汽车四缸发动机曲轴为什么普遍采用180度的曲拐布置而不是90度的十字曲轴式?

2025-04-06 12:08:57
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四缸发动机,又可称为四缸引擎,是一种能够把一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器。通常是把化学能转化为机械能。有时发动机既适用于动力发生装置,也可指包括动力装置的整个机器,比如汽油发动机,航空发动机。动机总的主要部分就是气缸,这里就是整个汽车的动力源泉。四缸发动机其机体主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等部件组成。四缸发动机其基本原理是将汽油(柴油)的热能,通过在密封汽缸内燃烧气体膨胀时,推动活塞作功,转变为机械能。主要用途:多用于轿车的发动机、摩托车、油锯和其他小功率动力机械。

四缸十字轴最著名的发动机就是YAMAHA YZF-R1上那台一公升的十字曲轴(cross-plane)发动机,以270° - 180° - 90° - 180° 非对称的点火间断来减低机件的惯性扭力,让车手可以有更多主动权,利用油门更精准地制作扭力。 新R1的四个汽缸完全独立运作,除了在低转时有丰厚的扭力之外,在全区域转数中都有很好的线性表现。为了配合非对称式点火间断,新R1的供油程式也作出相应修改,发展出四组独立的供油和点火时间。新R1当然配有减震平衡轴,老实说,只有傻瓜才会喜欢震荡呢:) 换句话说,新R1可以让车手在车身倾斜的情况下,更精确地驾驭和使用大马力,在弯心和出弯时拥有更大优势。

配合全新车架、尾摇臂和头尾避震系统,全新R1便能以更精密的形态,更准地调控重心的分布。十字式曲轴除了可以更准确地控制扭力之外,排气声也更有性格更迷人。 相比起现款R1,09年R1的曲柄直径由32mm增至36mm,以应付十字式曲轴的需要。全新YZF-R1的引擎压缩比是12.7:1,缸径冲程分别是78.0 mm x 52.2 mm(旧款是77mm x 53.6mm),缸径比高达1.49,是超级over-square的超跑设定。新R1的峰值马力(自然吸气模式,未计ram-air模式)是182ps/12,500rpm,扭力是11.8kg-m/10,000rpm。比起07年的R1轻微增加了2ps马力和0.3kg-m扭力。 Yamaha是第一间车厂够胆够实力,把十字式曲轴投放在市贩跑车上。市售跑车不会跑一次便有专人团队去检修一次,所以表现一要稳定,需要相当精确的计算和配套。这方便足见Yamaha的实力去到那一个层次。 所以综合来说,市面上99%的车不做成十字曲轴,最重要的原因是成本。

参考雅马哈摩托车十字曲轴的例子,用90度的曲轴的发动机不是更平顺吗?是技术达不到还是有其它原因?