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2019-09-10 21:00
以前有个五缸“鸡”,走着走着就没了

本文来自微信公众号:搞车社(ID:gaocheshe),作者:社会新司机猫宁


今天跟大家聊聊直列5缸发动机(简称L5)


估计很多人对这种发动机的布局比较陌生,这很正常,毕竟目前市面上能见到的唯一奇数发动机也就只有3缸机。


但L5相比L3,却没有那么臭名昭著。



在很早之前,还是有很多知名车型搭载过这种布局的发动机。


比如奔驰的ML270、福特的福特斯ST、奥迪的TT RS、路虎卫士等等。



其中,奥迪更是凭借直列5缸发动机,拿下了1983年的世界拉力赛车手冠军,1989年美国房车系列赛的7连胜,刷新派克峰爬山赛世界纪录等等荣誉。


L5的优点很多,比如动力输出就要比L4更加平顺。


众所周知,一台发动机曲轴旋转720度才能完成一个工作循环(进气、压缩、膨胀做功、排气),并且也只有在做功冲程的时候,才有能量产生,其他的工况都是在消耗能量。



所以就需要尽量采用多缸发动机,在一个工作循环内,尽可能的多做功,来维持发动机动力输出的平顺性。


而根据点火间隔的公式——(4 x 180)/缸数,一台四冲程的四缸机,它的点火间隔是180度,也就是说,发动机每半圈点火一次。这也就意味着总有一个气缸处于做工冲程,但是没有做功叠加。


但对于一台5缸发动机而言,它的点火间隔是(4 x 180)/5=144度。换而言之,相比4缸发动机,5缸发动机的两个做功冲程间有36度的做工重叠,所以动力输出也会更加的平顺。



再加上L5的长度比L6短,宽度比V6窄,也就更容易安装在横置前驱车上,所以在很早之前还是比较受欢迎的。


不过,于我个人而言,我更感兴趣的则是L5发动机独特的声浪。


它给我的感觉就像一群重甲步兵,在踏步前行。急加速时那种不疾不徐、沉稳有力的步态比6缸发动机的声音都要纯正悦耳。


这主要因为直列5缸发动机的点火顺序不同,导致了特殊的脉冲特征。


下图是直列5缸发动机的曲轴示意图,每个曲柄连接着各自的活塞。所以从轴向上看,你会发现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。



上文我有提到,它的点火间隔是144度。那么如果让曲轴以144度的间隔旋转的话,所得到第一个点火的是1号气缸,接着是2号气缸。再转过144度后是4号气缸。以此类推,后面就是5号气缸,最后则是3号气缸。


最终得到的点火顺序是——12453。而这个点火顺序所成的脉冲特征,经过傅里叶变换分析后,声音之后非常接近于大三度——声音丰满,强健有力(所谓大三度是指三个音之间的关系是全音的关系)


这也就造就5缸发动机和其他发动机不同的声浪特性。



当然,5缸发动机也是存在一些缺点。


比如因为是奇数缸的缘故,它的曲轴前后端是不平衡的,存在一些一阶和二阶的力,从而让发动机产生前后俯仰。


所以5缸发动机一般需要安装一根平衡轴来平衡掉这些力,但是又因为体积的原因,平衡轴并不能安装到最理想的位置,只能被装到侧面的某个地方(最好是放在曲轴的正上方或正下方)



这样不仅不能完美的抵消震动(不过还是比L4好),而且也增加了转动惯量和复杂程度。


再比如L5的应用面有点窄。因为也就只有当你主机厂需要比L4更大的排量,但是又没有L6或者V6的空间时,才需要用到它。


再加上后续有了涡轮增压,4缸发动机也能做出很大的动力,以及排放法规的一些限制。5缸发动机就慢慢的灭亡,变成了其小弟3缸机的天下。


本文来自微信公众号:搞车社(ID:gaocheshe),作者:社会新司机猫宁


本内容为作者独立观点,不代表虎嗅立场。

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