[科普中國]-水平對(duì)臥引擎

水平對(duì)臥發(fā)動(dòng)機(jī)（英語：flat engine）乃是根據(jù)復(fù)數(shù)的汽缸分成兩等分，以曲軸為中心呈現(xiàn)180度夾角而分列左右的形狀，因而得名“水平對(duì)臥”。再者，左右對(duì)稱的活塞作動(dòng)時(shí)像拳擊手出拳，故又名boxer engine。這個(gè)概念最早由德國機(jī)械工程師卡爾·本茨（也就是梅賽德斯-奔馳創(chuàng)始人之一）提出，并于1896年獲得專利，如今此行種型式之發(fā)動(dòng)機(jī)廣被德國保時(shí)捷及日本斯巴魯兩大車廠所采用。

水平對(duì)臥發(fā)動(dòng)機(jī)很容易跟相對(duì)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)（opposed-piston engine）混淆，另外一種容易混淆的例子是直列型二、三、四甚至多個(gè)汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)，傾斜呈V型180度，但一般認(rèn)為這與傳統(tǒng)直列型發(fā)動(dòng)機(jī)并無二致。

簡介水平對(duì)臥發(fā)動(dòng)機(jī)（英語：flat engine）乃是根據(jù)復(fù)數(shù)的汽缸分成兩等分，以曲軸為中心呈現(xiàn)180度夾角而分列左右的形狀，因而得名“水平對(duì)臥”。再者，左右對(duì)稱的活塞作動(dòng)時(shí)像拳擊手出拳，故又名boxer engine。這個(gè)概念最早由德國機(jī)械工程師卡爾·本茨（也就是梅賽德斯-奔馳創(chuàng)始人之一）提出，并于1896年獲得專利，如今此行種型式之發(fā)動(dòng)機(jī)廣被德國保時(shí)捷及日本斯巴魯兩大車廠所采用。

水平對(duì)臥發(fā)動(dòng)機(jī)很容易跟相對(duì)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)（opposed-piston engine）混淆，另外一種容易混淆的例子是直列型二、三、四甚至多個(gè)汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)，傾斜呈V型180度，但一般認(rèn)為這與傳統(tǒng)直列型發(fā)動(dòng)機(jī)并無二致。

概要優(yōu)點(diǎn)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是左右相對(duì)地運(yùn)作，產(chǎn)生的震動(dòng)有所抵銷，故其運(yùn)轉(zhuǎn)相當(dāng)平順。其次是活塞運(yùn)動(dòng)角度的設(shè)計(jì)擁有平衡良好的優(yōu)勢(shì)，相對(duì)于直列型發(fā)動(dòng)機(jī)來說，曲軸所需的反向配重比較少，間接減輕了曲軸的重量。如此一來非但可以減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的整體重量，對(duì)于轉(zhuǎn)速提升的反應(yīng)也有所助益。因?yàn)槠壮尸F(xiàn)水平狀態(tài)，汽缸蓋、汽門系統(tǒng)皆隨著采水平配置，因此發(fā)動(dòng)機(jī)的重心位置極低。此外，低平的發(fā)動(dòng)機(jī)本體外型更貼近底盤，車身穩(wěn)定性更高、更均衡，比起直列型或V型發(fā)動(dòng)機(jī)更能抵抗側(cè)向偏移。

缺點(diǎn)水平對(duì)臥發(fā)動(dòng)機(jī)最大的缺點(diǎn)是打造費(fèi)時(shí)，制造成本相對(duì)較高。譬如同樣四汽缸的配置，直列型發(fā)動(dòng)機(jī)的四缸呈直線排列，車廠在制造時(shí)只需一個(gè)汽缸本體、氣門上座、凸輪軸、汽門外蓋便能構(gòu)成一具發(fā)動(dòng)機(jī)的主要元件。然而水平對(duì)臥發(fā)動(dòng)機(jī)必須將這些部件拆成左、右兩側(cè)，每一側(cè)兩汽缸就需要雙倍的汽缸本體、氣門上座、凸輪軸、汽門外蓋。正因周邊配件和發(fā)動(dòng)機(jī)腳的安裝孔位不一樣，這些零件無法開發(fā)單模成對(duì)生產(chǎn)，非得花費(fèi)更多開模成本來制造兩側(cè)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)組件才行。同時(shí)為了確保發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率和耐用度，進(jìn)排氣角度、燃燒室氣流形狀、氣門結(jié)構(gòu)等都必須經(jīng)過精密的計(jì)算，增加了設(shè)計(jì)的困難度。

由于汽缸頭分列左右兩端，兩個(gè)分離的燃燒室的進(jìn)排氣系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、進(jìn)排氣閥門等各自獨(dú)立，如何處理這些必要元件變得很繁雜。地球引力造成了汽缸上半部機(jī)油偏少，大多累積在下半部，產(chǎn)生活塞上半部偏磨的問題。所以水平對(duì)臥發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)相對(duì)而言較為復(fù)雜，也影響到發(fā)動(dòng)機(jī)室的布局。加上發(fā)動(dòng)機(jī)本體呈扁平狀，緊湊的發(fā)動(dòng)機(jī)室布局增高了維修困難度。其擺放方式多半為縱置，較適合后輪驅(qū)動(dòng)或四輪驅(qū)動(dòng)車，故應(yīng)用范圍受限。1

種類水平對(duì)臥二缸發(fā)動(dòng)機(jī)

水平對(duì)臥四缸發(fā)動(dòng)機(jī)

水平對(duì)臥六缸發(fā)動(dòng)機(jī)

水平對(duì)臥八缸發(fā)動(dòng)機(jī)

水平對(duì)臥十缸發(fā)動(dòng)機(jī)

水平對(duì)臥十二缸發(fā)動(dòng)機(jī)

水平對(duì)臥十六缸發(fā)動(dòng)機(jī)

V型180度發(fā)動(dòng)機(jī)雖然從外觀上來看，V型180度型和水平對(duì)臥型并沒有太大差異，但是從曲軸、汽缸形式等內(nèi)部構(gòu)造便可見出端倪：V型180度的左右汽缸內(nèi)曲柄銷是共通的，而水平對(duì)臥型則是汽缸分列左右，以曲軸為中心呈現(xiàn)180度夾角。V型180度的震動(dòng)在對(duì)向汽缸間并無法抵銷，若無8汽缸以上的偶數(shù)汽缸則會(huì)產(chǎn)生激烈的震動(dòng)。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

曹慧慧 - 副教授 - 中國礦業(yè)大學(xué)