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浅析水平对置式发动机技术

2014-11-22 15:10:02来源: 汽车在线

 汽车在线讯:水平对置式发动机对于那些不太了解车辆及发动机构造的朋友来说或许有些陌生,的确,目前采用此种形式发动机的汽车品牌除了斯巴鲁以外,较为之名的也只有保时捷了。其实水平对置式发动机也属于传统往复活塞式内燃机序列,只是气缸排列方式有所不同,为什么没有像气缸直列或者V型布局的发动机那样普及呢。应该对其作出一些基本的了解才能找到答案。


 【水平对置发动机活塞工作情况演示】

  前边提到了目前采用水平对置式发动机的两家企业,虽然保时捷和斯巴鲁通过其产品让普通人见识到了这样一种发动机,但它的缔造者却与这二者毫无关系。1886年,工程师Karl Friedrich Benz(卡尔·弗雷德里希·本茨)提出了这种全新的设计理念。而这个人在之后被世人所熟记,因为它还是世界上第一辆汽车的制造者。


 【保时捷水平对置6缸发动机】

 我们可以将水平对置式发动机看做气缸夹角达180°的V型发动机,而根据活塞运动方式的不同还可细分出一种名为“Boxer”的发动机。Boxer原为英文单词拳击手的中文意思,而也能非常形象的对这种特殊的水平对置式发动机进行说明。在Boxer发动机中,位于曲轴两侧的活塞同时对向运动完成做功,这种运动方式与拳击手在比赛开始前两拳互相击打的形式极为相似,因此而得名。而活塞轮流往复运动进行做功的水平对置式发动机则不属于Boxer发动机序列。

 现在让我们来看看水平对置式发动机都有什么优点吧。从斯巴鲁的广告中可以看出一些端倪,这家日本的非主流车企总是在强调车辆出色的操控,而水平对置式发动机正是带来这种操控体验的推手之一。由于气缸采用水平布置方式,因此带来的低重心让车辆在过弯时产生的侧倾低于其他车型,当然前提是悬架的调教也不能太马虎。

 【水平对置发动机的低重心能让车辆过弯时侧倾更小】

 将气缸水平放置的另一个优势则是非常适合采用风冷形式。车辆行驶时气流能够轻松穿越两侧气缸,冷却效率较高。但这也只在仅有两个气缸的水平对置式发动机上才会获得最佳效果,如果发动机缸数较多,部分气缸会受到阻挡,达不到最好的冷却效果。这也就能理解为什么保时捷采用了几十年的风冷水平对置式发动机在996车系上被水冷机型所替代的原因了。


【保时捷将水平对置发动机放在车身后部】

  不过气缸水平放置也并非完美,发动机重心下降的同时,其本体的宽度也被迫增加,这对于车辆前部狭小的发动机舱来说是个考验。正因如此,早期的水平对置式发动机多出现在不受发动机舱羁绊的摩托车或者飞机上,而汽车企业则更倾向于将其塞在车尾,早期的大众甲壳虫和一直生产至今的保时捷911车系都是采用这种这种方式鲜活的例子。


【保时捷917的车尾也蔚为壮观】

 纵观斯巴鲁和保时捷这的产品我们会发现两个特点:采用水平对置式发动机车型其发动机缸数都少于8,发动机排量也都在4.0升以下。研发大排量水平对置式发动机并非不可能,但所面对的最大问题是如何解决发动机本体在长度和宽度上的显著增长。

 水平对置式4缸发动机已经将斯巴鲁的发动机舱塞满,庞大的8缸发动机也不是保时捷911所能消受的。举个直观并极端的例子吧,如果威航的16缸发动机采用了两缸并列式的布局,那这辆超级跑车的轴距将是惊人的,而它的操控将可能会比现在更糟。

 当然,多缸水平对置式发动机也并非没有先例,法拉利512将12缸发动机放到了驾驶者与后轴之间,保时捷917赛车也在同样的位置安放了一台12缸水平对置式发动机。不过当时给人留下深刻印象的并不是发动机,而是这两款车都拥有超乎寻常的车宽。

 同时水平对置发动机还有会因为地球引力产生气缸偏置磨损,但具体磨损程度还不得而知,希望广大斯巴鲁已经保时捷车主能够回复告知车辆发动机是否存在偏磨现象。当然这也不仅仅是水平对置式发动机特有的弊病,气缸为V型排列的发动机也会存在偏磨现象。

 目前,无论是因为技术原因还是成本因素,曾经广泛使用的水平对置式发动机逐渐已经被大多数汽车企业所淘汰。如果不能克服开发上的瓶颈,已步入迟暮之年的水平对置式发动机或许会在多年之后完全走入历史。


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