汽车词典——气缸的排列组合

老听说汽车发动机直4、直6、V6、V12什么的，到底什么意思呢？——这就来聊聊发动机气缸们的排列和组合。作为车迷，不多了解点儿专业名词可不行，《汽车词典》和您一起长长知识，一起飞。...



作为车迷，不多了解点儿专业名词可不行，《汽车词典》和您一起长长知识，一起飞。



老听说汽车发动机直4、直6、V6、V12什么的，到底什么意思呢？——这就来聊聊发动机气缸们的排列和组合。

之前我们说了，发动机最基本的核心单元是气缸。就像这样的：



一个气缸的发动机相对就简单了——但是之前也提到过：当前的车用发动机大多拥有四个以上气缸。发动机的动力最后都从一根曲轴输出，那这几个气缸怎么布置才合适呢？

直列式发动机：

比较直白的想法当然就是沿着曲轴把气缸布置成一列，这种布置形式的发动机就叫直列式发动机。这也是目前应用最多的布置形式。



优势：

一列气缸上面共用一个气缸盖，结构简单成本低廉，上下跳动的活塞力学特性也不错——好！

常见形式：

直4(L4)

直列4缸发动机是目前汽车应用最广的了，因为这个气缸数刚好能让四冲程发动机一刻都不闲着，偶数气缸引起的跳动也相对平衡——花最少的钱就把事儿给办了。



大众直4发动机

直3(L3)

不过，为了响应领导们节能环保的号召，一些排气量更小的直列发动机被开发出来，他们就三个气缸……这样，发动机总会有四分之一的时间没有动力输出，再加上单数气缸导致发动机曲轴前后也很难平衡，所以额外的震动和噪声是免不了。不过也有好处——是真小！



福特直3发动机



小到可以装进小行李箱里的福特汽车的直3发动机气缸体直5(L5)

但是要想动力好，还是得增加排气量才行，超过2.5升的排气量，四个气缸也觉得不够用了——那五个吧。可是因为又是单数气缸，所以平顺性也没那么好。



沃尔沃直5发动机

直6(L6)

五个还不够那就六个，不过这回不太一样了。不仅动力有了提升，除了保证发动机持续做功的四个气缸外，又多出来两个气缸可以比较随意的安排点火顺序，后三个气缸就很容易和前面三个气缸摆出一副对称的格局，从而大大降低了振动，提高了发动机的平顺性——那是相当不错。



宝马直6发动机

直列发动机的劣势：

但是当你想要更大排气量和更多气缸的时候，直列发动机的问题就暴露出来了——太长了。



上图是阿尔法·罗密欧上个世纪30年代开发,8C系列直列8缸发动机，装在车上的效果是这样的：



大家感受下——虽然车子不按平米卖，但是如果不敢给自己的车设计个那么长的车颈就还是另想办法吧……

V型发动机：

为了解决“长”的问题，V型发动机就诞生了。V型发动机的气缸分成两组，这两列气缸成一定角度以“V”字形连接到一根曲轴上面，这样就能比对应的直列式发动机减少将近一半的长度。这种布置形式在排气量较大的发动机中最流行了。



优势：

发动机机体短呗，同时也更低矮。不过除此之外，左右平衡的气缸布置还能相互抵消部分振动，这让V型发动机运转起来更安静，更平顺。



在鼓捣V型发动机的亨利·福特

常见形式：

V6

V6发动机基本算是入门级的Ｖ型发动机了。和直４差不多的长度让V6发动机可以横着竖着比较灵活的布置在发动机舱里，所以也是应用最为广泛的V型发动机。



雷诺V6发动机

V8

对于喜欢大排气量的美国人，V6都显得有些娘炮——再来两个气缸才够酸爽！很多高性能的车型会用到这种形式的发动机。如果把它看成是对接的两具直4发动机，会发现V8发动机的平顺性也更理想些。



雪佛兰科尔维特V8发动机

V10

每侧有五个气缸的V10发动机的动力更加凶猛，但是这种结构的平顺性很难搞定，注定是个又吵又闹可怕的大块头。所以只有少数不太在乎平顺性的车型还在使用这种发动机。



道奇V10发动机

V12

V12发动机基本上是平时能见到的发动机中最高端大气的了。每侧一组的六气缸结构本来就很平稳，组在一起要平顺有平顺，要动力有动力……只要造得出，造得起，装得下，烧得起油……那简直没谁啦。



奔驰V12发动机

V型发动机的劣势：

也得说说V型发动机的缺点——太复杂了——比人家两个直列发动机还复杂，所以贵啊，贵！此外，长度虽然减少了，宽度却无奈的增加了，在发动机舱里挤出空间吧。

关于气缸的夹角：

除了常见的60°或者90°夹角，V型发动机的气缸夹角多种多样。



90°夹角V型发动机

为了解决V型发动机又复杂又宽的缺点，也有人尝试小夹角的V型发动机。比如大众搞出来的VR发动机，左右两排气缸还是可以和直列发动机一样共用一个气缸盖，宽度也大大降低。当然了，这种介于直列发动机和V型发动机之间的发动机的性能也介于它们之间了。



气缸夹角很小的VR6发动机的气缸体

值得一提的是：左右平衡对称原本是V型发动机的一大优势，大众汽车却还炫技似的开发出单气缸数的VR五缸发动机，通过平衡块的设计解决了发动机左右一边三缸一边两缸带来的不平衡……行——大众你牛……不过因为还是太蛋疼了，所以现在也没什么车用了……



第四代大众高尔夫的一些型号就使用过VR5发动机

水平対置发动机：

对于气缸夹角，有人往小了做，也有人往大了做——做到了180°——这就是水平対置发动机。



优势：

这种气缸都“躺下”了的发动机的重心差不多是最低的了，这能给整车带来更好的操控性能。此外就是这种左右互克式的布置确实很平顺。劣势：

缺点当然也就是放大了一般V型发动机的毛病：太太复杂了——都不能好好的用油底壳里的机油润滑啦！太太宽了——看你还能再宽点儿么？所以目前除了斯巴鲁和保时捷没有别人玩这个了。

W型发动机：

话说回来，万一V型发动机还是太长呢？不信看这个：



凯迪拉克V16发动机

又要呼唤长脖子了，就像这样：



凯迪拉克Sixteen概念车有个“超长脖子”

尤其对于奥迪、大众这种喜欢把发动机装在前轴前上方的品牌。所以只好再挤一挤……

嗒哒！四列气缸组组成的W型发动机就这样诞生了！



其实之前大众还给布加迪试制过三组气缸组组成的W18发动机，请自行脑补。而量产的W型发动机则可以看成是两组组在一起的VR型发动机。



奥迪W12发动机

优势和劣势：

其实只有大众集团在开发应用这种W型发动机。这种长度超短、重量相对轻一点点的发动机的问题也不言而喻——复杂到死……不过联想到一些安装了这种发动机的车型的售价，这个设定似乎也能欣然接受了……





不小心又说多了，大家快去看车展吧~

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