers, eller kompressorer, var almindelige i det tidlige GP, indtil de blev forbudt. Den første kompressor på en produktions motorcykel var 2015 Kawasaki Ninja H2 og H2R. De 4 store lavede også en turbo-ladet motorcykel, faktisk lavede Honda 2, mest som en teknisk øvelse, og opgav dem hurtigt igen. De fleste sports cykler bruger idag ram-air systemer, hvor hastigheden øger trykket i luftboksen. Den første gadecykel til at bruge dette system var 1990 Kawasaki Ninja ZX-11.
Stort set alle motorcykler idag, har en benzin forbrændingsmotor. Både 4-takts og 2-takts motorer bruges, selvom 2-takts motorerne er på vej væk, på grund af de strengere udlednings regulativer. Få motorcykler har brugt Wankel motorer, men der er i øjeblikket ikke nogen i produktion. Motorerne er som tidligere nævnt enten væske- eller luft-kølet, og ind imellem olie kølet eller en kombination med de andre 2. I 2009 TT race introduceredes en ny kategori 'TTX' (senere omdøbt til TT Zero) for elektriske motorcykler, der bruger enten brændselsceller eller batterier.
Motorerne monteres enten tvær-liggende; hvor krumtappen ligger på tværs af stellet, eller langs-liggende, hvor krumtappen ligger parallelt med stellet. Motorcykler med tværliggende motor, fungerer bedst med kæde- eller bælte-træk. Mens motorcykler med langsliggende motorer fungerer bedst med kardan-træk.
Scootere har ofte motoren som en del af baghjuls ophænget. Den kombinerede motor-gearkasse-svingarm samling bevæger sig i forhold til vej-fladen og er derfor en del af den "uaffjedrede vægt".
2-takts motorer har færre dele end en 4-takts motor, og laver faktisk dobbelt så mange kraft-takter som en 4-takts motor, pr. omdrejning.
Brændstof økonomien er til gengæld væssentlig bedre i en 4-takts motor.
Topstykkets design er meget vigtigt for effektiviteten af frobrændingen i en 4-takts motor, og derfor også ydelsen af motoren. Hvis topstykket er fladt, er forbrændingskammeret en del af cylinderen og/eller en forsænkning i stemplet, men for det meste er det en "kuppel" i selve topstykket. 4-takts motoren har ventiler i forskellige designs: side ventiler, (OHV) hvilket er stødstangs aktiverede ventiler og knastakslen ligger i motorblokken, overliggende knastaksel (SOHC), og dobbelt overliggende knastaksler (DOHC). En motor med desmodromiske ventiler (f.eks. Ducati) har 3 eller 4 knastaksler. SOHC og DOHC topstykker har mindst 2 ventiler pr cylinder (1 indsugning og 1 udstødning), mange ventilede motorer kan have 3 (2 indsugning og 1 udstødning), eller 4 (2 indsugning og 2 udstødning), eller endda 5 (3 indsugning og 2 udstødning). Af de mere eksotiske topstykker, finder vi Honda's NR motor, med ovale stempler og 8 ventiler pr. cylinder ( 4 indsugning og 4 udstødning). Topstykket er den varmeste del af motoren og kræver derfor ordentlig køling, typisk luft-køling, olie-køling eller væske-køling.
Nogle motorcykel modeller hos bl.a. Harley-Davidsons, Moto Guzzi og BMW, har fået øgenavne efter deres topstykker, navne som: airhead, panhead, oilhead og knucklehead. Ducati desmomodromiske topstykke giver mulighed for højere omdrejningstal uden at ventilerne "flyder".
I en sideventilet motor, styres ventilerne fra en "underliggende" knastaksel (i motorblokken). I OHV motoren styres ventilerne af stødstænger. SOHC og DOHC motorerne har overliggende knastaksler (i topstykket) typisk drevet af kæde, bælte, tandhjul eller snegl/snekke.
De tidligste motorcykel motorer havde udstødnings ventiler der blev styret på samme måde som en sideventilet motor, men de havde en OHV indsugnings ventil, der blev holdt lukket af en svag fjeder. Indsugnings ventilen åbnedes af det vakuum der dannedes af indsugnings takten (når stemplet bevægede sig ned). Efterhånden som behovet for styring af denne ventil opstod, blev der tilføjet en knast mere på knastakslen og en stødstang og vippearm styrede ventilen.
Honda udstyrrede deres CBR400F med REV, "revolution responding type valve pausing mechanism", i 1983. Dette system gør at ventil styringen pr cylinder ændres mellem lav og medium omdrejningstal og et højt omdrejningstal. I 2002 introducerede Honda HYPER VTEC i deres VFR800 model. I 2006 introducerede Kawasaki VVT i deres Concours 14 (GTR 1400).
Motor og gearkasse var oprindeligt separate enheder, gearkassen blev drevet af en "hoved kæde". Senere kombinerede man disse to enheder, til en enkelt motorkonstruktion. Nogle producenter, som Norton og Enfield fortsatte med denne konstruktions type indtil for nyligt, Harley-Davidson bruger stadig denne konstruktions type.
Oprindeligt havde motor og gearkasse separate smørresystemer med forskellige typer olie; I den moderne motor er det den samme olie der smørrer hele motoren.
Hovedparten af motorcykel motorer er konfigureret som 1-cylindrede, parallel twins, 3-cylindrede, 4-cylindrede og 6-cylindrede; og disse konfigurationer er enten langsliggende eller tværliggende (her er det krumtappen der bestemmer det). V-motorer ser vi som V-2 og V-4, og boxer motoren som 2-, 4- eller 6-cylindret. Wankel motoren er enten enkelt-rotor eller twin-rotor.
Den 1-cylindrede motor har cylinder og topstykke arrangeret lodret, i vinkel eller vandret, den sidste type ser vi mest i scootere. 1-cylindrede motorer kræver både et større svinghjul og en kraftigere gearkasse end flercylindrede motorer. Små 1-cilindrede er billigere at lave og vedligeholde og ses rigtig meget i de billige små pendler cykler.
Indtil midt 1960'erne, havde bane racerne, som englands Matchless, AJS og Norton, store 1-cylindrede motorer (typisk 500 og 650cc), men siden er de kørt agter ud af de flercylindrede racere. Off-road og mindre dual-sport cykler bruger hovedsageligt 1-cylindrede motorer.
Række 2 og Parallel 2
Det vi kalder en parrallel-twin, hedder også en 360° motor, her kører stemplerne i top samtidig, men tænder på forskellige takter. De andre to er række-2 motorer med forskellige krumtapper.
V-2
V-2 motoren findes mange forskellige udgaver. En vinkel mellem cylindrene på 90° bruges af Ducati og Moto Guzzi, og er sædvanligvis en balanceret motor. En mindre cylindervinkel giver en mere kompakt motor, men har tendens til flere vibrationer, som 42° (Indian), 45° (Harley-Davidson), 52° Honda, og 60° (Aprilia). Mange V-2 har en enkelt knastaksel med stødstangs aktiverede ventiler, som i harley motoren, de mere moderne V-2 motorer har overliggende knastaksler.
V-2 motorer der monteres som langsliggende (krumtappen parrallelt med stellet) har cylindre og topstykker stikkende ud til hver side, som Honda CX500 og Moto Guzzi, eller tværliggende som Harley-Davidson, Ducati, eller Aprilia. Den tværliggende V-2 med luftkøling, kan have problemer med at køle den bagerste cylinder og topstykke.
Boxer-2
En boxer motor har cylinder og topstykke liggende i en 180° konfiguration. Boxer motoren har en god balance og få vibrationer. De er hovedsageligt monteret langsliggende, så cylinder og topstykke stikker ud til siden, derved er motoren velegent til luftkøling. Boxer-2 bruges af BMW og Ural og tidligere i historien af Douglas, Marusho, og Hoffmann. Langsliggende boxer-motorer kører typisk med kardantræk.
Nogle tidlige motorcykler havde tværliggende boxermotor, det var f.eks. engelske Douglas motorcykler fra før Anden Verdenskrig.
Tandem twin
Tandem Twin har cylindrene arrangeret i række, men med 2 krumtapper forbundet med tandhjul, som Kawasaki's KR250 gadecykel og deres KR250 og KR350 GP cykler. En tandem twin er faktisk 2 forbundne 1-cylindrede motorer, Tandem twins er bedst egnede til 2-takts racere.
3-cylindrede motorer er normalt monteret som tværliggende. Engelske Hinckley Triumph har specialiseret sig i disse motorer, som modstykke har de deres 2300cc Rocket III der er monteret langsliggende. Andre eksempler er Benelli' "Tre" og Yamaha XS750, samt de nyere Yamaha XSR900 og MT-09 modeller. Italienske Laverda lavede nogle få 100 cc og 1200cc 3cylindrede. Nogle Laverda havde 120° krumtap, mens andre havde en 180° krumtap, hvilket kunne betegnes som en 3/4 række-4. BMW lavede deres K75 der var en langsliggende monteret 750cc 3-cylindret, hvor cylindrene lå vandret. Både BSA og Triumph havde tidligere en 3-cylindret model.
Nogle 3-cylindrede motorer var 2-takts. Kawasaki lavede nogle 3-cylindrede 2-takts motorer på 250, 350, 400, 500, og 750cc i 1970'erne, mens Suzuki producerede 380, 550, og 750cc 3-cylindrede, hvor den sidste var vand-kølet, Den var også kendt som "vandbøflen". Motobecane lavede 350cc og benzinindsprøjtet 500cc 3-cylindrede i de tidlige 70'er. Honda lavede en vandkølet V-3 2-takts MVX 250 og NS 400.
Række-4
Produktionen af række-4 motoren begyndte med FN Four i 1905. FN motoren var monteret langsliggende; og dette design blev kopieret af mange producenter i Europa og USA før Anden Verdenskrig. I USA blev de produceret af Henderson og Indian.
De første 4-cylindrede motorcykler med tværliggende monteret motor, var 1939 Gilera 500 Rondine racer motorcykel, den havde også dobbelt-overliggende knastaksler, kompressor og vandkøling. Siden introduktionen af Honda CB750 række-4, har disse motorer domineret motorcykel markedet, når vi snakker gadecykler som: touring, naked og sport. Den tyske producent Münch baserede deres motorcykler på en 4-cylindret bilmotor. F.eks Mammut 2000 der havde en 2000cc motor med turbo og topstykke fra Cosworth.
Boxer-4
Boxer-4 motoren har cylindre og topstykker liggende i en 180° konfiguration. Boxer motoren har en god balance og få vibrationer. Den er monteret langsliggende, så cylindre og topstykker stikker ud til siden. Boxer-4 ser vi på Honda GL 1000, 1100 og 1200 Gold Wing. Fordelen er her en 4-cylindret kort motor.
V4
Honda bruger V4 motorer i deres ST modeller og VFR modeller, disse er alle 4-takts motorer. 2-takts V-4 finder vi i Yamaha's 500cc RD500 V4 (RZ 500 i USA). I det sidste årti i 2-takts GP500 racing var det stort set kun V-4 fra Honda, Kawasaki, Cagiva, Suzuki, Yamaha.
Square four
En square four er en U motor, med 2 stk. 2-cylindrede motorer ved siden af hinanden. Denne konfiguration blev brugt af Ariel Square Four fra 1931 til 1959. Konfigurationen blev igen brugt i en 2-takts version, til race, af Suzuki og senere i deres gade-version af RG500.
Crossplane-4
I crossplane motoren er krumtappen anderledes opbygget end i den almindelige række-4. I den almindelige række-4 er krumtapslagene forskudt 180°, mens de i en crossplane motor er forskudt 90° i alle 4 retninger. Det giver en meget speciel tændningsorden og lyd.
Honda byggede en 5-cylindret motor til race, RC211V, 990cc V5. Der er ingen V5 motorer i kommerciel produktion.
1047cc Honda CBX blev produceret fra 1978 til 1982. 1300cc Kawasaki KZ1300 blev produceret fra 1979 til 1989. Begge havde række-6 motor. Benelli lavede en 750 cc og 900 cc Sei fra 1972 til 1978. Honda lavede en 250 cc række-6 GP cykel og lidt senere en 350cc. BMW K1600GT og K1600GTL, introduceret i 2011, har en række-6 på 1649cc. Det er en motortype med godt bundtræk, men til gengæld forholdsvis bred motor.
Galbusera byggede en V8 i 1938, og Moto Guzzi eksperimenterede i 2 år med deres DOHC 500 cc V8, Otto Cilindri, i 1950'erne. Af de mere specialiserede motorcykler, finder vi Boss Hoss der bruger 5700cc, 6000cc og 8200cc Chevrolet V-8 motorer. I 2003 fremstillede Daimler-Chrysler et begrænset antal af deres Tomahawk concept motorcykel med en Dodge Viper V-10 motor. Australske Drysdale har bygget nogle få 750cc V8 superbikes og 1000cc V8. Der er ingen af de store producenter, der idag bruger V-8 motorer på motorcykler. Honda kom dog tæt på med deres V4 oval-stemplede NR750 gadecykel og NR500 GP cykel, stemplerne havde nemlig tilsammen 8 plejlstænger, og man kunne argumentere at det var en V-8, hvor stemplerne parvis var samlet til en V-4.
Der findes andre jet motorcykel prototyper, men de er aldrig sat i produktion.
