为什么V4型发动机如此罕见

我们听说过V6、V8、V10和V12发动机，但似乎没听说过V4发动机。因为V4发动机制造复杂且昂贵，因此非常稀少。

早在20世纪60年代末和70年代初，福特生产了大量V4发动机和V6发动机。V4在理论上表现的更好，主要是因为它们需要平衡重量（平衡轴）才能平稳运行。然而，福特将其投入生产时，发现V4发动机并不是想象的那样，尽管不是彻头彻尾的失败，但的确不是太好。

实际上，V4发动机可以为一些高性能摩托车提供动力，因为摩托车需要体积小巧的发动机。但V4发动机通常更重，配有两套阀门装置。与简单的直列4缸发动机相比，V4更复杂，因此生产成本更高。让我们仔细看看为什么V4型发动机一直如此罕见。

什么是V4型发动机？

顾名思义，V4发动机是指四个气缸共用一个V形曲轴。尽管90°角可以改善平衡并减少振动，但V形配置可以以各种角度定位。此外，与直列四缸发动机相比，90°角设计确保了较小的摇摆，而较短的曲轴则承受较小的扭转振动。V4配置的问题是，它们比直四发动机更宽，需要两组所有部件——气缸盖、排气歧管和气门机构。需要两套设备会增加其复杂性和生产成本。尽管V4发动机为一些汽车和船只甚至工业机械提供了动力，但不像直列四缸发动机那样受欢迎。

直到2019年，美国威斯康星汽车制造公司一直在生产V4发动机。在英国，一家名为Turner Manufacturing的公司在20世纪40年代制造了用于船舶和工业应用的柴油动力水冷V4发动机。自20世纪70年代以来，日本三菱重工也制造了V4发动机，为日本军用车辆提供动力，包括73型装甲运兵车。

V4发动机的最早应用

第一辆使用V4发动机的量产汽车是1922年意大利制造的蓝旗亚Lambda。它使用了一个铝制气缸体和气缸盖，气缸组之间的夹角为20°。在那个时期，铝制缸体是一件新奇的事。尽管蓝旗亚的几款车型采用了V4发动机，但1976年之后，蓝旗亚用更简单的四缸发动机取代了它们。

美国AMC也使用过V4发动机，但仅用于其M422“Mighty Mite”轻型4×4战术卡车。AMC从未将V4发动机安装在民用汽车上。

V4发动机最早的汽车应用是后来被称为一级方程式赛车，最著名的是1898年法国制造的后置发动机Mors。1901年，Mors大奖赛很快将其V4换成更传统的直列四缸发动机。

为什么汽车制造商拒绝V4发动机

V4发动机之所以罕见，是因为汽车制造商避开了它们，我们可以列举三个主要原因：生产成本高、性质复杂和重量分配问题。V4配置导致发动机具有相对较高的重心，尽管其更直立的气缸盖使其更易于工作和维护。

V的两套发动机部件，包括排气歧管和气缸盖，使得发动机设计更加复杂，无意中增加了制造成本。

这是问题的关键。V4发动机在摩托车中比汽车更受欢迎，与直四发动机相比没有任何明显的优势。V4紧凑的尺寸意味着它的长度和高度比直四型车短，但它们更宽，因为它们将排气系统、进气系统和辅助变速器组合在一起，尺寸紧凑。V4以其硬朗的方形外形吸引了众多汽车制造商。

相反，直列四发动机，即使横向或垂直安装，也允许低发动机罩线。由于空间的原因，V4是理想的，但它们相对较重的重量是一个很大的缺点。2014年，保时捷推出了9R9 2.0升直喷涡轮增压V4发动机，为其919 LMP1勒芒赛车提供动力。混合动力车将中置纵向配置的V4与锂离子电池配对，以实现能量回收。

V4发动机相对于直列四缸发动机的优势

V4发动机与直列四缸发动机相比没有任何有意义的优势，如果说有的话，那就是V4发动机具有更高的抗拉强度和刚度。其次，V形角度消除了二次振动。

第三，V4发动机可以比直四型产生更大的动力，原因很简单，因为它们的曲轴更坚固。可以通过提高曲轴转速来获得更多的动力，因为它们更短，更不易受到扭矩引起的扭曲。最后，V4卓越的气流调节能力降低了泵送噪音，并最大限度地将动力传递给车轮。