[科普中國]-水平對臥四缸引擎

水平對臥四缸發(fā)動機是一種往復式發(fā)動機，由4個活塞分成左右各2個汽缸，以水平對臥的方式組成，而本條目專指活塞式內(nèi)燃機。一般國外以“flat-four”稱呼（包含V型180度發(fā)動機），略稱成F4；也有人稱作“boxer-4”，略稱成B4。

簡介水平對臥四缸發(fā)動機是一種往復式發(fā)動機，由4個活塞分成左右各2個汽缸，以水平對臥的方式組成，而本條目專指活塞式內(nèi)燃機。一般國外以“flat-four”稱呼（包含V型180度發(fā)動機），略稱成F4；也有人稱作“boxer-4”，略稱成B4。

概要此形式發(fā)動機的長度大體上和直列二缸發(fā)動機同長，高度卻比較低，在底盤的裝載位置也比后者更能改善車身平衡配重。加上震動比較小，也能適時和氣冷裝置搭配。跟V型四缸發(fā)動機相較之下，此形式發(fā)動機需要更大的發(fā)動機室，而且制造成本也較高，是以采用此形式發(fā)動機的車廠并不多。

跟直列四缸發(fā)動機相較，此形式發(fā)動機雖然較大但運轉平順，且重心比較低。反過來說，直列型發(fā)動機的四缸呈直線排列，車廠在制造時只需一個汽缸本體、氣門上座、凸輪軸、汽門外蓋便能構成一具發(fā)動機的主要元件。然而水平對臥四缸發(fā)動機必須將這些部件拆成左、右兩側，每一側兩汽缸就需要雙倍的汽缸本體、氣門上座、凸輪軸、汽門外蓋。加上周邊配件和發(fā)動機腳的安裝孔位不一樣，這些零件無法開發(fā)單模成對生產(chǎn)，非得花費更多開模成本。不過，此形式發(fā)動機的汽缸組較為寬廣，故氣冷式結構可獲得和水冷式一樣的冷卻效果。在水冷式尚未普及之前，很多車廠都使用氣冷風扇或強制氣冷風扇達到冷卻的目的。

另外在飛機用發(fā)動機方面，前方投影面積比星型發(fā)動機小的水平對臥四缸發(fā)動機可使機體尖端變得更小。因此二戰(zhàn)結束后開始出現(xiàn)分水嶺，小型飛機多半使用水平對臥發(fā)動機，位于美國阿拉巴馬州的飛機發(fā)動機制造商大陸發(fā)動機公司（Continental Motors, Inc.）和賓夕法尼亞州的萊康明發(fā)動機公司（Lycoming Engines）便是其中的佼佼者。這兩家公司皆以水平對臥四缸發(fā)動機為基礎，擴充出六缸、八缸等產(chǎn)品。

搭載水平對臥四缸發(fā)動機的汽車，通常會采用后置后驅、中置后驅等布局，以保持后輪軸的低重心。倘若將水平對臥四缸發(fā)動機置于前輪軸上，橫幅較大的發(fā)動機可能影響前輪操控系統(tǒng)的配置。目前采用水平對臥發(fā)動機的日本富士重工業(yè)的車款雖然大多數(shù)為前置前驅，卻搭配全時四輪驅動系統(tǒng)以求操控性能。

應用范圍汽車全球第一家將水平對臥四缸發(fā)動機搭載于汽車的車廠乃捷克斯洛伐克的塔特拉公司（Tatra），1926年首度將此形式發(fā)動機裝置于塔特拉T30；隨后1930年的T52、1931年的T54及T57、1933年的T75等車款亦搭載排氣量不一的水平對臥四缸發(fā)動機。1936年推出的T97采后置發(fā)動機布局、背骨型車架的設計，深深影響到德國第三帝國的KdF-Wagen和后來的福斯金龜車。英國的汽車廠喬維特（Jowett）乃著名的水平對臥二缸發(fā)動機制造商，1936年上市的喬維特10型（Jowett Ten）采用1,881c.c.水平對臥四缸發(fā)動機。二戰(zhàn)結束后，該公司透過杰洛德·帕爾默（Gerald Palmer）的巧手設計，分別推出1947年的喬維特Javelin和1950年的喬維特Jupiter等車款，所搭載的動力來源也是水平對臥四缸之構造。同時期隸屬于莫里斯汽車（Morris Motors）的汽車設計師亞歷克·伊斯哥尼斯（Alec Issigonis，也就是著名車款迷你的設計者）也曾計劃替莫里斯Minor搭載水平對臥四缸發(fā)動機，最后因制造成本的問題而作罷。

德國福斯汽車也將水平對臥四缸發(fā)動機廣泛地使用于福斯金龜車及其他車款，同樣這具發(fā)動機也搭載于保時捷汽車的保時捷356、保時捷550、保時捷904、保時捷912乃至于保時捷914等車款。1957年3月德國另一車廠博格瓦德（（德文）Borgward）在日內(nèi)瓦汽車展上展出一輛前輪驅動、搭載1.1L水冷式水平對臥四缸發(fā)動機的歌利亞1100，翌年更名成韓沙1100（Hansa 1100），并于1961年停產(chǎn)。同年起法國雪鐵龍汽車陸續(xù)推出的雪鐵龍Ami、1970年的雪鐵龍GS/GSA、1984年的雪鐵龍Axel等車款，皆搭載水平對臥四缸發(fā)動機。意大利的車廠愛快羅密歐自1971年起持續(xù)開發(fā)出1.2L至1.7L不等的水冷式水平對臥四缸發(fā)動機，并裝置于愛快羅密歐Alfasud上。1984年由日本日產(chǎn)汽車供應日產(chǎn)Pulsar的底盤車體，加上愛快羅密歐的水平對臥四缸發(fā)動機而成為愛快羅密歐Arna，其兄弟車款為日產(chǎn)Cherry Europe GTi。愛快羅密歐的水平對臥四缸發(fā)動機亦陸續(xù)搭載于愛快羅密歐33、愛快羅密歐Sprint、愛快羅密歐145與146等車款，直到1997年后二者停產(chǎn)，這具水平對臥四缸發(fā)動機共沿用了26年。另一家意大利車廠蘭吉雅從1961年推出蘭吉雅Flavia，搭載1.5L至2.0L不等的水平對臥四缸發(fā)動機。直到1984年停產(chǎn)的蘭吉雅Gamma，也是以此形式發(fā)動機為動力來源。1982年起福斯汽車開始將冷卻方式由氣冷式改成水冷式，發(fā)展出水冷型水平對臥四缸發(fā)動機（Wasserboxer）。搭載該具發(fā)動機的福斯T3雖然在德國于1992年停產(chǎn)，不過南非和巴西的生產(chǎn)線仍分別維持至2002年和2005年為止。

日本富士重工業(yè)的汽車制造部門斯巴魯汽車跨入水平對臥發(fā)動機的發(fā)端，乃是1966年上市的速霸陸1000，迄今仍以水平對臥四缸構造的速霸陸EJ族發(fā)動機裝置在主力車種上。不過，該公司一向習慣稱呼此形式發(fā)動機為“horizontal-4”或“H4”，事實上跟真正的H型發(fā)動機一點關系也沒有。2005年另一日本車廠豐田汽車成為該公司的最大股東，2012年兩家車廠攜手推出豐田86、速霸陸B(tài)RZ、賽昂FR-S（專售北美洲市場）。該公司在2007年9月舉辦的法蘭克福車展上展出全球首具采水平對臥四缸配置的柴油發(fā)動機“EE20型”，并從2008年起開始陸續(xù)搭載在歐規(guī)車款中。

摩托車德國第三帝國時期的摩托車制造商春達普（Zündapp）曾于1938年至1939年推出軸傳動方式的春達普K800摩托車，亦搭載水平對臥四缸發(fā)動機。1955年英國摩托車制造商伍勒（Wooler）曾少量生產(chǎn)軸傳動方式搭配500c.c.水平對臥四缸發(fā)動機的機車。更早之前這家公司在1945年至1953年期間曾經(jīng)引用橋式橫梁發(fā)動機（beam engine）的概念，將水平對臥四缸的汽缸豎立起來，四個活塞的左右運動以連接桿作為曲軸的方式組成，變成異想天開的直立水平對臥四缸發(fā)動機。這么復雜的機械構造幾乎沒有實用性，為了開發(fā)這種形式發(fā)動機而注入畢生心血的約翰·伍勒（John Wooler）在1954年過世后，他繼承公司的兒子將構造改回正常的水平對臥四缸。雖然該公司出產(chǎn)的水平對臥四缸發(fā)動機擁有當時同業(yè)比不上的靜肅性，可惜資本耗盡，1956年伍勒公司宣告倒閉。

日本本田技研工業(yè)的摩托車制造部門曾將水平對臥發(fā)動機搭載于針對外銷市場的高級車款本田Gold Wing，1975年推出的亞型“GL1000”就是搭載1.0L水冷式水平對臥四缸發(fā)動機，同時采取軸傳動方式來加強靜肅性。1982年法國有一家名為“BFG公司”的摩托車制造商，取三個創(chuàng)辦人的姓氏字首而成。此公司利用雪鐵龍汽車開發(fā)的1.3L水平對臥四缸發(fā)動機裝置在摩托車上，推出“BFG Citro?n 1300”重型機車。從1982年到1983年12月倒閉歇業(yè)之間，他們大約制造了450輛，其中約100輛賣給法國警察部門。翌年埃納省圣康坦有一家“MBK公司”接手其設備與零件，又制造了約150輛。

飛機美國賓夕法尼亞州的萊康明發(fā)動機公司（Lycoming Engines）所生產(chǎn)的5.9L氣冷式水平對臥四缸發(fā)動機，大量地搭載于堪薩斯州西斯納飛機公司制造的小型飛機。萊康明公司的高明之處乃以水平對臥四缸為基礎，以擴缸的方式建造出六缸、八缸的產(chǎn)品。類似的情況也發(fā)生在阿拉巴馬州的大陸發(fā)動機公司（Continental Motors, Inc.）和紐約州的富蘭克林發(fā)動機公司（Franklin Engine Company，但1975年被波蘭政府收購）。此外，飛機用的水平對臥四缸發(fā)動機也被搭載于風扇艇，馳騁于佛羅里達大沼澤地。

日本的小川精機以“OS”為品牌名稱，專門制造40至52c.c.的遙控飛機用水平對臥四缸發(fā)動機。特別是排氣量52c.c.的FF-320型針對大型遙控飛機設計，受到許多使用者的推崇。1

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本詞條內(nèi)容貢獻者為:

段春偉 - 教授級高工 - 中國新興建設開發(fā)總公司