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『小刘聊汽车』汽车是不是气缸数越多就越平顺？( 三 )


『小刘聊汽车』汽车是不是气缸数越多就越平顺？
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两边你的两个活塞向上运动产生的一个向上的力 ， 中间两个活塞向下运动产生向下的力 ， 所以它们相互平衡 。 问题是 ， L4发动机的二阶震动并不平衡 ， 因为当两侧活塞到达上止点 ， 中间两个活塞达到下止点时 ， 二阶不平衡力是向上的 ， 这也就对发动机造成了震动 。
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当然 ， 可以通过平衡轴或者其他方法解决该问题 ， 例如橡胶减震机脚 ， 让震动尽量不传导到车系那个内部 ， 但这个震动是客观存在的 。
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直列四缸发动机相对于其他结构发动机的优势就是体积小以及轻量化出色 ， 这是巨大的优势 ， 因为其体积小 ， 所以它可以用于各种驱动布局的车辆上 ， 前驱、后驱、四驱 。 同样 ， L4是很简单的设计 ， 它只需要一个缸头 ， 因此也只有一列气门机构 ， 相比起V型布局的两组气门机构 ， L4拥有更小的运动部件 ， 所有的零部件在维修难度上相比V型等发动机更有优势 。
二阶震动是L4发动机的最大缺点 ， 由于二阶震动的存在 ， 这就限制了发动机的体积 ， 因为发动机排量越大 ， 活塞越大 ， 震动就会更加强烈 ， 于是L4的体积就无法做得很大 ， 进而限制了输出功率 。 另外一个缺点就是L4发动机的重心太高 ， 不如水平对置发动机拥有低重心 ， 所以对于车辆操控性有一定影响 。
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从上文可知 ， 5缸发动机的点火间隔为4x180/5=144 ， 点火间隔为144度 。 对于四冲程的四缸发动机来说 ， 它的点火间隔是180度 ， 这就意味着总有一个气缸处于做功冲程 ， 但是没有做功叠加 ， 对于L5发动机来说 ， 它的点火间隔是144度 ， 这意味着两个做功冲程之间有36度的重叠 ， 所以L5发动机的动力输出会更加平顺 ， 这是L5的一个优点 。
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从L5发动机的曲轴可以知道 ， 假如从侧面看这根曲轴会类似五角星形状 ， 1号活塞在顶端 ， 2号在左下 ， 3号在右下 ， 4号在右上 ， 5号在左上 ， 曲轴的曲柄夹角是72度 ， 144度就是两个夹角 ， 这也就是最佳点火间隔 。 假如这台发动机按照最佳点火间隔点火 ， 那么其气缸点火的顺序就是12453 。
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从曲轴上看到 ， L5发动机是不平衡的 ， 一阶震动和二阶震动都会让发动机产生前后俯仰问题 ， 所以L5发动机通常会布置一根平衡轴 ， 相比起L4发动机 ， L5发动机最大的优点是平顺的动力输出 ， 相比起V6和L6发动机 ， 它长度比L6短 ， 宽度比V6窄 ， 更容易安装在一辆横置前驱的车辆上；同时 ， 对比起L4 ， L5发动机可以拥有更大的排量 ， 也就能拥有更高的功率输出 。
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但L5发动机也有缺点 ， 例如前后俯仰的震动问题 ， L4就不会有这种问题 ， 原因上文已经介绍过 。 由于增加了平衡轴 ， 这就增加了转动惯量和复杂程度；同时 ， 体积也是一个重要因素 ， L5的体积比L4更大 ， 所以需要更大的机舱容纳它 。
所以 ， 在车辆需要比L4更大排量 ， 但是又受制于发动机舱空间时 ， 就可以选择L5发动机 ， 这也使得L5发动机的应用面比较窄 ， 所以市场上使用L5发动机的车辆较少 。
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