3.2 气缸排列形式

Cylinder Arrangement

发动机的气缸有哪几种排列形式？

在往复式活塞发动机中，汽车发动机一般由多个圆筒状的气缸组成，每个气缸可以独立工作。它们的动力汇合在一起，共同驱动汽车前进。这些气缸可按不同形式组合，从而产生出不同形式的发动机。目前，最常见的有3种气缸排列形式：直列、V形和水平对置。

还有一种W形气缸排列形式，但这种形式较为少见，而且与V形发动机较为相似。因此，发动机气缸排列形式，多指上述3种。

V形发动机更先进吗？

将所有气缸分成两组，把相邻气缸以一定的夹角布置在一起（一般为90°），从侧面看气缸呈V字形，就是V形发动机。

将V形发动机的夹角继续扩大到180°，让相邻气缸成对立设置，即为水平对置发动机。

V形发动机的高度和长度相对直列发动机较小，在汽车上布置起来较为方便。尤其是现代汽车比较重视空气动力学，要求汽车的迎风面积越小越好，也就是要求发动机舱盖越低越好。另外，如果将发动机的长度缩短，便能为驾乘室留出更大的空间，从而提高舒适性。将气缸分成两排并斜放后，便能缩小发动机的高度和长度，从而满足车身设计的要求。V形发动机的气缸成一角度对向布置，还可以抵消一部分振动。V形发动机的缺点，就是必须使用两个气缸盖，结构较为复杂。另外，其宽度加大后，发动机两侧空间较小，不易再安排其他装置。

W形发动机为什么应用少？

将V形发动机的每侧气缸再进行小角度的错开（如大众汽车W8发动机为15 °），就成了W形发动机。与V形发动机相比，W形发动机可以更短，曲轴也可更短，这样就能节省所占的空间，同时减轻重量。但是，它的宽度更大，使得发动机舱更满。

与V形发动机相比，W形发动机最大的问题，就是发动机由一个整体被分割为两个部分，在运作时必然会引起很大的振动，因此现在应用极少。针对这一问题，大众汽车在W形发动机上设计了两个反向转动的平衡轴，让两个部分的振动在内部相互抵消。现在，只有大众汽车集团某些品牌车型采用W形发动机，如W8、W12和W16等发动机。

Did You Know?

什么是内燃机和外燃机？

我们经常把汽车发动机称为内燃机，难道还有外燃机？是的，外燃机是存在的，比如原来火车上用的蒸汽机，发电厂和轮船上使用的汽轮机等，都是外燃机。它们都是利用燃料在发动机气缸的外部燃烧来产生动力的。如早期的蒸汽机，它利用燃料（木材、煤、煤气、柴油等）烧开锅炉中的水，使之产生高压蒸汽并进入气缸内，利用蒸汽压力推动活塞做功，从而产生动力。

内燃机则是相对外燃机而言的，它的燃料在气缸内燃烧。现在，汽车上用的汽油发动机和柴油发动机，都是内燃机。

为什么说水平对置发动机更有个性？

水平对置发动机的所有气缸呈水平对置排列，就像是拳击手在搏斗，活塞就是拳击手的拳头（当然拳头不止两个），你来我往，毫不示弱。水平对置发动机的英文为Boxer Engine，含义就是“拳击手发动机”，简称为B型发动机。比如B6、B4发动机，分别代表水平对置6缸和4缸发动机。

由于相邻两个气缸水平对置，这种发动机可以很简单地相互抵消振动，使发动机运转更平稳。水平对置发动机的重心低，能让车头设计得又扁又低。这两点都增强了汽车的行驶稳定性。

水平对置发动机本身就左右对称，因此它可使变速器等放置在车身正中，让汽车左右重量对称，而不会像大多数汽车那样重心偏向一侧。

水平对置发动机的动力输出轴方向与传动轴方向一致，因此不需要改变动力传递方向，而是可以直接与离合器、变速器对接，大大提高了动力传递效率，使汽车的起动和加速更迅猛。

水平对置发动机的缺点是维修不方便，而且各缸点火间隔不一致，使其排气声音比较怪异。普通汽车极少装配水平对置发动机，现在只有保时捷、斯巴鲁和丰田等仍在生产和使用这种发动机。