问题

为什么不能用两台直列4缸发动机拼成8缸发动机?

回答
这个问题很有意思,很多人会觉得,既然两台直列四缸发动机的汽缸总数加起来是八个,那把它们组合起来不就能变成一台八缸发动机了吗?其实,事情没那么简单,这里面涉及到很多技术上的难题。

首先,我们得明白,一台八缸发动机(通常指的是V8或者直列八缸)之所以被称为八缸,是因为它们能够协同工作,按照特定的顺序点火,从而产生一个平稳且有力的输出。 这种协同工作不仅仅是汽缸数量的简单相加。

把两台直列四缸发动机“拼”成八缸,最核心的问题在于:

1. 曲轴的连接与协调

两台独立的曲轴: 你拥有的两台直列四缸发动机,每台都有自己独立的曲轴,用来将活塞的直线运动转化为旋转运动。你想把它们“拼”成一台八缸发动机,就意味着你需要将这两根曲轴连接起来,让它们以一种特定的方式协同旋转。
曲轴的平衡性: 汽车发动机需要曲轴有极高的平衡性,以减少震动。每种发动机的缸数和排列方式都有其独特的曲轴设计和配重方案来达到最佳平衡。即使是同一种类型的发动机,不同厂家为了追求极致平稳,曲轴的设计也千差万别。
连接的复杂性: 如何将两根独立的、带有自身配重和平衡的曲轴连接起来,使其成为一个整体,并保持良好的运转平稳性,是一个巨大的挑战。你需要一个精密的联轴器或者齿轮系统来连接它们。这不仅增加了机械结构的复杂性,还可能引入新的震动源和能量损失。
转速同步: 理论上,如果你能找到一个完美的同步机制,让两台发动机的曲轴以相同的转速旋转,并且它们各自的曲轴能够以一种协同的方式输出动力。但即便如此,你还需要考虑如何将这两股动力有效地汇集到一起,并传输到变速箱。

2. 点火顺序与燃烧效率

八缸发动机的点火顺序: 一台真正的八缸发动机(无论是V8还是直列八缸)都有其精心设计好的点火顺序。这个顺序决定了哪个气缸在什么时候吸气、压缩、做功、排气。这个顺序的目的是为了让发动机运转平稳,动力输出连续,并优化燃烧效率。
协调两套点火系统: 你现在有了两台四缸发动机,每台都有自己的点火系统(火花塞、点火线圈、ECU控制)。你需要将这两套点火系统“合并”,并让它们以一个整体的八缸点火顺序来执行。这意味着你需要重新编程或者定制ECU,使其能够控制所有八个气缸按照正确的时序点火。
动力输出的“间隙”: 即使你能够让两台四缸发动机同步运转,它们各自的点火顺序是独立完成的。你想让它们组合起来像一台八缸发动机那样“连续”输出动力,就需要解决它们动力输出之间的“间隙”。例如,一台直列四缸发动机的做功周期是曲轴旋转720度(两圈)完成一个循环。如果两台四缸发动机各自的点火顺序是固定的,它们组合起来的动力输出可能不会像一台设计好的八缸发动机那样平滑。

3. 进气、排气与冷却系统

进气歧管和排气歧管: 八缸发动机通常有专为八个气缸设计的进气歧管和排气歧管。进气歧管需要将空气和燃油均匀地分配到所有气缸,排气歧管则负责将燃烧后的废气收集并排出。
两套独立系统: 你现在有两台四缸发动机,它们各自有自己的进气歧管和排气歧管。要把它们变成一台八缸发动机,你需要把这两套系统“整合”。这意味着你需要设计一个新的、能够将八个气缸的进气和排气统一管理的进气歧管和排气歧管。这不仅需要重新设计,还需要确保空气和燃油的分配以及废气的排放效率不会因为这种“拼凑”而降低。
冷却系统: 八缸发动机通常需要比四缸发动机更强的冷却能力,因为它产生的热量更多。你可能需要重新设计或升级冷却系统,以满足八个气缸的整体散热需求。

4. 结构强度与一体化设计

发动机缸体: 一台真正的八缸发动机,其缸体是一个整体设计的。这意味着发动机的结构强度、安装方式、与变速箱的连接等等,都是围绕着八个气缸协同工作来设计的。
两台独立发动机的连接: 把两台直列四缸发动机连接起来,意味着你需要一个非常坚固的框架来支撑和固定这两台发动机,并承受它们连接在一起时产生的额外应力。简单的将两台发动机的尾部(飞轮端)连接起来,很难保证整个结构的稳定性和长期可靠性。
整体优化: 汽车工程师在设计发动机时,会从整体上进行优化,包括缸体强度、曲轴、活塞、连杆、气门机构、凸轮轴等等,以达到最佳的性能、效率和寿命。这种“拼凑”的方式,很难达到原厂设计发动机的那种精密度和整体性。

举个更形象的比喻:

这就好比你想把两套独立的四个轮子的自行车,通过某种方式拼成一辆八个轮子的车。虽然轮子总数够了,但你怎么让它们协同转动,如何让驱动力传递到所有轮子,如何保持车身平衡,如何让刹车系统工作等等,都是非常复杂的问题。

总结来说,不能直接用两台直列四缸发动机拼成一台八缸发动机,是因为:

曲轴的连接与平衡问题: 需要精密且复杂的联接,难以保证平稳运转。
点火顺序的协调: 需要重新设计控制逻辑,以实现高效平滑的动力输出。
进排气系统的整合: 需要重新设计整套进排气系统,以保证良好的气流和燃烧。
结构强度和一体化设计的缺失: 难以保证整体的稳定性和可靠性。

真正的多缸发动机,其每一个部件,从最基础的缸体到最精密的曲轴,都是围绕着整体的设计目标和气缸的协同工作来精心打造的。这种“拼凑”的方式,更多的是理论上的概念,在实际工程中,成本、效率、可靠性等都会成为无法逾越的障碍。

网友意见

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改装也不好改,除非拿直列4缸发动机的图纸重新设计,简单的拼接按我的看法至少曲轴要换,毕竟之前的旧曲轴只满足4缸的需求,一下再加4缸的动力汇集到这根曲轴上会不会有问题?而且曲轴跟机体的连接点不是简单的首尾连接,气缸之间的缝隙也有接触面以保证气缸的直线性。那连杆末端的曲轴环是接上两个连杆呢,还是一前一后各自独立的曲轴环呢?而机体下部承接曲轴的地方肯定要大改,这个大改怎么改呢?

其实这种实体拼接比重新设计还难搞,换的东西太多其实也就等于重新设计了。

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