誰更平順？5缸發動機與4缸機震動比拼

5缸發動機的振動真的比4缸發動機大嗎？在寫這篇文章之前，我也有過這個疑問。大多數人會認為，4缸發動機工作時，兩個氣缸的活塞總是反向運動，產生的振動可以相互抵消，而5缸發動機氣缸數為奇數，相互產生的振動很難抵消。因此，5缸發動機不流行的原因是奇數個氣缸和振動無法平衡。其實這是個誤會。5缸發動機在振動控制和發動機輸出功率平穩性方面比4缸發動機更有優勢。

在解釋發動機的振動之前，我們需要簡單了解一下發動機的工作原理。

四沖程發動機要想連續運轉，必須通過吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程來完成一個工作循環。在這個工作循環中，每個氣缸的活塞來回四次，完成一個工作循環，也就是說曲柄要轉動兩次才能做功一次。其中，引起發動機振動的主要運動部件包括活塞、連桿和曲軸。

我們先來看看這些運動部件是如何為單缸發動機產生振動的。很容易理解活塞上下運動時會振動。而連桿在運動時會左右擺動，產生橫向振動；曲軸在運轉時，也會因為左右不對稱而振動——因此，單缸發動機的振動非常大，騎手扶拖拉機的人應該深有感觸。

在多缸發動機上，有許多振動可以相互抵消。首先，活塞的上下運動是整體反轉的，可以抵消其上下運動的振動；連桿擺動時，經過綜合計算，不同氣缸的連桿擺動方向正好相反，可以相互抵消。曲軸振動也是如此，這可以通過氣缸之間的運動平衡來抵消。

請注意，這些振動的消除不一定要求圓柱體的數量是偶數，但是偶數可以顛倒，所以我們更容易理解。其實氣缸的數量是奇數，所以在設計發動機時這些運動部件的綜合運動方向完全可以相互抵消，這需要從幾何角度進行計算分析，就不多說了。總之，通過計算和精確設計，五缸發動機的消振原理與偶數缸發動機相同。因此，振動的根本原因與發動機中的氣缸數是奇數還是偶數無關。

從上面看，似乎發動機的振動是可以抵消的。難道不是發動機沒有振動嗎？只要不是單缸發動機，振動就能消除？這顯然是不可能的。事實上，發動機的振動來自點火做功，消除振動的唯一方法是增加直列發動機的氣缸數量。這是怎么回事？讓我們從振動的根本原因開始。

我們知道，當發動機的一個氣缸點火做功時，其他氣缸不可能同時點火做功。做功的氣缸，其活塞依靠混合氣體燃燒產生的能力主動運動，而其他氣缸則跟隨曲軸旋轉被動運動。顯然，主動圓柱產生的上下振動明顯大于被動圓柱。