四缸极限在哪里？

JohnPearleyHuffman

汽车世界曾经一度由超大排量的直列四缸发动机统治着。1909年，赛车手VictorHémery驾驶着200马力21.5升的四缸赛车BlitzenBenz以当时不可想象的202.6公里/小时行驶在英国的布鲁克兰赛道上。在那个年代，它就是世界上最快的汽车。

通用汽车代号为L3B的新款2.7升涡轮增压直列四缸发动机排量没那么大。但是去年秋天，在它为通用汽车全尺寸皮卡服役后，L3B成为了美国销售的排量最大的直列四缸汽油发动机（丰田Tacoma也有一款2.7升的四缸发动机）。如果直列四缸发动机再继续增加排量，就需要增加更多的汽缸，那它的优势就不明显了。

通用汽车小型汽油发动机首席工程师TomSutter解释道：“想造一台大排量四缸发动机的话，你需要大缸径和长冲程的大活塞。随着排量越来越大，发动机的长度将是个问题。”毕竟，大多数四缸发动机都不是放在雪佛兰Silverado的巨大车头里。

而且四缸发动机本来就不平衡。“这是由于曲轴转动和活塞上下运动时的物理和运动学特性以及由此产生的力决定的，”Sutter说，“而V8发动机因为采用90度夹角布局，产生的力可以互相抵消。”L3B和通用汽车所有其他排量超过1.5升的四缸发动机都使用反转平衡轴，平衡轴安装在油底壳和发动机缸体之间，以发动机2倍的速度旋转。“平衡轴确实会导致功率损失，”发动机专家TerryAlger说道，“但只要能够消除二阶不平衡就是值得的。”

BlitzenBenz的发动机并不是当时唯一的大排量四缸发动机。菲亚特曾试图用装备了28.5升排量四缸发动机的S76“都灵猛兽”打败BlitzenBenz——单汽缸排量都超过7升了！

Alger还指出了控制大排量四缸发动机爆震所面临的挑战。对于V8发动机不算什么的爆震，在只有一半排量的四缸发动机上怎么成了问题呢？这是因为大缸径发动机比长行程发动机更容易产生爆震，并且正如Sutter指出的那样，直列四缸发动机的汽缸行程受到發动机长度所限。而V8发动机的汽缸则是按一定角度布局，这也意味着可以在等量垂直空间下增加汽缸行程。与直列比起来，这样的排列方式令工程师能够更有效地平衡缸径和汽缸行程。而对于L3B发动机，Sutter说，通用的工程师们通过将缸内直喷和涡轮增压技术相结合，对汽缸进行优化，实现了缸内燃油和空气的充分匀质混合，最大限度地减少了潜在的爆震发生率。

如果不考虑缸数，L3B发动机310马力和471牛·米的扭矩听起来足够一辆全尺寸皮卡用了。福特计划在2020年推出一款混合动力F-150，而且根据ElonMusk发的“推特”，特斯拉正在开发一款电动皮卡。到时候，通用的L3B大概就像当年BlitzenBenz里的发动机一样夸张了。