為何叫水平對置發(fā)動機(jī)，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？

水平對置的缺點(diǎn)是什么？

仰望U7（參數(shù)丨圖片）增程如何避免這些缺點(diǎn)？

水平對置發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

水平對置，顧名思義，就是將氣缸像拳擊手的雙拳一樣左右對稱地擺放在曲軸兩側(cè)，英文名直接叫拳擊手發(fā)動機(jī)--Boxer Engine。不同于直列或V型發(fā)動機(jī)，水平對置的活塞是對向運(yùn)動的，當(dāng)左側(cè)活塞向外運(yùn)動時，右側(cè)活塞向內(nèi)運(yùn)動，兩者的慣性力相互抵消。

這種設(shè)計帶來三個核心特點(diǎn)，首先就是天生的機(jī)械平衡，直列或V型發(fā)動機(jī)在運(yùn)行時會產(chǎn)生一階和二階慣性力，需要額外的平衡軸去抵消震動。而水平對置因?yàn)榛钊麑ΨQ運(yùn)動，天生消除了這兩種慣性力源，發(fā)動機(jī)在怠速、啟停甚至高轉(zhuǎn)速運(yùn)行時，震動更小、噪音更低。這也是保時捷911加速時絲滑線性的原因。

第二個特點(diǎn)就是重心更低，操控更穩(wěn)，水平對置的高度僅為直列氣缸的一半，可以理解為讓發(fā)動機(jī)“躺下來”，這讓整車的重心降低，低重心意味著彎道更穩(wěn)定。第三個就是空間釋放，由于發(fā)動機(jī)躺著，車頭線條可以更加扁平，有助于空氣動力學(xué)設(shè)計，同時釋放出更多的縱向布置空間。這種結(jié)構(gòu)在跑車時代被用來降低風(fēng)阻，如今在電動車時代，它為電機(jī)、逆變器等騰出了寶貴空間。

水平對置的缺陷與工程難題

然而，任何機(jī)械設(shè)計都不可能完美。水平對置發(fā)動機(jī)的獨(dú)特布局，也帶來了工程師必須正視的挑戰(zhàn)。首先就是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，對稱布置意味著需要兩套氣缸蓋、兩套正時機(jī)構(gòu)和兩套凸輪軸。零件數(shù)量幾乎是直列機(jī)的兩倍，制造精度和裝配要求更高。所以這類發(fā)動機(jī)只在保時捷、斯巴魯?shù)绕放浦惺褂?，其生產(chǎn)成本和維護(hù)成本遠(yuǎn)高于普通結(jié)構(gòu)。

同時存在潤滑與磨損問題，活塞水平運(yùn)動，重力讓機(jī)油更容易沉積在下側(cè)氣缸中，上側(cè)潤滑不足，導(dǎo)致氣缸磨損不均。時間一久，容易出現(xiàn)“燒機(jī)油”或活塞環(huán)卡滯問題。對于高負(fù)荷、高溫下的發(fā)動機(jī)，這個問題尤為嚴(yán)峻。

當(dāng)然空間也是魚與熊掌不可兼得，雖然高度低，但橫向?qū)挾仍黾?，侵占了懸架布局空間。為了兼容，車輛往往只能采用緊湊的麥弗遜結(jié)構(gòu)，操控上受限于幾何布置，比如豐田86和斯巴魯BRZ，這類小跑車也是傳統(tǒng)的麥弗遜結(jié)構(gòu)。

在后期的使用中，水平對置發(fā)動機(jī)的成本更高，由于壓縮比較高，對燃油辛烷值要求嚴(yán)格，像保時捷911建議加98號。再加上氣缸數(shù)量多、進(jìn)排氣復(fù)雜，保養(yǎng)與維修難度高于普通直列四缸機(jī)。

仰望U7如何解決這些難題？

在純電為主、發(fā)動機(jī)退居二線的時代，比亞迪仰望U7重新激活了水平對置架構(gòu)，但不再驅(qū)動車輪，而是專心做一件事--高效發(fā)電，傳統(tǒng)水平對置的短板之一是低速扭矩不足，而增程系統(tǒng)只需發(fā)動機(jī)在特定高效轉(zhuǎn)速區(qū)間工作，不再承擔(dān)全速域驅(qū)動任務(wù)。

仰望U7的2.0T水平對置發(fā)動機(jī)功率180kW，峰扭380Nm，工作轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在5000rpm附近，專為發(fā)電機(jī)匹配優(yōu)化，得到95%的發(fā)電效率，持續(xù)輸出電能，為四電機(jī)系統(tǒng)提供穩(wěn)定能量。換句話說，U7不再需要像保時捷911那樣頻繁拉高轉(zhuǎn)速去爆發(fā)動力。

空間方面，U7是一款尺寸龐大的轎車，橫向?qū)挾冉?米（1998mm），所以不會侵占懸掛的空間，U7前懸掛為雙叉臂結(jié)構(gòu)，縱向方面，為了進(jìn)一步壓縮發(fā)動機(jī)高度，U7采用了賽車常用的干式油底殼設(shè)計和五聯(lián)機(jī)油泵系統(tǒng)，沒有傳統(tǒng)油底殼，U7增程器對比U8體積縮小近一半，釋放了座艙空間和電機(jī)布置空間，同時高速過彎油液也不會出現(xiàn)潤滑不足的現(xiàn)象。

為了解決傳統(tǒng)水平對置偏磨問題，U7的活塞裙部采用了耐磨涂層與大環(huán)形回油通道設(shè)計，確保機(jī)油均勻分布、避免燒結(jié)卡環(huán)。

除了解決工程缺點(diǎn)，仰望U7還放大了水平對置的靜謐度優(yōu)點(diǎn)，比如傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)啟停頻繁，讓增程車有明顯的噪音。U7采用六點(diǎn)式懸置系統(tǒng)，比傳統(tǒng)的四點(diǎn)和五點(diǎn)更穩(wěn)定，還有電磁閥式半主動控制，根據(jù)發(fā)動機(jī)狀態(tài)自動調(diào)節(jié)剛度與阻尼，即使在饋電狀態(tài)高速運(yùn)行，車內(nèi)幾乎也察覺不到發(fā)動機(jī)的介入。

選車偵探觀點(diǎn)：仰望U7的水平對置增程發(fā)動機(jī)，一方面解決了大部分水平對置天然的缺陷，一方面放大了水平對置的優(yōu)點(diǎn)，比如體積更小，重心更低，振動更少，同時借助增程系統(tǒng)的單一發(fā)電工況，規(guī)避了傳統(tǒng)水平對置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、低速效率差、維護(hù)難等問題。大家覺得這類發(fā)動機(jī)靠譜嗎？歡迎討論。