V4发动机：保时捷919 Hybrid的秘密武器

发动机的排列方式对汽车的性能有着至关重要的影响。常见的发动机形式包括直列四缸L4、直列六缸L6、V型六缸V6和V型八缸V8等。一般来说，气缸数在六个以下时，发动机通常采用直列布局，因为这种结构相对简单。而当气缸数超过六个时，通常会采用V型布局，使结构更紧凑，并减少引擎舱尺寸占比。

但令人奇怪的是，我们很少看到采用V型布局的四缸发动机。其实，V4引擎并非没有，保时捷919 Hybrid就是最著名的例子。这款多次在勒芒耐力赛中夺冠的战车搭载了一台90°夹角的2.0升V型四缸涡轮增压发动机。那么，为什么保时捷会选择V4而不是V6或L4呢？

原来，对于赛车来说，轻量化和低重心是关键因素。保时捷919 Hybrid作为一台混动车型，有两种动力系统选择：一套强有力的混动系统搭配紧凑高效的内燃机引擎或小巧的混动系统搭配大马力内燃机引擎。保时捷选择了前者。

尽管这是一台2.0升四缸发动机，但保时捷的工程师们成功地压榨出了500匹马力。这使得它成为保时捷有史以来最高效能的内燃机引擎。这500匹马力全部输送给后轮，而前轮的动力则全部来自于电机。总输出最大功率达到900匹，使919 Hybrid能够在勒芒赛场上与装备更大发动机的对手相抗衡。

90°夹角布置的V型发动机与直列四缸发动机相比，具有以下优势：体积更紧凑、纵向长度更短、曲轴长度得到控制、更好的二阶力平衡以及有利于涡轮增压系统的布置。

那么，为什么V4发动机没有在乘用车中得到广泛应用呢？主要是因为V4引擎的结构相对复杂。V型布局意味着需要两套配气机构、两个气缸盖以及两套排气歧管，这增加了制造成本和研发费用。对于大多数采用四缸发动机的家用车型来说，这种结构过于复杂并不实用。

尽管保时捷的919 Hybrid采用了90°夹角布置的V4发动机，但如果气缸之间的夹角小于90°，发动机原本的平衡就会被打破，需要额外再增加配重或依靠平衡轴来保证发动机的平顺性，这会增加研发难度。

1、虽然V型发动机在二阶力平衡方面表现优于直列四缸发动机，但一阶力平衡却达不到完美。因此，除了体积更小之外，V4发动机在震动表现上并不优于直列四缸发动机。

由于结构复杂、制造成本高昂和研发费用高等原因，V4发动机在乘用车中并未得到广泛应用。目前仍在坚持使用V4结构的仅有斯巴鲁一家车厂，其180°的发动机夹角解决了的一阶力不平衡的问题，从而换取了重心更低的优势。