为何斯巴鲁和保时捷热衷于水平对置发动机?

水平对置引擎,其实曾经很大范围的应用过(原版大众甲壳虫,和原版大众面包车),但是到现在仅有小范围的使用(保时捷 斯巴鲁),跟其固有的优点/缺点是分不开的。

优点:

1,自平衡。平置引擎的一次震动(双数汽缸,总有两个汽缸位置互相对称,抵消位置震动)和二次震动(总有两个汽缸运动方向相反,互相抵消动态震动),所以有理论上完美的平顺运作特性。不过随着现代直4和V6发动机上面平衡杆应用的普及化以后,平置发动机平顺的优势小了很多。

2,竖向重心集中,这个在部分车上面也是降低重心的优势之一。

3,充分利用横向空间,缩短纵向空间和厚度。这个唯一的优势体现在保时捷911上面,因为有利于缩短发动机重心离后轮的距离而不至于车尾重心太靠外,也比较适合911那宽但是短又矮的发动机舱。

缺点:

1,排气管。排气管的位置必须在正下方,而且两排汽缸都有排气管,中间隔着个曲轴箱,这个恐怕是平置引擎最大的弱势。因为这个原因,平置引擎几乎不可能做横置前驱布局,因为总有一排汽缸排气会非常难解决,必须想办法跨过变速箱/曲轴箱等等。平置引擎通常都只能配合纵置布局,这样排气的位置还比较好解决,但是远没有直列和V型引擎的侧排气方便。作为中置引擎的话排气也会较难解决,要么从后悬挂中间穿过(保时捷 bosxter/cayman)或者是需要在后悬挂底下穿过(保时捷 914),都是比较不利的因素。同样,因为排气管在汽缸正下方,所以排气歧管的位置必须低于发动机,这个也导致平置引擎的曲轴箱其实不能降到车子的最低点,所以说平置引擎降低重心这个也是相对的情况而已,并不是绝对的。

2,体积和紧凑。首先横向尺寸过大就是一个严重的问题,基本上前纵置引擎的话会严重影响前轮的位置,可能不够空间让前轮转动,增大转弯半径。这个目前也就斯巴鲁能比较完美的解决,不过代价也是前移的重心和下降的操控。而现在讲求效率和利用率的前提下,体积大的弱点几乎等于给平置引擎宣布了无期徒刑。

3,复杂性。毫无疑问,如果是平置4汽缸引擎要做到DOHC(双顶置凸轴/四气门),则必须两列汽缸一共4条凸轴,并且需要一条长长的正时皮带/正时链条驱动。但是如果是直列4汽缸的话,因为只有一列气缸只需要2条凸轴就够了,而且正时传动的长度也是平置引擎的一半,同时涉及的液压张紧等机构也将是平置引擎的一半,所以平置引擎的复杂性毫无疑问远超直4引擎,甚至比V6引擎还要麻烦点。

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至于润滑,个人觉得不是个大问题。因为大部分平置引擎都出现在性能车上的,很多是干式底油设计,比方说保时捷911根本就没有油底槽,而是用3个油泵来保证润滑油的压力(基本型3个,turbo或者GT型会多几个)。同样,911的润滑油箱实际位置比发动机汽缸/曲轴箱要高不少,基于自然重力话机油都会自动流向发动机的。

平4和直6的运动状态对比。

总结:作为世界上仅有的两家生产、研发水平对置发动机的厂商之一,斯巴鲁、保时捷对这项技术的贡献是独一无二的。或许是先见之明,斯巴鲁对水平对置发动机的执着与日后开发的左右对称全时四驱系统可谓天作之合,它们的结合从发动机到变速箱,从分动器到传动轴再到后差速器,所有的零部件都呈直线排列。结合机械工程,斯巴鲁将全部优势汇总起来,从前到后,由左及右,创造出最理想的重量分配,也使车辆的平衡性近乎完美。

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