气缸的排列有很多,比如常见的“L”和“V”,以及大众顶级豪华车的“W”。其实有一种特殊的水平对置发动机,也是“V”型发动机之一,但它的夹角从90度变成了180度。这种安排有很多优点,但现在只有保时捷和斯巴鲁使用,主要是因为有些问题无法解决。
水平对置发动机的优缺点目前汽车行业主要采用“L”发动机和“V”发动机,采用水平对置发动机的。除了保时捷,只有斯巴鲁还在坚持和发扬。水平对置发动机叫BOXER,意思是“拳击手”。它的特点是气缸和活塞均匀分布在曲轴两侧,在水平方向左右移动。因为拳击手的出拳。
1.重心低
水平对置发动机最大的优点就是重心低,因为气缸是平的,发动机体积会更小,发动机舱可以设计成平的,充分利用横向空间,缩短纵向空间和厚度,在一定程度上增强了汽车的稳定性和运动性,就像跑车的底盘很低一样,为了降低重心和翻车的可能性。
2.低电阻
水平对置气缸的布局是对称稳定的结构,使得运行平顺性优于V型发动机,运行时的动力损失更小,能够提供更强劲的输出动力和更经济的油耗。毕竟它的行驶行程更短,所以油耗更全。
3.小振动
由于发动机安装在整车的中心线上,当发动机工作时,两侧活塞产生的扭矩相互抵消,大大降低了车辆行驶时的振动,大大提高了发动机转速,降低了噪音。
既然水平对置发动机比普通的“V”型发动机好,为什么今天只有保时捷和斯巴鲁在用?最大的原因是水平对置发动机的的技术难度太大,各部分的设计和生产工艺要求高,制造成本远高于普通直列或V型发动机。同时,高精度制造的要求也带来了较高的维护成本,大批量的模型难以接受。
保时捷和斯巴鲁坚持采用水平对中发动机的的原因是注重操控性,较低的重心可以提升操控性能。但是他们多年来在水平对中发动机的的研究已经非常成熟,很少出现发动机的的问题,所以保时捷和斯巴鲁一直都深受车友的喜爱。
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如果将直列发动机看成是夹角为0度的V型发动机,那么当两排汽缸的夹角扩大为180度时,那就是水平对置发动机了。所有的汽缸呈水平对置排列,就像是拳击手在搏斗,活塞就是拳击手的拳头(当然拳头可以不止两个),你来我往,毫不示弱。水平对置发动机的英文名(Boxer Engine)意义就是“拳击手发动机”,可简称为B型发动机,如B6、B4,分别代表水平对置6缸和4缸发动机。
由于相邻两个汽缸水平对置,可以很简单地相互抵消振动,使发动机旋转更平稳。
水平对置发动机的重心低。由于它的气缸为“平放”,而不是像V型或直列发动机那样“斜放”或“立放”,因此降低了汽车的重心,同时又能让车头设计得又扁又低。这两些因素都能增强汽车的行驶稳定性。
由于水平对置发动机本身就左右对称,因此它可使变速器等放置在车身正中,让汽车左右重量对称,而不会像大多数汽车那样重心偏向一侧。
水平对置发动机的动力输出轴方向与传动轴方向一致,因此不需要改变动力传递方向或利用齿轮传动,而是可以直接与离合器、变速器对接,动力传递效率较高,使汽车的起跑和加速更迅猛。
总结下就是:
重心低、垂直震动小,引擎重量相对平均,有利于整车重量分布。
缺点是缸壁比较薄,改装潜力不如传统引擎,不利于维护
水平对置发动机的缺点是维修不方便,而且各缸点火间隔独特,使其排气声响比较怪异,普通汽车极少装配水平对置发动机。现在世界上只有德国保时捷和日本富士两家车厂仍生产这种发动机。