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水平对置发动机

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左右对称的活塞作动时像拳击手出拳,故又名boxer engine

水平对卧引擎(英语:flat engine)乃是根据复数的汽缸分成两等分,以曲轴为中心呈现180度夹角而分列左右的形状,因而得名“水平对卧”。再者,左右对称的活塞作动时像拳击手出拳,故又名boxer engine。这个概念最早由德国机械工程师卡尔·本茨(也就是梅赛德斯-宾士创始人之一)提出,并于1896年获得专利,如今此行种型式之引擎广被德国保时捷日本速霸陆两大车厂所采用。

水平对卧引擎很容易跟相对活塞式引擎英语Opposed-piston engine(opposed-piston engine)混淆,另外一种容易混淆的例子是直列型二、三、四甚至多个汽缸的引擎,倾斜呈V型180度,但一般认为这与传统直列型引擎并无二致。

概要

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优点

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活塞的往复运动是左右相对地运作,产生的震动有所抵销,故其运转相当平顺。其次是活塞运动角度的设计拥有平衡良好的优势,相对于直列型引擎来说,曲轴所需的反向配重比较少,间接减轻了曲轴的重量。如此一来非但可以减轻引擎的整体重量,对于转速提升的反应也有所助益。因为汽缸呈现水平状态,汽缸盖、汽门系统皆随著采水平配置,因此引擎的重心位置极低。此外,低平的引擎本体外型更贴近底盘,车身稳定性更高、更均衡,比起直列型或V型引擎更能抵抗侧向偏移。

缺点

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水平对卧引擎最大的缺点是打造费时,制造成本相对较高。比如同样四汽缸的配置,直列型引擎的四缸呈直线排列,车厂在制造时只需一个汽缸本体、气门上座、凸轮轴、汽门外盖便能构成一具引擎的主要元件。然而水平对卧引擎必须将这些部件拆成左、右两侧,每一侧两汽缸就需要双倍的汽缸本体、气门上座、凸轮轴、汽门外盖。正因周围配件和引擎脚的安装孔位不一样,这些零件无法开发单模成对生产,非得花费更多开模成本来制造两侧不同的引擎组件才行。同时为了确保引擎工作效率和耐用度,进排气角度、燃烧室气流形状、气门结构等都必须经过精密的计算,增加了设计的困难度。

由于汽缸头分列左右两端,两个分离的燃烧室的进排气系统、点火系统、供油系统、进排气阀门等各自独立,如何处理这些必要元件变得很繁杂。地球引力造成了汽缸上半部机油偏少,大多累积在下半部,产生活塞上半部偏磨的问题。所以水平对卧引擎的润滑系统和冷却系统相对而言较为复杂,也影响到引擎室的布局。加上引擎本体呈扁平状,紧凑的引擎室布局增高了维修困难度。其摆放方式多为纵置,较适合后轮驱动四轮驱动[1][2],故应用范围受限。

种类

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V型180度引擎

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左为180°V型,右为水平对卧型,可以看出六汽缸里的活塞作动方向不同

虽然从外观上来看,V型180度型和水平对卧型并没有太大差异,但是从曲轴、汽缸形式等内部构造便可见出端倪:V型180度的左右汽缸内曲柄销是共通的,而水平对卧型则是汽缸分列左右,以曲轴为中心呈现180度夹角。V型180度的震动在对向汽缸间并无法抵消,若无8汽缸以上的偶数汽缸则会产生激烈的震动。

参考资料

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外部链接

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