『大众』为什么V12发动机,比V6发动机更平顺?( 四 )

『大众』为什么V12发动机,比V6发动机更平顺?
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平面曲轴的V8基本上等同于两个L4用90度夹角合并而来 , 所以头尾的两个活塞会同步上下运动 , 中间的两个也会同步运动 , 由于L4发动机的二阶振动是不平衡的 , 所以平面曲轴的V8的二阶振动也是不平衡的 。
十字曲轴的优势:一阶和二阶都平衡 , 振动很小 , 这也是被广泛使用的主要原因 。

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缺点:由于需要增加曲轴配重 , 所以重量会相对较大 , 旋转惯量也会增大 , 发动机的响应会变差;此外 , 由于需要曲轴配重 , 就需要一个更大的曲轴箱 , 更大的曲轴箱意味着发动机的高度会增加 , 发动机的重心也会变得更高;此外 , 由于点火顺序的原因 , 十字曲轴的V8会有排气干涉问题 , 简单来讲就是十字曲轴V8的排气脉冲不像是平面曲轴V8的左右交替排放 , 所以导致了问题 。
平面曲轴的优势:由于没有曲轴配重 , 转动惯量更小 , 发动机响应更快 , 转速攀升更快 , 曲轴消耗的能量更少 , 所以输出到车轮上的能量就会更多;排气不会像十字曲轴一样存在排气干涉问题 , 排气更加顺畅 ,
缺点:二阶振动问题 , 但平面曲轴的V8可以通过更轻的材料 , 更短的冲程都会使得振动变小 , 这取决于车型定位以及资金的投入 。

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V10发动机跟V8一样 , 只不过在两侧同时增加了一个气缸 , 点火间隔为72度 , 正是由于V10有很大的做功重叠角 , 所以V10的动力输出会很平顺 。 例如LFA , 它的V10夹角是72度 , 跟它的点火间隔一致 。 当然 , 也可以使用不同的夹角 , 例如道奇蝰蛇的夹角为90度 , 使用其他角度时 , 可以改变点火顺序也可以使用错位曲柄来弥补这方面的不足 。

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我们以宝马的V10举例 , 它的点火顺序是1-6-5-10-2-7-3-8-4-9 , 1到5号活塞位于缸体左侧 , 6-10号位于缸体右侧 , 其平衡性跟L5发动机有一定的相似之处 , 垂直方向的一阶和二阶力都是平衡的 , 但是会有前后俯仰问题 , 同样 , V10使用平衡轴来解决前后俯仰问题 。 例如90度夹角的V10可以布置2根平衡轴来平衡发动机俯仰问题 。

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V10发动机的优点:转速攀升快 , 例如LFA的使用V10背后的原因是它的转速攀升比V8块 , 而转动惯量又比V12小 , 并且V10能够在较少气缸数下能有不错的排量 。 假如你想要使用一个比较小排量的V10发动机 , 那么较小活塞的转动惯量也比较小 , 此时转速变化会更快 , 这也是改善发动机动力输出的方法 。
缺点:跟L5发动机一样 , 需要布置平衡轴 。 此外 , V10发动机平顺性不如V12 , 而复杂程度又比V8高 , 这意味着制造成本也会同时上升 。

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V12发动机是目前最平顺的发动机之一 , 大多数运用在某些旗舰车型例如劳斯莱斯、奔驰S级的顶级型号 , 或者某些超级跑车身上 。 V12的夹角可以是任意角度 , 因为V12是两个L6共用一根曲轴组成 , 而L6又是完美的自平衡发动机 。 V12的点火间隔是60度 , 曲轴每旋转60度就有一个气缸点火 , 所以V12的输出非常平顺 。 相对于L6发动机 , V12的点火是其两倍 , 也就是有L6两倍的做功重叠 , 这是V12做功平顺的原因 。


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