问题

水平对置引擎真的天生强度不足,耐用性差吗?

回答
关于水平对置发动机(Boxer Engine)的强度和耐用性问题,这确实是一个在汽车爱好者和技术圈子里经常被讨论的话题。简单地说,“天生强度不足,耐用性差”的说法有些过于绝对,但水平对置发动机确实存在一些与生俱来的设计特点,这些特点在特定条件下可能会对强度和耐用性产生影响。

让我们来拆解一下这个说法,并详细分析背后的原因:

水平对置发动机的结构特点:

首先,理解水平对置发动机的关键在于它的气缸布局。气缸呈“V”形排列,但夹角为180度,也就是说,两个活塞同时向相反方向运动。这种布局带来了几个显著的优点:

重心低: 这是最核心的优势。气缸和曲轴几乎水平放置,大大降低了整台发动机的重心。低重心意味着车辆在过弯时侧倾更小,操控性更好,抓地力也更稳定。
运转平顺: 由于两个活塞的运动方向相反,它们产生的惯性力在一定程度上可以相互抵消,减少了震动。相比V6或直列四缸发动机,水平对置发动机的平顺性往往更佳,特别是对于大排量或高转速发动机。
结构紧凑(宽度上): 尽管气缸是水平的,但整体来说,它在发动机舱内的宽度相对较小,这有利于整体车身设计。

“天生强度不足”的说法从何而来?

虽然水平对置发动机优点突出,但它的结构也带来了一些挑战,这些挑战可能被解读为“强度不足”:

1. 曲轴的设计和受力:
更长的曲轴: 相比同等气缸数的直列发动机,水平对置发动机需要更长的曲轴来连接相对较远的左右两列气缸。更长的曲轴在扭转刚度和抗弯曲能力上会受到更多考验。
曲轴轴承的负载: 水平对置发动机的曲轴需要承受来自两个气缸组的相对运动带来的复杂受力。虽然设计时会考虑平衡,但曲轴的每一个主轴承都需要同时支撑来自一侧的活塞连杆和来自另一侧的活塞连杆的反向推力。这使得曲轴和轴承的设计、加工精度以及润滑要求都更加严苛。
平衡轴的需求: 为了进一步抵消二阶震动(特别是对四缸水平对置发动机而言),往往需要增加平衡轴,这又增加了发动机的复杂性和重量。

2. 缸体和缸盖的设计:
缸体结构的对称性和刚性: 水平对置发动机的缸体需要连接左右两列气缸,并且有独特的“箱体”结构。为了保证整体的刚性和强度,缸体设计需要非常精巧,尤其是在连接左右气缸盖的部分。
缸盖的设计和冷却: 两个相对的气缸盖需要分别安装在左右两侧,这意味着气缸盖的设计、安装以及连接到缸体的螺栓布局都会有所不同。发动机冷却液的循环也需要特别设计,以确保两侧气缸都能得到均匀的冷却,避免局部过热。
燃油喷射和点火: 传统上,水平对置发动机的火花塞和喷油嘴的安装位置可能不如直列发动机那样方便,这会影响到燃烧效率和排放控制的优化,间接影响到发动机的整体表现。

3. 维护和维修的复杂性:
更换火花塞: 很多水平对置发动机的火花塞位于气缸的下方(相对车辆而言),需要拆卸进气歧管甚至一些其他附件才能更换,这使得日常维护的工时和成本增加。
发动机拆解: 维修或更换关键部件(如活塞、连杆)时,发动机的拆解和重新组装也会比直列发动机更复杂,需要更高的技术水平和更专业的工具。

“耐用性差”的说法又是怎么来的?

“耐用性差”更多的是一种相对的说法,它可能源于以下几个方面:

更高的制造成本和技术要求: 由于上述的结构复杂性和高精度要求,水平对置发动机的制造成本往往更高。一旦制造过程中出现微小的偏差,或者在后续的维护保养中疏忽,就更容易出现问题。
对润滑的要求高: 尤其是早期的水平对置发动机,对机油的品质和压力要求非常高。如果机油压力不足或者机油品质下降,曲轴、轴承等关键部件的磨损就会加剧,直接影响耐用性。
特定品牌的口碑影响: 提起水平对置发动机,人们最常想到的是斯巴鲁(Subaru)和保时捷(Porsche)。这两个品牌在发展过程中,也曾遇到过一些与发动机相关的技术问题,这些问题在某些时期被放大,给消费者留下了“耐用性有疑虑”的印象。例如,早期斯巴鲁发动机的烧机油问题,或者一些保时捷车型在特定年份的机油泵或密封件问题,虽然很多都已经被改进,但“口碑”的力量是巨大的。

反驳和辩证看待:

然而,将“天生强度不足,耐用性差”作为定论,是不够全面的:

现代技术的进步: 现代汽车制造技术、材料科学和发动机控制系统已经取得了巨大的飞跃。无论是斯巴鲁还是保时捷,都对水平对置发动机进行了持续的优化和改进。新的合金材料、更先进的加工工艺、更智能的润滑系统和冷却系统,都大大增强了水平对置发动机的可靠性和耐用性。
性能与耐用的平衡: 很多时候,“强度不足”是相对于那些追求极致轻量化和高转速性能的发动机而言的。汽车制造商在设计发动机时,需要在性能、成本、耐用性和可靠性之间寻求平衡。保时捷911的水平对置发动机,在承受高达700马力以上输出的同时,依然能够保持相对可靠的耐用性,这本身就证明了其设计的潜力。
保养得当至关重要: 任何一台发动机,包括直列发动机,如果保养不当,都无法保证其耐用性。对于水平对置发动机来说,由于其对润滑和冷却的更高要求,定期按时更换高品质的机油和滤清器,保持良好的散热环境,对于延长其寿命至关重要。

总结:

水平对置发动机并非“天生强度不足,耐用性差”。它是一种在特定领域(如追求低重心和操控性)非常有优势的设计。它的结构确实带来了一些在设计、制造和维护上的挑战,这些挑战在过去可能导致一些问题,并形成了一些负面印象。

但是,随着技术的发展,这些挑战正在被不断克服。今天的水平对置发动机,在现代化的设计和严苛的品控下,其强度和耐用性已经达到了非常高的水平,足以满足大多数消费者的需求,甚至在赛道上展现出强大的生命力。

所以,更准确的说法是:水平对置发动机的设计有其独特的复杂性,对制造精度和保养维护的要求相对更高,但并非“天生缺陷”。只要通过先进的技术和精心的调校,它同样可以成为一款高性能且可靠的动力单元。对于消费者来说,了解其特性,并给予恰当的保养,是享受其优势的关键。

网友意见

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只能说斯巴鲁质量很差,并不能说水平对置有问题。90年代斯巴鲁已经有了完美的解决方案,ej22t 缸内机油喷射,封闭式缸体,锻造活塞连杆。用在22b的sti上基本上是最完美的水平对置,把911turbo s按在地上乱锤。

换了ej257/207之后强度就是垃圾,半封闭缸体,取消缸内机油喷嘴,用铸造的活塞。只能说斯巴鲁图便宜不在用好料和好设计。才导致wrx和sti基本上3天一修。而且本身在四缸机上推马力就是很蠢的做法。

我自己的wrx sti 5万公里,活塞碎列,换了新发动机,7万公里开始各种漏油,9万公里新的活塞又出现问题,10万公里缸头油封出现问题。11万公里换新发动机。12万公里又开始漏油。。来了12万公里发动机已经换了3台

朋友的wrx sti,新车推马力,1万公里爆缸(不过这个不怪斯巴鲁),换了IAG performance的发动机,一直用到7万公里,除了漏油都没什么问题。7万开始轻微烧机油。9万杠头油封爆了,掉发动机大修。开了9万公里也大修了3次

点赞过100再加点配图哈哈

玩sti的是个很小众群体,这是小村子附近唯一专修sti的店,这一墙都是附近几十号人5年内开爆掉的ej257/207。

//——-以下是一些故事———

这几都是近几年坏掉的涡轮,因为wrx/sti是高增压车型,涡轮转速很高,我亲眼目睹一辆sti把自己的涡轮轴转断,叶片打碎三元催化器,从排气管射出去。

然后来到原厂活塞组,这里要展示的是活塞碎裂的问题,这是个很经典的水平对置的问题。首先偏磨,导致一侧活塞磨损更多,碎的一侧都是靠近底部的。 而且水平对置,必须要活塞膨胀系数小,这导致活塞材料非常脆。如果膨胀系数大,水平对置因为重力问题,会导致冷车启动叮了咣啷响,冬天启动要热车10min,显然目标就是冬季出行的斯巴鲁不能允许这种事情发生,所以用了强度低,但是密封性好,膨胀系数低的活塞。但是你这些就导致,活塞在震动和涡轮的压力下,非常容易碎。下图一来自10万公里ej257。图二来自6万公里ej207。这样的活塞有一大箱


现在我们来到了最震撼的图,在欣赏这张图之前,需要了解什么事缸头油封。发动机缸头缸体是用螺丝拧在一起的,这样就需要需要一个油封来密封冷却液,机油,排气。这是发动机上最重要的油封,而且水平对置一台上只有2个。如果出问题,机油会和冷却液混合,机油也会和排气混合,排气还会进入冷却液。

这密密麻麻的都是近几年坏掉的缸头油封。注意,一台发动机只有2片。这里面保守估计有80-100片


这张图是气门轴,这就是发生在我的车上的。14万公里的sti,喝着可乐听着歌,在上高速的红绿灯打算和隔壁的4缸大野马蹦一个。同样都是300多hp,四缸涡轮增压,看看谁更猛。结果一脚油门下去,气门凸轮轴断了,这东西是2根手指头粗的大铁杆。至今没想明白这东西怎么断的。

这是连杆,没什么特别的 就是缸头油封爆了,没及时停车,过热给融化了。其他车缸头油封爆了也这结果。当然,其他车基本上不会爆

这张图是说明就算封闭水道的发动机,四缸还是不适合推马力。图中的连杆使用了2年。2万公里。在一台600hp马力的sti上。表面都是密密麻麻的腐蚀点。在高温,高压的作用下机油会出现空泡效应,把连杆腐蚀。和船舶中的螺旋桨被腐蚀的原理差不多


最后还是感谢斯巴鲁让我能有幸了解这么多知识。

冷知识:wrx/sti在北美在售的所有36款紧凑车型中,可靠性排名第36。虽然维修价格非常便宜,但是在损坏率上,远远领先捷豹x type,路虎揽胜lr322,发现3/4,小幅度领先玛莎拉蒂吉博力sq4,略落后于捷豹xj和老玛莎拉蒂总裁

//—————————-

说了这么多斯巴鲁ej这么多的不好, @斯巴鲁中国 还给咱点了个赞。怪不好意思的。还是得说说北美为什么这么多人喜欢。

1 便宜+傻快。2次陆巡大保养的钱($2000),可以买一个轮上400hp的ej257。

2 零件多,通用性好。森林人,傲虎,力狮gt,baja 都用的ej25。大部分零件通用。ej20和25大部分也通用。件很便宜。

3 维修容易,纵置布局,配上不怎么拥挤的机舱。吊发动机的难度非常低。基本上2-3年大修都是直接发动机吊出来搞,所有油封,管路都可以换个遍。方便快捷,省时省力。大修一次至少管3年。

最后再说说如果你已经有了一台斯巴鲁,需要注意点啥。

1 每次加油,查机油!这一点非常非常重要。非常非常重要。ej/fa是用机油大户,建议所有过保修的车主经常性检查机油。我见过太多因为烧机油不注意,烧干了机油,最后爆缸的

2 关注冷却液多少。

3 熟悉各种味道,机油滴在排气上烧掉。机油从发动机里烧掉,冷却液高温从发动机舱漏出去蒸发掉的味道各不相同。如果闻到奇怪的味道就要注意

更新一下外网斯巴鲁的可靠性。

翼豹排名33/36

wrx sti 在36个紧凑车型里,排名36(易爆33,感觉后几名都被斯巴鲁包圆了)

森林人排名21/26

力狮 16/24

当然 斯巴鲁也有可靠性非常出色的车型


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