发动机科技
水平对置发动机 对于一款V形发动机来说,如果夹角变成了180°会是什么情况
文章来源:汽车与运动evo  发布日期:2017-09-06

它有着水平对置的活塞,2个活塞共用1曲柄,这边膨胀那边压缩,完全是和谐的统一,实现平稳运转

今年对于水平对置发动机来说是不平静的一年,首先是保时捷为718 Boxster/Cayman推出了2.0L和2.5L两款新的涡轮增压水平对置4缸发动机,工程师让自然吸气发动机的高转速特性在这两台增压发动机上也得到了轻松实现,在6500rpm时爆发出最大功率,并且发动机红线转速达到了7500rpm。另一个事件是,在1966年5月14日,斯巴鲁搭载水平对置发动机的SUBARU1000上市,到今天斯巴鲁的水平对置发动机已经走过了50年。这两件事情遇到了一起,不得不让我们再来认识一下水平对置发动机。

平等、博爱是人类的崇高理想,对于头脑复杂的人类只有等到共产主义那一天了,而对于头脑简单的机器来说却很容易实现,你拉我一把,我推你一把,互助互利,就像眼前的水平对置发动机。水平对置发动机就是将两台直列发动机水平组合,并将动力汇合在一起,它在世界上有好几个名称,如: flat engineboxer enginehorizontally opposed engine,它们都代表着水平对置发动机,它就像连体婴儿,除了共用一根曲轴,各自的器官健全,也可以说是夹角180°的V形发动机。它有着水平对置的活塞,2个活塞共用1曲柄,这边膨胀那边压缩,完全是和谐的统一,实现平稳运转。它运转的平稳性和平衡性是其他布置形式发动机无法相比的。

早在二战结束后,水平对置发动机曾在欧洲很流行,如大众早期曾广泛使用Flat-4发动机,知名的甲壳虫就曾配备此款发动机;一些法国小型车,如雪铁龙2CV,就曾使用了风冷2缸对置发动机,排量是602ml,提供22kW的峰值扭矩。在许多宝马摩托车上也曾使用了2缸风冷对置发动机。

水平对置是理想的动力单元,因为相对的活塞相互抵消了振动,并在各种转速下提供很好的平衡,不需要平衡轴,给驾驶者良好的动力响应。发动机是水平放置,它具有着比其它种类发动机更低的重心和高度,在整车设计上给你更好的空间利用;在驾驶上为你提供更出色的平稳性和操控性,尤其是在弯道上表现更出色。万物都是矛盾的统一体,优点出色的同时需要客服的困难也不少。由于地球引力的作用,水平对置发动机就会遇到活塞及活塞环偏磨、活塞与缸桶的润滑、发动机冷却等问题,要克服这些问题就需要良好的高新技术支持,自然发动机的造价也上升了,这就是为什么只有个性化品牌在应用,而并没有被汽车制造厂广泛使用的原因。

斯巴鲁水平发动机曾经创造了世界上最紧凑的DOHC缸盖,舍弗勒为其提供了气门机构部件。气门系统作为机械部件控制着进气和燃油消耗,决定着发动机的性能,斯巴鲁气门只有40克重,大大减少了摩擦力。作为斯巴鲁水平发动机核心部件的活塞外形也有很大变化,因为活塞的工作非常复杂和艰苦,在产生147kW功率时的发动机时活塞表面要承受近7吨的重量,每分钟要完成6000次运行,而且活塞和缸壁的间隙要减到足够小,以降低排放和减少能量损耗,所以这款发动机的活塞顶是铝制,而裙部则涂上了钼以减少摩擦阻力。水平对置发动机曲轴比直列发动机的要短,而硬度要求更高,斯巴鲁这款发动机曲轴由高硬度的钼铬合金钢铸造而成。直列发动机曲轴需要平衡块,而对置本发动机身就有很好的平衡,所以可以减去平衡块使质量更轻。发动机高度的降低也为增压器的安装提供了充足的空间。

斯巴鲁力狮配备的3.0L H6发动机在6600rpm时输出最大功率180kW,4200rpm时输出最大扭矩297Nm,百公里综合油耗是9.8L。曾经通用旗下的北欧个性品牌Saab,也曾推出过和斯巴鲁合作的结晶9-2X,就使用了斯巴鲁2.0L和2.5L水平对置发动机。

保时捷的4缸水平对置式发动机跑车拥有悠久的历史以及辉煌的成就。20世纪50年代末,保时捷718配备了当时性能最强的4缸水平对置式发动机,赢得了勒芒(Le Mans)、Targa Florio等多项知名赛事,可谓是中置发动机跑车的典范。保时捷911 GT2 曾是速度最快、动力最强劲的公路版911车型。这款车装备了采用双涡轮增压技术的3.6L水平对置6缸发动机,在6500rpm转速下能够输出390kW的最大功率。在2200~4500 rpm转速区间内能够产生680Nm的最大扭矩。从静止加速到100km/h仅需3.7 s。911系列中这款全新顶级运动车型的最高车速相当惊人,能够达到329km/h。

全新718 Cayman的核心亮点是搭载了全新4缸涡轮增压水平对置式发动机,这正体现了保时捷致力回归中置发动机跑车使用4缸水平对置式发动机的传统。718 Cayman的2.0L 4缸涡轮增压发动机最大扭矩达到310Nm。而718 Cayman S的2.5L 4缸涡轮增压发动机在可变几何涡轮(VTG)技术的加持之下,最大扭矩和最大功率达到420 Nm和257 kW, 使其百公里加速时间达到4.2s。以上这几款车都是以运动性能著称的轿跑车,水平对置发动机的应用使它们如虎添翼。