水平对置发动机有什么优点?

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简单画了一个草图,可以看到,第一幅图是传统的直列四缸,第二幅图是水平对置,在发动机舱的布置中,水平对置占用的纵向空间远小于直列。有了更紧凑的布置,汽车可以做的更扁,让重心更低,实现更好的操控和更好的稳定性。

除此之外,由于水平对置左右对称的自身特点,相对于直列发动机,左右对称的缸体有效的抵消活塞往复的惯性力。

对于发动机抖动的相关资料,可以翻看去年广泛讨论的话题三缸机抖动,了解发动机抖动的机理,在此不展开赘述。


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何谓水平对置发动机?

水平对置发动机出自汽车之父卡尔·本茨之手。1886年卡尔·本茨发明了世界上第一辆汽车,10年后的1896年,这位天才级大师又研制出世界上第一款水平对置发动机。之后水平对置发动机在很多汽车品牌出现过,比如:宝马、大众、雪佛兰、保时捷、丰田等等,

因为水平对置发动机活塞做功的形式完全对置,并且样子特别像拳击运动员出拳,也因此得名“Boxer Engine”。水平对置发动机,发动机活塞平均分布在曲轴两侧,在水平方向上左右运动。使发动机的整体高度降低、长度缩短、整车的重心降低,车辆行驶更加平稳,发动机安装在整车的中心线上,两侧活塞产生的力矩相互抵消,大大降低车辆在行驶中的振动,使发动机转速得到很大提升,减少噪音。

水平对置发动机更多的代表的是一种匠人精神,本田用红头K20打造了纽北最速前驱车。宝马用直6发动机确立了操控王者的地位,让“开宝马”在中国流传多年。大众用W16发动机打造了超跑的标杆——布加迪。马自达用转子发动机打造的787B赛车,以超第二名两圈的成绩赢得冠军。保时捷凭借水平对置发动机历史上13次获得世界耐力锦标赛的冠军头衔,也是自1986年以来的首次。在1964年至1986年期间,保时捷在当时的世界耐力锦标赛中先后获得过12次的冠军头衔。

水平对置发动机哪些车在用?

而现在水平对置发动机的厂家主要就是斯巴鲁和保时捷了,保时捷和斯巴鲁坚持使用水平对置的原因就是这两个品牌都把操控放在第一位。水平对置发动机的正好能够满足极限操控的需求,成本高就高吧,最后就索性坚持下来了。而且对于斯巴鲁这种小众品牌来说,就是要靠难以模仿、独特的产品,才能吸引消费者。

水平对置发动机有什么优缺点?

1、水平对置发动机的优点,简单总结就是“一低两小”,即重心低、阻力小、振动小。水平对置发动机的最大优点是重心低。它的汽缸“平放”,发动机体积较小,发动机舱可以设计得又扁又低,充分利用横向空间,缩短纵向空间和厚度,在一定程度上可以增强汽车的行驶稳定性和运动性。也能有效降低整车重心,提升驾驶稳定性。在高速过弯时车辆的侧倾表现的更为小,从而减小了侧翻的可能。因此这种发动机适合在追求动力性能和操控性能的车型使用。水平对置的汽缸布局是一种对称稳定结构,这使发动机的运转平顺性比V型发动机更好,运行时的功率损耗能达到最小值,可以提供更强劲的输出功率与更加经济的油耗。这种气缸布置的精髓在于两边气缸中左右相对的两组活塞在任何时刻的运动方向都是相反的,要么一起远离,要么一起接近,从而抵消掉活塞往复惯性力,拥有出色的平顺性和加速能力,即使是V型发动机也要甘拜下风。由于发动机内活塞曲轴在左右运动时产生的振动互相抵消,进而实现了低噪音、低震动。

2、水平对置发动机缺点

水平对置结构较为复杂,使得机油润滑等问题很难解决。横置的气缸因为重力的原因,会使机油流到底部,使一边气缸得不到充分的润滑。同时,由于活塞水平放置和其自身重力的作用,其水平往返运行中的顶部和底部与缸套的摩擦程度就不一样,这会使得缸套的上下两个内面出现不同的磨损,底部会磨损的要多一些。

还有一点就是,水平对置能够抵消横向的振动,只是一种理想状况,如果由于积碳等原因导致气门不能完全闭合,也会造成缸压不等,这就会造成横向力不等,这种情况下同样会造成左右抖动。

以上这些原因导致了一个必然问题的出现,那就是维修成本高。由于受到重力的影响,它上面的那部分材质必然要比咱们普通的发动机运用的材质要更高一些,也就是材质变得更加精密了,因此成本自然是非常高的,其各部分设计和生产工艺均要求相当苛刻,制造成本相比常见的直列或V型发动机高出不少,同时高精度制造要求也带来了更高的养护成本。而对于车主来说,水平对置发动机紧凑的布局导致维修难度比较高,部件大部分都集中在下部,维修起来非常麻烦。其维护修理费用要远高与一般的发动机。







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现在的汽车界,主要以“L型”发动机和“V”型发动机为主,而使用水平对置发动机的,除了保时捷以外,就只有斯巴鲁还在坚持,并发扬光大。特点就是气缸和活塞平均分布在曲轴两侧,在水平方向上左右运动。

水平对置发动机最大的优点是重心低,因为气缸平放,发动机体积就会比较小,发动机舱可以设计得扁平,充分利用横向空间,缩短纵向空间和厚度,在一定程度上增强汽车的稳定性和运动型,就像跑车底盘很低,就是为了降低重心,减少侧翻的可能。

水平对置的气缸布局是一种对称稳定结构,这样运转平顺性比V型发动机更好,运行时候的功率损耗比较小,能够提供更加强劲的输出功率和更加经济的油耗,毕竟它的运转行程是比较短的,所以燃油消耗更加完全。

因为发动机安装在整车的中心线上,发动机工作时,两侧活塞产生的力矩相互抵消,大大降低车辆在行驶中的震动,使发动机转速得到很大提升,同时减小噪音。



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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。


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水平对置发动机,发动机活塞平均分布在曲轴两侧,在水平方向上左右运动。使发动机的整体高度降低、长度缩短、整车的重心降低,车辆行驶更加平稳,发动机安装在整车的中心线上,两侧活塞产生的力矩相互抵消,大大降低车辆在行驶中的振动,使发动机转速得到很大提升,减少噪音。

水平对置发动机:优点

水平对置发动机的最大优点是重心低。由于它的气缸为“平放”,不仅降低了汽车的重心,还能让车头设计得又扁又低,这些因素都能增强汽车的行驶稳定性。同时,水平对置的气缸布局是一种对称稳定结构,这使得发动机的运转平顺性比V型发动机更好,运行时的功率损耗也是最小。当然更低的重心和均衡的分配也为车辆带了更好的操控性。

水平对置发动机:缺点

因为水平对置结构较为复杂外,还有如机油润滑等问题很难解决。横置的气缸因为重力的原因,会使机油流到底部,使一边气缸得不到充分的润滑。高精度的制造更高的养护成本,并且由于机体较宽,因而并不利于布局。

同时,由于活塞水平放置和其自身重力的作用,其水平往返运行中的顶部和底部与缸套的摩擦程度就不一样,这会使得缸套的上下两个内面出现不同的磨损,底部会磨损的要多一些。还有一点就是,水平对置能够抵消横向的振动,只是一种理想状况,如果由于积碳等原因导致气门不能完全闭合,也会造成缸压不等,这就会造成横向力不等,这种情况下同样会造成左右抖动。


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优点

水平对置发动机的最大优点是重心低。由于它的气缸为“平放”,不仅降低了汽车的重心,还能让车头设计得又扁又低,这些因素都能增强汽车的行驶稳定性。同时,水平对置的气缸布局是一种对称稳定结构,这使得发动机的运转平顺性比V型发动机更好,运行时的功率损耗也是最小。当然更低的重心和均衡的分配也为车辆带了更好的操控性。[1]

缺点

那为什么其它厂家没有研发水平对置发动机呢?除了因为水平对置结构较为复杂外,还有如机油润滑等问题很难解决。横置的气缸因为重力的原因,会使机油流到底部,使一边气缸得不到充分的润滑。高精度的制造更高的养护成本,并且由于机体较宽,因而并不利于布局。

同时,由于活塞水平放置和其自身重力的作用,其水平往返运行中的顶部和底部与缸套的摩擦程度就不一样,这会使得缸套的上下两个内面出现不同的磨损,底部会磨损的要多一些。

还有一点就是,水平对置能够抵消横向的振动,只是一种理想状况,如果由于积碳等原因导致气门不能完全闭合,也会造成缸压不等,这就会造成横向力不等,这种情况下同样会造成左右抖动。[2


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水平对置发动机的优点,就是它的发动机损耗功率比较小,而且重心又比较低,运转平顺性又比咱们普通的发动机要好,并且它还有节油的功能,毕竟它的运转行程是比较短的,对燃油消耗更加的完全,说了这么多的好处,那为什么很多厂家都不用呢?之所以很多厂家不用,说白了就是水平对置发动机的技术太难了,首先要接受它的重力,接受之后同样还需要抵消掉这种重力,因此润滑性就是一大难题,因为油都是往底下流的,顶上的这些也要起到润滑作用,该怎么办呢?所以说机油润滑方面技术难题是比较高的,否则的话上面部分磨损就要比下面的严重了,这样维修起来成本就非常的高了,很显然保时捷和斯巴鲁都很好的解决了这个问题。还有一个问题就是,由于受到重力的影响,它上面的那部分材质必然要比咱们普通的发动机运用的材质要更高一些,也就是材质变得更加精密了,因此成本自然是非常高的,所以说多数厂家还是愿意使用V型发动机。





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特点

低重心:产生的横向震动容易被支架吸收、有效将全车较重的发动机重心降低,更容易达到整体平衡。

低振动:活塞运动的平衡良好(180度左右抵消)。相比直列式,在曲轴方面所需的平衡配重因素减少,有助转速提升。它能保持650转的低转速,并保证发动机平稳的工作。同样相比其它发动机型式油耗最低。

优点

水平对置发动机的最大优点是重心低。由于它的气缸为“平放”,不仅降低了汽车的重心,还能让车头设计得又扁又低,这些因素都能增强汽车的行驶稳定性。同时,水平对置的气缸布局是一种对称稳定结构,这使得发动机的运转平顺性比V型发动机更好,运行时的功率损耗也是最小。当然更低的重心和均衡的分配也为车辆带了更好的操控性。[1]

缺点

那为什么其它厂家没有研发水平对置发动机呢?除了因为水平对置结构较为复杂外,还有如机油润滑等问题很难解决。横置的气缸因为重力的原因,会使机油流到底部,使一边气缸得不到充分的润滑。高精度的制造更高的养护成本,并且由于机体较宽,因而并不利于布局。

同时,由于活塞水平放置和其自身重力的作用,其水平往返运行中的顶部和底部与缸套的摩擦程度就不一样,这会使得缸套的上下两个内面出现不同的磨损,底部会磨损的要多一些。

还有一点就是,水平对置能够抵消横向的振动,只是一种理想状况,如果由于积碳等原因导致气门不能完全闭合,也会造成缸压不等,这就会造成横向力不等,这种情况下同样会造成左右抖动。



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水平对置发动机,发动机活塞平均分布在曲轴两侧,在水平方向上左右运动。使发动机的整体高度降低、长度缩短、整车的重心降低,车辆行驶更加平稳,发动机安装在整车的中心线上,两侧活塞产生的力矩相互抵消,大大降低车辆在行驶中的振动,使发动机转速得到很大提升,减少噪音。


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水平对置发动机,发动机活塞平均分布在曲轴两侧,在水平方向上左右运动。使发动机的整体高度降低、长度缩短、整车的重心降低,车辆行驶更加平稳,发动机安装在整车的中心线上,两侧活塞产生的力矩相互抵消,大大降低车辆在行驶中的振动,使发动机转速得到很大提升,减少噪音。


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