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从直列到水平对置,发动机到底有什么区别?

原标题:从直列到水平对置,发动机到底有什么区别?

“有些人注定不懂得引擎轰鸣的震撼”。

作为只属于内燃机时代的精工之作,发动机的排列顺序不同往往决定着一台车的“脾气秉性”如何。虽然如今从性能层面来看纯电动机已经可以在0-100km加速中碾压一切,但论起中段加速和极速表现,仍然是内燃机的主战场。

虽然这部分知识对于一众Petrol head来说早已经是烂熟于心了,但考虑到目前有越来越多的“小白玩家”即将加入到玩车群体当中,我们还是决定将三种最常见的发动机排列顺序进行再次梳理,或许能够对你今后的玩车之路有些许帮助。

直列发动机

目前我们在家用车身上最常见的就是直列发动机(多为四缸),这种发动机的汽缸和活塞沿一条直线并列排列,可以共用一个汽缸盖,缸体和曲轴结构相对简单,整体制造成本也较低。

同时相对简单的结构也造就了直列发动机稳定性和低速扭矩表现出色的特点,且相较于其他排列方式来说直列发动机的燃料消耗也较少。只不过当气缸数超过一定数量以后,发动机尺寸将会明显增加,这将会对后续在车辆内放置产生极大的障碍,且直列发动机本身的功率较低,一般来说直列发动机从三缸起步,到六缸封顶。

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随着涡轮时代的到来,目前大部分直列四缸涡轮发动机的动力表现已经完全可以满足市场需求,所以即使直列六缸拥有着更好的平顺性和性能表现,可还是没能阻挡四气缸产品成为直列发动机的主流。

但需要注意的是,迫于近些年的环保形势,有许多厂家都推出了全新的三缸发动机产品,但这种奇数气缸的直列发动机却有着近乎无解的抖动问题。

三缸发动机为什么会抖动?这就还要从内燃机的工作原理说起,众所周知,发动机都是依靠气缸内混合气体燃烧所产生的力量来推动活塞做往复运动,而往复运动又会产生由上至下的力,最终通过活塞连杆与发动机曲轴的特殊构造驱动曲轴的旋转。

然而就是因为曲轴是固定且旋转的,故任何发动机都无法避免离心惯性力的出现。可问题来了,三缸机在正常做工时注定是2个活塞向上+1个活塞向下,或是1个活塞向上+2个活塞向下。

这也就造成了三缸发动机不管怎么做工就是凑不成一对,加之三缸发动机活塞往复运动产生不均衡的惯性力最终会传递到曲轴,高速转动的曲轴也会产生巨大的离心力,由此也就产生了震动。就算如今各大主机厂都通过其他技术手段多多少少抑制了震动的发生,可三缸发动机的驾驶体验还是不太能令人满意。

V型发动机

V型发动机往往都是性能与质感的象征,简单来说就是将所有汽缸分成两组,把相邻汽缸以一定夹角布置一起(左右两列气缸中心线的夹角γ<180°)。

由于这种布置方式可以将汽缸之间相错放置,使得V型发动机可以在同样的长度下容纳更大的汽缸直径和汽缸数量,另外得益于V型发动机的汽缸均成一角度对向布置,还可以抵消一部分振动。

不过V型发动机也并不是完美无缺的,整体长度的缩减使得发动机的宽度有了显著增加,这也就对后期增加涡轮等配套装置时增加了不少难度。并且两组汽缸需要用到两个汽缸盖,如此精密的设计也让制造工艺更加复杂,成本也随之更高。

对于一些追求高性能或是极致体验的车型,V型发动机是最好的选择。无论是V6、V8还是顶级的V12,它们都能在确保拥有出色平顺性的同时还能提供充足的动力储备。

水平对置发动机

当下能够在量产车上装配水平对置发动机的厂商只有两家:斯巴鲁和保时捷。单从这两个品牌就不难看出,水平对置发动机往往就是为了性能而生的产物。

这种发动机最大的特点就是发动机气缸夹角为180度,活塞平均分布在曲轴两侧,在水平方向上左右运动。这也就使得运用了水平对置发动机的车型可以将车辆重心设计的尽可能更低(参考斯巴鲁BRZ以及保时捷911),为提升车辆操控性起到了至关重要的作用

且相比直列发动机和V型发动机而言,水平对置发动机的运转平顺性和功率损耗也被控制在了最佳水平。不管是四缸还是六缸,只要它使用了水平对置,就一定能够满足你对发动机性能的各种幻想。

那么如此优秀的发动机为何只有斯巴鲁和保时捷在使用呢?其实原因非常简单,因为制造成本和工艺难度实在是太高了。

不同于其他的汽缸布置方式,横置的气缸因为重力的原因,在停车后会使机油流到底部,再次启动时气缸很可能得不到充分的润滑,日积月累就将会产生偏磨最终导致烧机油问题的产生。

即便如今保时捷和斯巴鲁通过技术手段缓解了这个问题的严重性,但由此也带来了更高的养护成本,后期维修保养都要贵上不少。

最后总结一下,直列发动机是目前在性能与成本之间平衡最好的产物,V型发动机虽然在大部分数据上都更加优秀但普遍排量大价格高。至于水平对置发动机,则是只属于性能爱好者们的狂欢。

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