前言:說(shuō)到汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機,我們比較熟悉的有直列式發(fā)動(dòng)機,如L4即直列4缸;V型發(fā)動(dòng)機,如V6、V8;還有像大眾旗下的W型發(fā)動(dòng)機,如W8和W12。而還有一些并不是十分普及的發(fā)動(dòng)機技術(shù),像水平對置發(fā)動(dòng)機和三角活塞旋轉式發(fā)動(dòng)機(轉子發(fā)動(dòng)機),它們在汽車(chē)領(lǐng)域的應用仍屬小眾派,我們不妨稱(chēng)它們?yōu)椤胺侵髁鳌卑l(fā)動(dòng)機。氣缸的排列形式?jīng)Q定了發(fā)動(dòng)機外型尺寸和結構特點(diǎn),對發(fā)動(dòng)機機體的剛度和強度也有影響,并關(guān)系到汽車(chē)的總體布置。下面我們就來(lái)解析一下這兩種非主流發(fā)動(dòng)機技術(shù)。
水平對置發(fā)動(dòng)機工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)
水平對置發(fā)動(dòng)機通常也被稱(chēng)為B型發(fā)動(dòng)機,如B6、B4,分別代表水平對置6缸和4缸發(fā)動(dòng)機。B是英文單詞“Boxer”(拳擊手)的第一個(gè)字母。由于水平對置發(fā)動(dòng)機的氣缸呈水平相對的方式排列,活塞在水平方向上進(jìn)行往復運動(dòng),就像是拳擊手在出拳搏擊一樣,B型發(fā)動(dòng)機也因此而得名。所以水平對置發(fā)動(dòng)機通常也被稱(chēng)為BOXER。
水平對置發(fā)動(dòng)機通常也被稱(chēng)為BOXER
如果我們將水平對置發(fā)動(dòng)機的構造理解為是把V型發(fā)動(dòng)機兩排氣缸的夾角加大到180度而形成的,那么就很好理解水平對置發(fā)動(dòng)機的幾大特點(diǎn)了。水平對置發(fā)動(dòng)機的本質(zhì)依然為往復活塞式內燃機,依然采用了曲柄連桿機構作為運動(dòng)系統,依然有進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程,這就決定了水平對置發(fā)動(dòng)依然會(huì )有普通發(fā)動(dòng)機的一些優(yōu)缺點(diǎn),但也正因為它獨特的氣缸排列形式又有它自己獨有的優(yōu)缺點(diǎn)。
水平對置發(fā)動(dòng)機結構圖
可以把水平對置發(fā)動(dòng)機的構造理解為V型發(fā)動(dòng)機夾角加大到180度(動(dòng)態(tài)演示)
水平對置發(fā)動(dòng)機的一個(gè)顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)就是重心低,如果我們對比水平對置和V型發(fā)動(dòng)機,就可以很好理解水平對置發(fā)動(dòng)機重心低的這個(gè)優(yōu)點(diǎn)了。如果再將所有的運動(dòng)部件看作質(zhì)點(diǎn)的話(huà),那么他們都在一個(gè)水平面上,自然重心也就在該水平面上了。重心低這個(gè)優(yōu)點(diǎn)直接增加了車(chē)輛行駛穩定性,高速過(guò)彎時(shí)車(chē)輛的側傾更小,減小了側翻的可能。
水平對置發(fā)動(dòng)機結構圖(對比直列式與V型發(fā)動(dòng)機)
水平對置發(fā)動(dòng)機將氣缸放在一條直線(xiàn)上當然高度自然就會(huì )降低,這與前面所說(shuō)的造成重心低那個(gè)優(yōu)點(diǎn)的原因有些類(lèi)似,而發(fā)動(dòng)機整體高度較小就便于在有限的發(fā)動(dòng)機艙中增加渦輪增壓器的裝置。保時(shí)捷一直鐘情于水平對置式發(fā)動(dòng)機有很大一部分原因是源于它的這個(gè)優(yōu)點(diǎn),因為保時(shí)捷911車(chē)型都采用了“溜背”式的外形設計和后置后驅的驅動(dòng)方式,這就需要高度較小的發(fā)動(dòng)機來(lái)提供動(dòng)力。
水平對置發(fā)動(dòng)機實(shí)拍圖
低振動(dòng)是水平對置發(fā)動(dòng)機的另外一大優(yōu)點(diǎn),活塞運動(dòng)的平衡良好(180度左右抵消),相比直列式,在曲軸方面所需的平衡配重因素減少,有助轉速提升。它能保持650轉的低轉速,并保證發(fā)動(dòng)機平穩的工作。
水平對置發(fā)動(dòng)機近景實(shí)拍
既然水平對置發(fā)動(dòng)機擁有以上諸多優(yōu)點(diǎn),那為什么目前在全球市場(chǎng),一直采用水平對置發(fā)動(dòng)機的只有保時(shí)捷和斯巴魯兩個(gè)廠(chǎng)商?必然是它存在一定的缺點(diǎn)。首先是,潤滑系統不太理想,技術(shù)要求很高;其次是冷卻系統也要求很?chē)栏;最重要的是它的制造成本要比V型發(fā)動(dòng)機還高,之前我們介紹的一大優(yōu)點(diǎn)——振動(dòng)小是種理想狀態(tài),要在實(shí)際工作中達到這種理想狀態(tài),對發(fā)動(dòng)機制造工藝和零部件裝配精度的要求較高,因此制造成本相比常見(jiàn)的直列或V型發(fā)動(dòng)機高出不少,而且維修保養難度較大。
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【編輯:陳鑫】 |
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