水平对置四缸发动机
水平对置四缸发动机是一种往复式发动机，由4个活塞分成左右各2个气缸，以水平对置的方式组成，而本条目专指活塞式内燃机。一般国外以“flat-four”称呼（包含V型180度发动机），略称成F4；也有人称作“boxer-4”，略称成B4。
概要
[编辑]此形式发动机的长度大体上和直列二缸发动机同长，高度却比较低，在底盘的装载位置也比后者更能改善车身平衡配重。加上震动比较小，也能适时和气冷装置搭配。跟V型四缸发动机相较之下，此形式发动机需要更大的发动机室，而且制造成本也较高，是以采用此形式发动机的车厂并不多。
跟直列四缸发动机相较，此形式发动机虽然较大但运行平顺，且重心比较低。反过来说，直列型发动机的四缸呈直线排列，车厂在制造时只需一个气缸本体、气门上座、凸轮轴、气孔外盖便能构成一具发动机的主要元件。然而水平对置四缸发动机必须将这些部件拆成左、右两侧，每一侧两气缸就需要双倍的气缸本体、气门上座、凸轮轴、气孔外盖。加上周边配件和发动机脚的安装孔位不一样，这些零件无法开发单模成对生产，非得花费更多开模成本。不过，此形式发动机的气缸组较为宽广，故气冷式结构可获得和水冷式一样的冷却效果。在水冷式尚未普及之前，很多车厂都使用气冷风扇或强制气冷风扇达到冷却的目的。
另外在飞机用发动机方面，前方投影面积比星型发动机小的水平对置四缸发动机可使机体尖端变得更小。因此二战结束后开始出现分水岭，小型飞机多半使用水平对置发动机，位于美国亚拉巴马州的飞机发动机制造商大陆发动机公司（Continental Motors, Inc.）和宾夕法尼亚州的莱康明发动机公司（Lycoming Engines）便是其中的佼佼者。这两家公司皆以水平对置四缸发动机为基础，扩充出六缸、八缸等产品。
搭载水平对置四缸发动机的汽车，通常会采用后置后驱、中置后驱等布局，以保持后轮轴的低重心。倘若将水平对置四缸发动机置于前轮轴上，横幅较大的发动机可能影响前轮操控系统的配置。目前采用水平对置发动机的日本富士重工业的车款搭配全时四轮驱动系统以求操控性能。
应用范围
[编辑]汽车
[编辑]全球第一家将水平对置四缸发动机搭载于汽车的车厂乃捷克斯洛伐克的太脱拉（Tatra），1926年首度将此形式发动机装置于塔特拉T30；随后1930年的T52、1931年的T54及T57、1933年的T75等车款亦搭载排量不一的水平对置四缸发动机。1936年推出的T97采后置发动机布局、背骨型车架的设计，深深影响到德国第三帝国的KdF-Wagen和后来的福斯甲壳虫汽车。英国的汽车厂乔维特（Jowett）乃著名的水平对置二缸发动机制造商，1936年上市的乔维特10型（Jowett Ten）采用1,881c.c.水平对置四缸发动机。二战结束后，该公司透过杰洛德·帕尔默（Gerald Palmer）的巧手设计，分别推出1947年的乔维特Javelin和1950年的乔维特Jupiter等车款，所搭载的动力来源也是水平对置四缸之构造。同时期隶属于莫里斯汽车（Morris Motors）的汽车设计师亚历克·伊斯哥尼斯（Alec Issigonis，也就是著名车款迷你的设计者）也曾计划替莫里斯Minor搭载水平对置四缸发动机，最后因制造成本的问题而作罢。
德国大众汽车也将水平对置四缸发动机广泛地使用于福斯甲壳虫汽车及其他车款，同样这具发动机也搭载于保时捷汽车的保时捷356、保时捷550、保时捷904、保时捷912乃至于保时捷914等车款。1957年3月德国另一车厂博格瓦德（（德文）Borgward）在日内瓦汽车展上展出一辆前轮驱动、搭载1.1L水冷式水平对置四缸发动机的歌利亚1100，翌年更名成韩沙1100（Hansa 1100），并于1961年停产[1]。同年起法国雪铁龙汽车陆续推出的雪铁龙Ami、1970年的雪铁龙GS/GSA、1984年的雪铁龙Axel等车款，皆搭载水平对置四缸发动机。意大利的车厂阿尔法·罗密欧自1971年起持续开发出1.2L至1.7L不等的水冷式水平对置四缸发动机，并装置于阿尔法·罗密欧Alfasud上。1984年由日本日产汽车供应日产Pulsar的底盘车体[2]，加上阿尔法·罗密欧的水平对置四缸发动机而成为阿尔法·罗密欧Arna，其兄弟车款为日产Cherry Europe GTi。阿尔法·罗密欧的水平对置四缸发动机亦陆续搭载于阿尔法·罗密欧33、阿尔法·罗密欧Sprint、阿尔法·罗密欧145与146等车款，直到1997年后二者停产，这具水平对置四缸发动机共沿用了26年。另一家意大利车厂蓝旗亚从1961年推出蓝旗亚Flavia，搭载1.5L至2.0L不等的水平对置四缸发动机。直到1984年停产的蓝旗亚Gamma，也是以此形式发动机为动力来源。1982年起大众汽车开始将冷却方式由气冷式改成水冷式，发展出水冷型水平对置四缸发动机（Wasserboxer）。搭载该具发动机的福斯T3虽然在德国于1992年停产，不过南非和巴西的生产线仍分别维持至2002年和2005年为止。
日本富士重工业的汽车制造部门斯巴鲁汽车跨入水平对置发动机的发端，乃是1966年上市的斯巴鲁1000，迄今仍以水平对置四缸构造的斯巴鲁EJ族发动机装置在主力车种上。不过，该公司一向习惯称呼此形式发动机为“horizontal-4”或“H4”，事实上跟真正的H型发动机一点关系也没有。2005年另一日本车厂丰田汽车成为该公司的最大股东，2012年两家车厂携手推出丰田86、斯巴鲁BRZ、赛昂FR-S（专售北美洲市场）。该公司在2007年9月举办的法兰克福车展上展出全球首具采水平对置四缸配置的柴油发动机“EE20型”，并从2008年起开始陆续搭载在欧规车款中。
摩托车
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德国第三帝国时期的摩托车制造商春达普（Zündapp）曾于1938年至1939年推出轴传动方式的春达普K800摩托车，亦搭载水平对置四缸发动机。1955年英国摩托车制造商伍勒（Wooler）曾少量生产轴传动方式搭配500c.c.水平对置四缸发动机的机车。更早之前这家公司在1945年至1953年期间曾经引用桥式横梁发动机（beam engine）的概念，将水平对置四缸的气缸竖立起来，四个活塞的左右运动以连接杆作为曲轴的方式组成，变成异想天开的直立水平对置四缸发动机[3]。这么复杂的机械构造几乎没有实用性，为了开发这种形式发动机而注入毕生心血的约翰·伍勒（John Wooler）在1954年过世后，他继承公司的儿子将构造改回正常的水平对置四缸。虽然该公司出产的水平对置四缸发动机拥有当时同业比不上的静肃性，可惜资本耗尽，1956年伍勒公司宣告倒闭[4]。
日本本田技研工业的摩托车制造部门曾将水平对置发动机搭载于针对外销市场的高级车款本田Gold Wing，1975年推出的亚型“GL1000”就是搭载1.0L水冷式水平对置四缸发动机，同时采取轴传动方式来加强静肃性。1982年法国有一家名为“BFG公司”的摩托车制造商，取三个创办人的姓氏字首而成[5]。此公司利用雪铁龙汽车开发的1.3L水平对置四缸发动机装置在摩托车上，推出“BFG Citroën 1300”重型机车[6]。从1982年到1983年12月倒闭歇业之间，他们大约制造了450辆，其中约100辆卖给法国警察部门。翌年埃纳省圣康坦有一家“MBK公司”接手其设备与零件，又制造了约150辆[7]。
飞机
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美国宾夕法尼亚州的莱康明发动机公司（Lycoming Engines）所生产的5.9L气冷式水平对置四缸发动机，大量地搭载于堪萨斯州西斯纳飞机公司制造的小型飞机。莱康明公司的高明之处乃以水平对置四缸为基础，以扩缸的方式建造出六缸、八缸的产品。类似的情况也发生在亚拉巴马州的大陆发动机公司（Continental Motors, Inc.）和纽约州的富兰克林发动机公司（Franklin Engine Company，但1975年被波兰政府收购）。此外，飞机用的水平对置四缸发动机也被搭载于风扇艇，驰骋于佛罗里达大沼泽地。
日本的小川精机以“OS”为品牌名称，专门制造40至52c.c.的遥控飞机用水平对置四缸发动机。特别是排量52c.c.的FF-320型针对大型遥控飞机设计，受到许多使用者的推崇。
内部链接
[编辑]参考资料
[编辑]- ^ 请参考（西班牙文）Goliath Hansa fabricados en Argentina （页面存档备份，存于互联网档案馆）。
- ^ 1980年10月9日阿尔法·罗密欧及日产汽车各出资50%，成立“阿尔法·罗密欧日产汽车公司”（Alfa Romeo Nissan Autoveicoli S.p.A.）。
- ^ 请参看（英文）Stranger than Spagthorpe （页面存档备份，存于互联网档案馆）的图文介绍。
- ^ 请见（英文）The National Motorcycle Museum: 1953 500cc Wooler （页面存档备份，存于互联网档案馆）。
- ^ 这三个创办人分别是：Louis Boccardo、Dominique Favario、Thierry Grange，合起来便是“BFG”。
- ^ 详情请见（英文）BFG Citroën 1300 （页面存档备份，存于互联网档案馆）。
- ^ 参考（英文）Citroën GS + GSA boxer engine （页面存档备份，存于互联网档案馆）。