直列五缸发动机的优缺点:众多汽车爱好者认为五缸发动机作为一种性能卓越的动力系统

直列五缸发动机的优缺点:众多汽车爱好者认为五缸发动机作为一种性能卓越的动力系统-有驾

车辆普遍采用四缸和六缸发动机,某些车型甚至可以使用三缸或十二缸发动机。但在大多数量产车型中,五缸发动机并不常见,大多仅限于少数特定车型,而且五缸车型的数量逐年减少。一些人,尤其是汽车爱好者,认为五缸发动机作为一种性能卓越的动力系统,应该得到更多关注。但正如所有汽车创新一样,五缸发动机的设计也存在一些局限性,限制了它的发展。在接下来的文章中,我们将更详细地探讨直列五缸发动机的优缺点。

直列五缸发动机:概述

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五缸发动机的概念早在20世纪30年代就已出现,最初用于农业和军事设备,但直到20世纪70年代末,五缸量产车才出现。许多人认为,梅赛德斯-奔驰W114/W115系列轿车是首款量产五缸乘用车,该系列最初搭载3.0升自然吸气直列五缸柴油发动机,随后几年又增加了涡轮增压柴油发动机选项。另一家德国汽车品牌奥迪紧随其后,推出了首款量产直列五缸汽油发动机,并在奥迪100轿车上首次亮相。

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五缸动力系统最终凭借搭载这种独特发动机设计的车型在赛车运动中的出色表现而声名鹊起。奥迪在这一动力系统发展里程碑中再次扮演了关键角色,其多款赛车均采用直列五缸发动机,并在拉力赛等赛事中取得了成功。

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在2000年代之前的几年里,其他品牌也尝试过在汽油和柴油配置中使用直列五缸发动机设计,包括本田、菲亚特和通用汽车。2000年之后,瑞典品牌沃尔沃引领了五缸发动机设计的大部分支持,其模块化发动机应用于多款车型,例如沃尔沃C30和S60 R,以及当时通过联盟关系应用于部分福特车型,即第二代福特福克斯ST和RS高性能掀背车。

沃尔沃于 2014 年停止生产五缸发动机后,这款发动机主要保留在奥迪 RS 系列的入门级车型中——TT RS(直到该名称本身停产),以及截至撰写本文时的奥迪RS3 轿车——但奥迪已计划彻底淘汰其直列五缸发动机,这意味着在可预见的未来,直列五缸发动机可能会停止大规模生产。

直列五缸发动机的优点

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虽然有些四缸发动机在以少量气缸实现最大功率输出(同时保持不错的燃油经济性)方面可能与六缸或以上发动机不相上下,而且六缸或以上发动机甚至可以达到更高的功率/扭矩,但在某些情况下,使用五缸发动机反而更具优势。这一点在一些入门级性能车中尤为突出,而这些车型正是某些现代汽车爱好者梦寐以求的。以下列举了直列五缸发动机设计的一些优势。

独特的引擎音效

在车主和汽车爱好者圈子里,人们常常认为五缸发动机(I5)能带来与排量更大的V10(十缸)发动机相同的听觉享受和引擎声浪,尽管它的气缸数只有V10的一半,甚至有人非正式地称它们为“迷你V10”。五缸发动机的点火顺序和非对称设计是其优势的关键所在,使其能够发出比四缸发动机更加激动人心、更加浑厚的引擎声浪。

“五缸发动机浑厚的声浪带来极具感染力的驾驶体验。其独特的声浪源于奇数气缸以及独特的1-2-4-5-3点火顺序,该顺序在相邻气缸对和相距较远的气缸对之间交替,曲轴旋转144度。这赋予了它非常特殊的节奏和声浪特性。”

奥迪

平稳线性功率输出

与四缸发动机相比,五缸发动机的动力输出更加线性,这主要得益于其结构和工程设计。五缸发动机采用特殊的点火顺序,使其能够在曲轴旋转过程中均匀分配动力冲程。气缸内的火花塞点火间隔更短,减少了动力输出的延迟,使曲轴旋转更加均匀;所有这些优势使得五缸发动机在低转速范围内拥有比四缸发动机更加平顺的动力和扭矩曲线。

最佳中段扭矩

直列五缸发动机的另一项关键优势在于,它能够在整个转速范围内持续输出强劲的中段扭矩。直列五缸发动机常被认为是兼具两者优势的理想之选——它能提供与六缸发动机相近甚至几乎相同的扭矩,但气缸数却少得多,发动机尺寸也更小。

因此,这些发动机能够提供更稳定的低扭和中扭,使驾驶者体验到更流畅的加速感和速度感,延迟更小;如果同时使用涡轮增压器,增压启动时的迟滞也更小。相比之下,四缸发动机在初始加速时可能感觉不够稳定,或者涡轮增压启动延迟更明显。在某些驾驶场景下,例如超车或在高速公路上追赶车流时,许多驾驶者会发现直列五缸发动机的这种特性非常实用;而四缸发动机在高转速下可能感觉动力不足,难以达到理想的加速速度。

紧凑高效的布局

直列五缸发动机的缸体排列方式使其在车辆内部的安装位置更加灵活。在大多数汽车中,这种发动机采用横置式(或纵置式,气缸横跨整个发动机舱)安装,就像直列四缸发动机一样。这种更简洁、更窄的设计使得直列五缸发动机能够适配更多车型,尤其适用于小型车,例如紧凑型轿车或高性能掀背车。横置式布局也使其与前轮驱动车辆更加兼容,因为其结构不会影响传动系统的设计。

直列五缸发动机的缺点

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虽然直列五缸发动机的实施带来了一些优点,但由于其设计上的局限性,这些发动机仍然会遇到一些问题。

更复杂、更重的设计

由于其设计特性,直列五缸发动机也存在一些局限性。例如,与直列四缸发动机相比,这类发动机通常需要更复杂的部件才能实现上述优势。制造过程中需要额外的零件,包括额外的活塞、连杆和气门,这增加了材料成本和生产时间。在大规模生产线上,与制造一台结构更简单的直列四缸发动机相比,这可能会造成高昂的人工/资金投入。此外,值得注意的是,这些额外零件也意味着直列五缸发动机的重量会比四缸发动机更重。

燃油效率较低(与三缸/四缸发动机相比)

随着四缸发动机技术的不断进步,直列五缸发动机的效率也开始落后。一些四缸发动机已经展现出与五缸发动机匹敌的潜力,部分涡轮增压四缸发动机的功率/扭矩数据已经可以与五缸发动机媲美,甚至更胜一筹。此外,四缸发动机还可以通过可变气门正时和轻混等技术,在动力输出和燃油经济性方面超越涡轮增压五缸发动机。

零部件更难采购和维护

在维护方面,直列五缸发动机所需的零部件可能难以找到。即使是与直列四缸发动机密切相关的五缸发动机,由于其布局不同且多了一个气缸/活塞,也可能无法使用相同的零部件,因此需要采购更多定制的、价格昂贵的零部件。

此外,当气缸数为奇数时,某些部件(例如排气歧管/进气歧管)的设计可能会更加困难,迫使一些制造商在这些部件的实现或设计上做出妥协,这可能会使技术人员更难接触到某些部件,并增加所需的预计时间或人工,从而导致更昂贵的维修费用。

搭载直列五缸发动机的著名汽车

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  • 沃尔沃 850 R 轿车/旅行车

  • 沃尔沃 S60 R 轿车/旅行车

  • 沃尔沃C30

  • 福特福克斯ST、福克斯RS(第二代)

  • 奥迪 RS3/RS3 Sportback

  • 奥迪 Sport Quattro

  • 梅赛德斯-奔驰 W123 300D(OM617 涡轮增压柴油发动机)

  • 奥迪 TT RS Coupe / TT RS Roadster

常见问题解答

直列五缸发动机真的存在吗?

是的,直列五缸发动机确实存在,并且至今仍在生产,尽管与四缸或六缸发动机相比,它们并不常见。

直列五缸发动机少见吗?

与四缸/六缸发动机的普及和广泛应用相比,采用直列五缸发动机的新车数量较少。大多数此类车型只能在二手车市场找到。

本田生产过直列五缸发动机吗?

是的,日本汽车制造商本田曾对直列五缸发动机进行过多年的试验。这款发动机对外称为本田“G系列”发动机,内部代号为G20/G25A。这些是自然吸气式直列五缸发动机,排量分别为2.0升和2.5升,主要用于1989年至1998年间日本市场的轿车。

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