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1 # 東拉西車
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2 # 非專業車評
水平對置發動機研發並沒有多難,您感覺少、只是因為目前真的只有保時捷與斯巴魯在用;它只是內燃機發展歷程上的一個方向罷了,就好比馬自達的轉子、並非是馬自達獨有,幾十年前很多車企都研發過這玩意,只不過沒必要像馬自達那般一意孤行(馬自達也放棄了);同理水平對置很早就有、也有很多車企玩過,後來陸續都放棄了!
所以水平對置發動機、完全是最古老的內燃機型別之一,大家很少碰它、並不是它有多麼的高階,只是它的優勢、不足以彌補它自身的劣勢;當然請別拿保時捷來抬槓、來做反例,保時捷的高投入、高價格,足矣解決很多水平機型的先天問題,但保時捷並不是人人能買起的玩意、所以這種例子毫無意義;與保時捷的財大氣粗相比較,斯巴魯的水平對置顯得就有些無奈了,並不是說斯巴魯沒了水平對置發動機就不行,只不過沒了水平對置、斯巴魯也就沒了圖騰!
如上圖所示,水平、直列、V型發動機的原理圖解,從圖上我們很容易看出、這水平對置與v型發動機很像、就是v型放倒的感覺,所以水平對置並不是什麼難以達到的技術;各大主機廠迴避水平對置不是做不到、而是不想做,理由就是沒必要費力不討好的碰它;實際上對於四缸發動機而言,直列是最好的解決方案,水平與v型一樣、比直列多些部件,甚至水平比v的部件還要多,所以這水平對置發動機對於民用車而言完全是雞肋,斯巴魯用上直列四、配上四驅,賣個15萬左右不香麼?
保時捷用水平對置的理由當然水平對置發動機(注意是四缸)平順性特別好,它與直列六缸、V12、以及W18是先天平衡的機型,無論是一二階慣性力、或者是力矩,這幾款機器都是先天完美的,所以不用後天去加配重、平衡杆之類的做後天平衡;這就是水平對置的優勢;其次水平機器扁、寬,很適合那些低趴車型採用,比如保時捷!保時捷的幾款跑車幾乎低趴到了極致,所以一定要採用水平對置、這個品牌就是在盡力做低趴;其次水平對置有效降低重心,保時捷部分車型是後置發動機(這也是保時捷圖騰之一),後置發動機的保時捷跑車、車尾配重極大,極容易造成甩尾(車頭重則容易轉向不足),所以保時捷為了避免這個問題、只能可以壓低發動機重心(重心越高、甩的越明顯)!上述就是保時捷用水平對置的理由,保時捷有必須用它的理由、也玩得起,可斯巴魯堅持用水平對置就沒意義了;水平對置、一邊有兩個氣缸(相互獨立),所以強度完全不如直列發動機(四缸一體),保時捷當然可以不計成本的彌補水平對置的任何缺點(就像PDK與DSG一樣,不存在什麼絕對脆弱的東西,錢可以解決任何問題,比如不計成本的PDK、也是雙離合,為什麼那麼厲害),而斯巴魯的水平對置就做不到那麼全面(面對消費人群的消費能力不同);其次水平對置還存在有潤滑方面的隱患,這方面很多朋友說了、鄙人就不再一一贅述了!所以很多車企都不用水平對置,只有保時捷在用、有必須的理由;斯巴魯則把它當作了不可割捨的圖騰,而它孱弱的財力、轉型造V型機、恐怕也很困難!
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3 # 愛車大家說
不知道水平對置發動機有什麼特別吸引人的地方。我覺得可能是佈置方式比較特殊、另類吧。
要說技術難度我覺得應該沒什麼技術難度(說得好像咱會造一樣)。上圖是一臺1957年生產的水平對置發動機,還是6缸的。
還有我們最有可能見過的水平對置發動機,長江750摩托車的發動機。想必70後絕對不陌生,大部分80後甚至90後應該也有記憶吧。這也是水平對置的。
水平對置發動機原理和普通發動機一樣,只是特殊的造型導致其結構相對複雜一些。比如普通直列4缸發動機只需要一個氣缸蓋、一套配氣機構、一個排氣歧管、一個進氣歧管,而水平對置4缸發動機就需要給兩邊的兩個氣缸分別配一套,用的東西多了,結構相對複雜點。但是複雜不等於先進。
水平對置發動機的優點就是重心相對低,左右重量分佈均勻,有利於提高車輛行駛穩定性。而且氣缸兩兩對置,工作時能抵消一部分震動,不過現在直列四缸發動機的震動也很低了,所以水平對置發動機這個優點就不是那麼明顯了。
缺點就是結構複雜點,維修起來非常不方便。而且很少有用這種發動機的車,外面能修的不多,更多時候維修保養可能要去4S店。
至於有人擔心的活塞偏磨我覺得應該不存在,因為活塞高速執行時運動慣量很大,在垂直方向上由於自身重力導致的過度磨損幾乎可以忽略不計。而且現實中氣缸橫置的發動機太多了,最常見的就是各種小型拖拉機和小排量的摩托車,沒見幾個是由於氣缸水平放置而導致活塞偏磨的。有些人說水平對置發動機燒機油,我覺得更有可能是氣缸水平放置不利於機油快速排出導致的。
我認為之所以會出現水平對置發動機只是人們探索的結果而已。水平對置發動機據說最早出現在30年代,當時人們對發動機的探索才剛剛開始,難免有些人做出各種常識和探索去研究。而水平對置發動機可能也就是探索的時候換了個姿勢而已。然後它的優點被一些人看到並加以利用。
現在仍在使用水平對置發動機的車不多了,別人不用可能是因為人家很早就有更適合的發動機了,所以沒在這方面下功夫。用的那些可能是確實喜歡水平對置發動機的優點,於是不斷研究改進一直用到現在。舉個不恰當的例子就像有人早上喜歡喝小米粥,有人喜歡豆漿油條,有人喜歡豆腐腦罷了。
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4 # 天和Auto
水平對置發動機的研發難度沒有想象中的高,使用的車企也不僅有保時捷和斯巴魯,而是隻剩下這兩個品牌。
H型水平對置發動機發明者是汽車之父【卡爾·本茨】,在1896年發明之後許多知名的汽車廠商都有使用過,比如寶馬、保時捷、阿爾法羅密歐以及大眾汽車,在一級方程式中法拉利汽車也使用過這種發動機,型號為flat-12的12缸發動機。
在相當長的時間內H型發動機是比較熱門的,不過也因為缺點明天被大多數車企放棄,H發動機的優缺點大致有以下幾點。
優點1,水平對置佈局發動機可以很扁很寬,V型發動機的氣缸夾角為90°而H型做到了180°,也就是平的。這樣的造型可以讓發動機艙同樣很扁,車子扁一些重心質心都會更低,對於車輛的操控會有明顯的提升。
優點2,氣缸和活塞以曲軸中心線對稱分佈在兩側,在水平方向左右執行,這樣的設計能讓執行動力損耗小的多;內燃機的進壓爆排流程是必然會有的,活塞在有效功的壓力下下行同時為對稱活塞提供了動力,活塞執行產生的往復慣性力不僅不會造成不穩定而且能得到有效利用。
但有這兩個V型、L型甚至大眾汽車的W型發動機都不能做到的優點,也不能掩蓋H型發動機的缺點。
缺點1,H型發動機的造型決定了發動機艙的佈局相當另類,發動機的固定比較複雜會增加維修成本;在中國很多車企在製造汽車的過程中並不考慮維修的便利性,但絕大部分車企在佈局設計發動機艙的過程中會考慮到“維修工的好感”,因為售前都是謊言、售後才是口碑。(奢侈品牌除外)
缺點2,H型發動機對材料和技術要求相當嚴格,由於氣缸是平方結構活塞也是平躺,在重力的作用下活塞壓住的氣缸底部磨損會更加嚴重,磨損嚴重後氣缸活塞間隙變大則會燒機油,H型發動機也得有機油的潤滑。
保時捷作為高階超跑品牌透過材料加強和穩定杆等多種方式也沒有解決911燒機油的問題,斯巴魯因為燒機油甚至被要求過召回,911依靠小眾超跑玩家還能夠持續口碑,然而斯巴魯已經在國內市場絕跡了。
嚴格的評價H型發動機對於民用車而言是瑜不掩瑕的,問題如此多所以更適合出現在賽道;普通代步車和普通車主也許買得起但不一定修的起,不會有其他主要針對民用車領域的車企涉足這種拳擊手發動機。個人觀點、僅供參考。
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5 # 老胡評車
水平對置發動機研發不難,它現在被大部分車企棄用,主要還是缺點太明顯,而且不大好解決。就像轉子發動機一樣,它們的優點其他的發動機透過最佳化可以達到接近的效果,它們的缺點卻不能透過最佳化達到其他的水準。
水平對置發動機是什麼意思呢?它是指氣缸放置的位置,是水平對置的,所以它被比較形象的叫做H型發動機,比如四缸就是H4。從下圖對比我們就可以看出來,水平對置發動機的優點,上下佔用空間少、重心低。
佔用空間少、重心低就意味著,發動機艙可以設計的很低矮。像經典的保時捷911,從這個角度看車頭多低,這就帶來了優秀的視野及操控表現。其他方面的優點像平順性、穩定性相對L型和V型其實沒那麼突出。
水平對置發動機在上世紀60年代一度非常火爆,為什麼後來被大家棄用了呢?機油不易潤滑、橫排空間較為緊湊這些其實可以解決,主要問題還是成本。在小排量、少氣缸的發展趨勢面前,直列發動機明顯更有優勢。
第一點,水平對置發動機需要的零部件更多,比如同樣是四缸,H4就需要兩套凸輪軸,可變氣門正時也要兩套。然後H4因為是分開的,所以同樣重量下,它不如L4堅固。廠家需要投入更多的設計費用,才能保證H4不那麼笨重。
第二點,水平對置發動機的散熱,因為它氣缸分開,在熱管理方面就比較複雜。直列四缸發動機這方面設計簡單得多,它結構緊湊,散熱區域集中,冷卻系統設計簡單的多。而水平對置發動機不但要考慮兩部分氣缸的散熱,又要考慮到散熱不均勻造成的熱脹冷縮問題。
所以後來大部分廠家都放棄了這個發動機,畢竟大家是要賺錢的,為了一點點的提升花費大量成本,大部分消費者都很難接受。
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6 # 眾口說車
水平對置發動機是保時捷部分車型和斯巴魯全系車型所使用的一種發動機佈局,先回答一下水平對置發動機的優缺點!
水平對置發動機的優點:氣缸水平對置震動小,發動機轉速提升快
我們都知道活塞式發動機是透過活塞上下運動,帶動曲軸旋轉做功,L、V佈局的發動機曲軸在高速旋轉時會帶來比較明顯的上下震動,而水平對置發動機氣缸呈180°對稱佈局,像拳擊手一樣運動,互相的抵消這種震動,因此水平對置發動機最明顯的表現就是震動比較小,而水平排列在曲軸兩側的氣缸互相推動做功,發動機轉速提升比較快,中低速的運動響應性會更好。
怠速低、省油
水平對置發動機的另外一個特點就是省油,由於曲軸兩側的氣缸互相推動,允許發動機的怠速會更低一些,最低只需要600轉/分左右,而傳統的L、W、V型發動機最低則需要800轉/分左右,怠速低,油耗自然會降低,斯巴魯雖然全系標配的是全時四驅(brz除外),但是得力於水平對置發動機的低油耗,整體的油耗表現仍然非常突出:2.0排量的全時四驅,只需要7L/100KM,2.5排量只需要7.1L/100kM,同樣為2.5升排量的日產X-Trail適時四驅版則需要7.7升/100km。
發動機重心低,提升操控感增加安全性
水平對置發動機重心相對要低一些,當汽車在複雜路面行駛時,擁有更加優異的操控感,降低汽車在激烈駕駛過程中側翻的機率,提升汽車駕駛的安全性。
允許提升發動機高度為複雜懸架騰出空間
由於對置發動機的高度比較小,重心低,允許提升發動機的高度,允許騰出空間安裝比較複雜的懸架,此外,還可以提升汽車的最小離地間隙,增加汽車的透過性。
發動機扁平靠下佈置,碰撞時更容易下沉,避免對駕駛室的侵佔
在汽車發生碰撞時,一般會採取發動機下沉的方式避免對駕駛室的侵入,水平對置發動機發動機下沉是有天然的優勢,可以更容易的進行下沉,提升碰撞時,駕駛室安全。
水平對置發動機的缺點:製造成本高
由於佈局的原因,採用雙頂置凸輪軸的水平對置發動機,由於活塞分佈,需要額外配套多一套的凸輪軸和進排氣系統,會增加製造成本,
對於火花塞點火系統精確度要求比較高
由於汽缸水平對置,因此,這種發動機對於火花塞的點火時間要求比較精確,如果其中一隻或兩隻火花塞點火相位出現延遲或提前,燃燒狀態不好,就有可能導致整個發動機工作異常。
維修相對麻煩:
水平對置發動機機體較寬,發動機縱置佈局,因此,對於拆裝火花塞這類很簡單的工作,對於水平對置發動機來說就很麻煩,由於普及率的關係,水平對置發動機的維修費用相對要高一些,畢竟配件全部進口。
水平對置發動機為什麼只有斯巴魯和保時捷在用?這裡面有技術傳承的原因,實際上水平對置發動機並不是多麼高深的技術,很多車企也都使用過,之所以逐漸的放棄水平對置發動機,主要的原因還是製造成本上太高所導致,此外對於水平對置發動機的潤滑問題解決起來也比較麻煩。
闢謠:水平對置發動機一定會燒機油?
很多人認為,水平對置發動機由於重力的作用下,會導致偏摩,時間久了就會燒機油,那麼活塞環是幹什麼的呢?且不說現代發動機的活塞都是低塑性鑄造鋁合金新增富砷混合稀土元素製成,硬度很高、質量很輕,實際上活塞本身並不會和汽缸內壁接觸,活塞是被活塞環卡在汽缸內,活塞環接觸汽缸內壁,而且由於活塞環的張力作用,重力的影響微乎其微。換一個角度來看,摩托車的汽缸有很多都是水平的,不需要考慮重力的問題?實事求是的說,斯巴魯的水平對置發動機在早期的確有燒機油的機率,不過,自從2015年召回更換活塞環以後,燒機油的情況基本已經看不到了。
水平對置發動機不耐用?
只能說這是中國的某些“老司機”或者某些媒體的一些片面的看法,水平對置發動機在加拿大、北美、澳洲銷售量很好,就是在國內也經常能看到很多03-08款的老斯巴魯在路上跑,如果水平對置發動機真的表現不如其他發動機,難道美華人都是傻子?
解讀:斯巴魯在國內為什麼賣不好?斯巴魯就像一個偏科的理工男,不會為國內消費者所妥協,國內人更喜歡外觀美麗、內飾豪華、各種寬敞、加速效能好的車,可是斯巴魯偏偏在這方面做的很不好,再加上整車進口、零部件全部進口,購車的價效比低,在國內賣不好也無可厚非!
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相比於直列發動機和V型發動機,水平對置發動機確實使用面很窄。我們區分這幾種發動機是透過活塞的分佈特點,水平對置發動機的活塞平均分佈在曲軸兩側,在水平方向上左右運動。
這種發動機的優點有不少,比如:
1. 因為汽缸處於平放狀態,它比V型發動機有著天然的低重心優勢;相比於直列式發動機,水平對置發動機在曲軸方面取消了配重設計,重心也更低。
2. 發動機屬於對稱結構,兩側氣缸中左右相對的兩組活塞在任何時刻都是相反運動,因此可以抵消掉活塞往復慣性力,從此能獲得出色的平順性和加速能力;
不過想要把水平對置發動機推到大範圍使用,又得面對不少問題:
1. 橫置的氣缸因為重力的原因,會使機油流到底部,使一邊氣缸得不到充分的潤滑。雖然使用更強勁的油泵和更復雜的回油設計可以改善這個問題,但對結構和強度要求更高。其實斯巴魯現在火熱的只是水平對置四缸發動機,六缸機型因為製造成本偏高,並不走量。
2. 由於機體較寬,因而並不利於佈局,因此發動機排量一般不能超過4.0L。除此外,傳統的水平對置發動機的峰值扭矩輸出範圍也偏向中高轉速區間,所以它的油耗並不低。舉例來說,斯巴魯EJ25型2.5L雙頂置凸輪軸渦輪增壓水平對置發動機的峰值扭矩為350Nm/(2400–5200)rpm。
綜合這些特點,可以說在小排量渦輪增壓+前置前驅車+艙內空間為王時代很難玩得轉。