一文讀懂，汽車發動機有哪些形式

盡管汽車動力電動化已經成為不可逆的趨勢，且目前混動車型更受歡迎，但在內燃機車的彌留之際，我們仍可將汽車內燃機當作一種知識拓展，了解它們都曾以怎樣的方式搭載到汽車身上，他們各自又有何特點？本篇內容我們單純介紹發動機的布置形式，對不同燃料、進氣、冷卻及沖程的發動機不做過多說明。

一、直列發動機

直列發動機指的是發動機缸體和活塞豎直布置，當前，絕大多數車型都搭載著直列發動機。直列發動機一般用L代替，例如L4指直列四缸發動機，L6指直列六缸發動機。

直列發動機因結構簡單，所以它是最早被裝配在汽車上的。最初，汽車裝配的是直列蒸汽機，但因效率低下，續航不足且冷卻問題制約了它的行駛路徑，所以當奧托改良內燃機后，蒸汽機很快被內燃機所取代。

從此人類便一發不可收拾，在直列發動機上玩出了各種花樣，直列單缸、雙缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸，都曾出現過，并搭載到相應車型上。

直列發動機的優勢是結構相對簡單，運行穩定，現在多以四缸發動機為主，因節能減排的原因，三缸發動機一度成為主機廠追捧的對象，但在國內，三缸發動機始終沒有被消費者接受。五缸發動機是奧迪和沃爾沃的最愛，不過因為五缸發動機結構復雜且可靠性較差，所以沃爾沃已經棄用直列五缸發動機，但奧迪仍把優化過的五缸發動機搭載到高性能車上，比如奧迪TT RS和RS3。

直列六缸發動機一直是寶馬的看家法寶，因為節能減排的原因，這款發動機差點被寶馬遺棄，不過因為其結構具備天生優異的平順性，所以寶馬現款車型也都有搭載，奔馳也因為其平順性重新啟用了直六發動機。

二、V型發動機

V型發動機相鄰兩個氣缸之間會有一定夾角，通常V6發動機夾角為60°，V8發動機夾角為90°，但這些數據并不固定，而是在研發過程中，根據平順度需求，對發動機夾角進行調整。

V型發動機因相鄰氣缸傾斜錯位布局，所以缸數相同的V型發動機，比直列發動機長度更短，且重心更低，且V型發動機汽缸往復運動的時候，震動會被自身相互抵消一部分，所以V6、V8、V12的平順性相對較好。但如果單純從結構上比較的話，L6的平順性較V6還能更好一些。

V6發動機因平順性出色，且制造成本更高，所以通常情況下被用在中高端車型上；V8發動機一直被視為偏重功率輸出的典范，寶馬M系列上就有V8身影，而十字曲軸的V8發動機，則被美系車尤為鐘愛；V10發動機因為平順性不足，所以搭載車型較少，代表車型是蘭博基尼Huracán和奧迪R8；V12發動機因平順性和功率輸出都無可挑剔，通常被看作旗艦動力，一般搭載到品牌的旗艦車型。

V2發動機一直是哈雷摩托的標配，近些年，國內巡航摩托也普遍搭載了V2發動機；V4發動機則一直受杜卡迪等高性能摩托車鐘愛。

三、Ｗ型發動機

Ｗ型發動機并不是氣缸按照Ｗ形排列，而是由兩組VR發動機按照V型發動機布局，組成一組V型發動機。

VR發動機是大眾專屬，通常情況下V型發動機氣缸夾角在60°，但大眾為了獲得更緊湊的體積，將V型發動機夾角縮減至15°，超小的夾角使得VR6發動機體積與直四發動機相當，這就創造了一個便利條件，能夠使用兩組VR發動機布置成V型發動機，進而構成結構更復雜的W發動機。這種發動機最大的優勢，就是能在有限的空間內布置盡可能多的氣缸數，從而獲得更大的扭矩輸出和更強勁的動力輸出，但缺點就是散熱困難，威龍研發過程中，散熱一直是困擾團隊的一大難題。

Ｗ型發動機的代表作是布加迪威龍的W16發動機，W12發動機也一直是輝騰，途銳和A8L旗艦車型的代表。

四、水平對置發動機

水平對置發動機指發動機相鄰氣缸呈水平對向排布，通常用H代表水平對置發動機。這種發動機將直列發動機的上下往復運動，改為水平往復運動，震動優化非常出色。而且這種發動機重心更低，更有利于汽車操控。

雖然水平對置發動機的發明者是卡爾·本茨，但奔馳目前并沒有搭載水平對置發動機的相應車型，而斯巴魯全系、保時捷718、911系列以及寶馬拳擊手，均以水平對置發動機聞名于世。

和水平對置發動機類似的，還有一種叫V型180°發動機，他們的外觀形態非常相似。這兩種發動機最大的區別在于，水平對置發動機，每個連桿都使用單獨的曲柄銷，而V型180°引擎每相鄰的兩根連桿會使用同一個曲柄銷。也就是說，水平對置發動機在運轉的時候，相鄰兩個活塞為對向運動，而180°夾角V型發動機在運轉的時候，相鄰兩個活塞為同向運動。

這種發動機雖然有重心低，振動小的優點，但是也有偏磨缺點。因活塞重心豎直向下，所以在下面的一側，摩擦力相較在上面的一側會更大一些，也就不可避免地會發生偏磨，而且這種現象極難解決，盡管斯巴魯聲稱已經優化了這個問題，但根據駕駛公里數較大的BRZ車主說法，偏磨現象依然存在。

五、轉子發動機

轉子發動機，并不像前面介紹的四種發動機那樣，有一個活塞在圓柱形缸筒內進行往復運動。它的缸體是一個橢圓形，內部有一個三角形活塞在橢圓形缸體內做圓周運動。這使得轉子發動機可以直接輸出發生圓周運動的動力，從而簡化了傳動部件，使得傳動效率有所提升，而且轉子發動機結構非常緊湊，在同排量情況下，相比往復運動式發動機的輸出功率更高。

轉子發動機的發明者是德國人汪克爾，但馬自達卻是轉子發動機的偏執擁護者，為什么說偏執？因為研究轉子的汽車企業很多，包括國內也曾生產過轉子發動機驅動的卡車，但都因轉子發動機低轉性能太差，油耗高，燃燒效率低，潤滑問題難以解決，轉子頂端密封問題難以解決，最終決定放棄轉子。只有馬自達在日本的政策逼迫下，始終堅持使用轉子發動機，而這也成為了馬自達的特色。

總結：

純電動雖然已經成為趨勢，但氫內燃機和氫燃料電池動力，仍被看作是替代當前純電動汽車的一項更環保的終極能源形式，只是氫能難以獲取且成本較高，并不適合推廣，但伴隨著技術進步，誰又能保證內燃機不會死灰復燃？