躺着的发动机，让保时捷和斯巴鲁死磕

发动机是汽车的心脏，但大多数人的心脏是"竖着跳"的——直列发动机气缸排成一列，活塞上下运动。V型发动机稍微斜一点，两列气缸呈60度或90度夹角。

但有一种发动机，它的气缸是"躺着"的，活塞在水平方向上左右对向运动，像两个拳击手面对面出拳。这就是水平对置发动机，英文叫Boxer Engine。

如今全球只有保时捷和斯巴鲁两家车企还在大规模量产水平对置发动机。但这项技术已经存在了129年，而且曾经是大众甲壳虫、雪铁龙2CV等国民车的心脏。

水平对置发动机结构原理：活塞180度对向运动，惯性力互相抵消

水平对置发动机的起源，要从一个你绝对认识的人说起——卡尔·本茨，奔驰汽车的创始人。

1886年，本茨发明了世界上第一台汽车，改变了人类的出行方式。十年后的1896年，他又搞出了一个新发明：把气缸分成左右两列，水平对置在曲轴两侧，活塞对向运动。

本茨最初把它叫做"Contra-Motor"，意思是"对置发动机"。后来因为活塞运动姿态像拳击手出拳，才被称为Boxer。这是人类历史上第一台水平对置发动机，本茨为此申请了专利。

卡尔·本茨（Karl Benz），1896年发明水平对置发动机，奔驰汽车创始人

但有意思的是，发明了水平对置发动机的奔驰，自己却几乎没用过这项技术。反而是后来的大众、保时捷、斯巴鲁把它发扬光大了。

1900年，英国Lanchester公司的8 hp Phaeton成为第一台量产搭载水平对置双缸发动机的车。1903年福特也尝试过，但因为制造成本太高很快放弃了。

水平对置发动机真正火起来，要等到1930年代。当时的汽车都造得小巧，需要一台又薄又扁的发动机来节省空间。水平对置发动机"躺平"的特性，完美契合了这个需求。

先说优点。水平对置发动机最大的优势，是重心极低。

因为气缸是水平放置的，整台发动机的高度只有直列发动机的大约一半。装进车里之后，整车重心可以降低20%以上。有数据显示，车辆重心每降低10毫米，高速过弯时的车身侧倾大约能减少3%到5%。

别小看这几厘米。重心低的车，过弯时像扎马步，稳得贴地；重心高的车，过弯像踮脚尖，晃得厉害。这就是为什么保时捷911和斯巴鲁WRX的操控被人称道——低重心是根本原因。

直列/V型/水平对置三种发动机布局对比：高度、宽度、平顺性各有取舍

第二个优点，是运转极度平顺。

水平对置发动机左右两侧的活塞同时向内或向外运动，惯性力在同一条直线上完全抵消。一阶振动和二阶振动理论上都是零，根本不需要额外的平衡轴。

开过斯巴鲁或保时捷的人都有体会：怠速时把手放在方向盘上，几乎感觉不到振动。这种平顺性，是同排量直列四缸发动机靠平衡轴也很难达到的。

第三个优点，是传动效率高。水平对置的曲轴比直列发动机短，扭转振动更小，转速攀升更快。而且左右对称的布局搭配四驱系统，重量分布均匀，动力传递损耗小。

水平对置发动机四大优势与四大缺点全拆解

但优点有多突出，缺点就有多致命。这也是为什么大部分车企最终放弃了水平对置。

第一个缺点，横向宽度太大。发动机向两侧伸展，严重侵占发动机舱的横向空间，导致很难布局复杂的双叉臂或多连杆前悬架。斯巴鲁的前悬架长期用麦弗逊，部分原因就是这个。

第二个缺点，也是最头疼的——润滑困难。

直列发动机的气缸是竖着的，机油靠重力自然回流，缸壁上下润滑均匀。但水平对置的气缸是躺着的，机油容易积在下方，上侧缸壁就容易缺油。

尤其是冷启动时，或者连续弯道车身侧倾时，气缸上半部分的油膜可能破裂，轻则异常磨损，重则拉缸。这就是斯巴鲁老车容易"烧机油"的根本原因之一。

保时捷的解决办法更彻底——用干式油底壳，机油全部存在独立油箱里，靠油泵强制润滑，从根本上解决重力问题。但这也意味着成本更高、结构更复杂。

第三个缺点，制造成本高。水平对置发动机左右两列气缸的零部件数量大约是直列的两倍，材料强度和精度要求更高，而且无法与直列或V型发动机通用零部件。放在普通家用车上，售价根本覆盖不了成本。

第四个缺点，维修困难。火花塞藏在发动机两侧深处，换一次要拆大量附件。保时捷911因为发动机后置，换火花塞更是大工程，工时费动辄几千块。