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水平對置發動機優缺點評析

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水平對置發動機(Horizontally opposed engine),水平對置發動機通常被稱為BOXER,BOXER原意是拳擊手,這種引擎汽缸分成左右兩邊,每邊2或3個汽缸,左右兩邊的活塞作180度的對向運動,猶如拳擊手出拳對打,因而得此稱呼。


水平對置發動機.jpg


目前在全球市場,擁有水平對置發動機技術的只有德國保時捷和富士重工斯巴魯兩個廠商。它們為何堅持這一并不是十分普及的發動機技術?這種結構的發動機有什么特點和優勢?下面我們就此來聊一聊。


斯巴魯水平對置發動機應用.jpg


水平對置發動機的本質依然為往復活塞式內燃機,依然采用了曲柄連桿機構作為運動系統,依然有進氣、壓縮、做功、排氣四個沖程,這就決定了水平對置發動依然會有普通發動機的一些優缺點,但也正因為它獨特的氣缸布置方式又有它自己獨有的優缺點。


水平對置發動機的優點

1、重心低


水平對置發動機重心低.jpg

水平對置發動機的最大優點是重心低。由于它的氣缸為“平放”,不僅降低了汽車的重心,還能讓車頭設計得又扁又低,這些因素都能增強汽車的行駛穩定性,高速過彎時車輛的側傾更小,減小了側翻的可能,


2、振動小

直列四缸發動機的點火順序為1423,那么在1缸做功的時候,2、3、4缸分別處在進氣、排氣、壓縮過程,我們都知道做功是氣體迅速膨脹的過程,這時氣體對活塞的壓力是很大的,遠遠大于其它三個缸內的氣體對活塞的壓力,這樣就造成了整個機體不平衡的振動。V型發動機由于兩排氣缸有一定的夾角,這個z軸上的振動是活塞上下振動的一個分力造成的,而水平方向上的分力是可以互相抵消的,如果將V型發動機的夾角無限擴大,擴大到180度,也就是B型發動機在z軸上沒有分力,活塞上下振動的力等于水平方向上的力,是可以互相抵消的。


3、高度低 體積小  


保時捷采用高度較小的發動機來提供動力.jpg

高度低是水平對置發動機又一大優點。發動機不光有曲柄連桿機構,還有配氣機構、燃油系統、進排氣系統、點火系統、起動系統、潤滑系統等其他部分,水平對置發動機這樣的氣缸形式有利于其他部分的布置,使發動機整體高度較小,體積小,這樣就便于在有限的發動機艙中增加渦輪增壓器的裝置。


4、功率損耗小

水平對置的氣缸布局是一種對稱穩定結構,這使得發動機的運轉平順性比V型發動機更好,運行時的功率損耗也是最小。


功率損耗小.jpg


水平對置發動機的缺點

1、潤滑系統不太理想,技術要求很高;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。高精度的制造更高的養護成本,并且由于機體較寬,因而并不利于布局。


潤滑系統不太理想.jpg


2、冷卻系統要求很嚴格,最重要的是它的制造成本比V型發動機高;水平對置能夠抵消橫向的振動,只是一種理想狀況,如果由于積碳等原因導致氣門不能完全閉合,也會造成缸壓不等,這就會造成橫向力不等,這種情況下同樣會造成左右抖動。


冷卻系統要求很嚴格.jpg


3、由于活塞水平放置和其自身重力的作用,其水平往返運行中的頂部和底部與缸套的摩擦程度就不一樣,這會使得缸套的上下兩個內面出現不同的磨損,底部會磨損的要多一些。



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