水平对置发动机优缺点评析

2016-07-28 17:28:07 fmdjt

水平对置发动机(Horizontally opposed engine),水平对置发动机通常被称为BOXER,BOXER原意是拳击手,这种引擎汽缸分成左右两边,每边2或3个汽缸,左右两边的活塞作180度的对向运动,犹如拳击手出拳对打,因而得此称呼。


水平对置发动机.jpg


目前在全球市场,拥有水平对置发动机技术的只有德国保时捷和富士重工斯巴鲁两个厂商。它们为何坚持这一并不是十分普及的发动机技术?这种结构的发动机有什么特点和优势?下面我们就此来聊一聊。


斯巴鲁水平对置发动机应用.jpg


水平对置发动机的本质依然为往复活塞式内燃机,依然采用了曲柄连杆机构作为运动系统,依然有进气、压缩、做功、排气四个冲程,这就决定了水平对置发动依然会有普通发动机的一些优缺点,但也正因为它独特的气缸布置方式又有它自己独有的优缺点。


水平对置发动机的优点

1、重心低


水平对置发动机重心低.jpg

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,高速过弯时车辆的侧倾更小,减小了侧翻的可能,


2、振动小

直列四缸发动机的点火顺序为1423,那么在1缸做功的时候,2、3、4缸分别处在进气、排气、压缩过程,我们都知道做功是气体迅速膨胀的过程,这时气体对活塞的压力是很大的,远远大于其它三个缸内的气体对活塞的压力,这样就造成了整个机体不平衡的振动。V型发动机由于两排气缸有一定的夹角,这个z轴上的振动是活塞上下振动的一个分力造成的,而水平方向上的分力是可以互相抵消的,如果将V型发动机的夹角无限扩大,扩大到180度,也就是B型发动机在z轴上没有分力,活塞上下振动的力等于水平方向上的力,是可以互相抵消的。


3、高度低 体积小  


保时捷采用高度较小的发动机来提供动力.jpg

高度低是水平对置发动机又一大优点。发动机不光有曲柄连杆机构,还有配气机构、燃油系统、进排气系统、点火系统、起动系统、润滑系统等其他部分,水平对置发动机这样的气缸形式有利于其他部分的布置,使发动机整体高度较小,体积小,这样就便于在有限的发动机舱中增加涡轮增压器的装置。


4、功率损耗小

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。


功率损耗小.jpg


水平对置发动机的缺点

1、润滑系统不太理想,技术要求很高;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。


润滑系统不太理想.jpg


2、冷却系统要求很严格,最重要的是它的制造成本比V型发动机高;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。


冷却系统要求很严格.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。