【知乎用戶的回答(41票)】:

本答案完全搬運自汽車之家 車友 tigercubic 在5系論壇的科普貼，很多寶馬車主對530的直6自然吸氣發(fā)動機與L4渦輪增壓發(fā)動機的對比都很糾結(jié)，我覺得此貼非常負責任又深入淺出的講明白了這個問題，還請大家參考。地址如下：

【圖】標題可以改嗎？主題方向改變，就叫”樓主更新很慢的科普貼“

以下為Tigercubic車友答案：

……讓我們來了解一下，為什么不同缸數(shù)的發(fā)動機，能給出不同的行駛質(zhì)感。這也就是我一直在強調(diào)的，5系是一部行政級轎車（還稱不上是豪華轎車），個人認為使用4缸N20不符合它的市場定位，N52天然的內(nèi)部平衡是確保行車品質(zhì)的重要因素。不要噴，你愛好啥就買啥，這個只是我的個人觀點，但科學就是科學，必須要尊重物理規(guī)則；同時，我們也聽了夠多的‘寶馬直六發(fā)動機是經(jīng)典’，從發(fā)動機運行平順角度出發(fā)，為什么直六發(fā)動機在歷史上一再的出現(xiàn)（寶馬不是第一個使用直六的生產(chǎn)商，當寶馬出現(xiàn)的時候，直六早已出現(xiàn)了）？當V6發(fā)動機在體積上能做得更小的大環(huán)境下，直六還一直有自己的一片簇擁。

如果有時間，我會多說點其他發(fā)動機構(gòu)造的平順性的特點。然后讓我們看看為什么V12發(fā)動機是最平順的發(fā)動機，這也能解釋，為什么S600，760, 勞斯萊斯，或者在一定程度上包括A8 W12，都是選擇12缸作為這些頂級旗艦豪華車的首選，為什么不是V14，V16，V18？

V8是個很有意思的缸數(shù)，不同的點火順序，不同的曲軸平面，不同的飛輪負載，出現(xiàn)完全不同的發(fā)動機特性。不要以為OHV發(fā)動機響應(yīng)比法拉利，奧迪的慢，只是因為進氣系統(tǒng)是OHV不是OHC？答案可不是這個。為啥有些V8的機器有著特殊的V8的聲音，特別是老美的肌肉車上的V8，都和這個排列還有曲軸有關(guān)，但追根溯源，還是震動抑制為目的的機制不同。

樓主首先要再次聲明一下，樓主既不是學機械的，也從來沒有從事工程專業(yè)的任何工作，這篇帖子也只是以以往和我們車隊的工程師討論所得知的一些知識通過回憶寫下來的，不是拿來當大學教材；十多年前學到的東西難免記憶會有偏差，如有補充請真正的專業(yè)人士用理論補充。我盡量說得簡單明了，但這部分難免會有點枯燥，請斟酌后再閱讀。

開始這部分內(nèi)容之前，如果對4沖程內(nèi)燃機4個沖程和各個部件名稱還不太明白的壇友，請移步百度，不然理解起來可能有些無頭緒。

4沖程內(nèi)燃機每四個沖程作為一個完整工作周期，在這個周期內(nèi)，活塞完成兩次從上止點通過下止點再回到上止點的運動，鏈接連桿的曲軸在這個周期內(nèi)轉(zhuǎn)了兩轉(zhuǎn)，1轉(zhuǎn)是360度，2轉(zhuǎn)就是720度。而四個沖程中，排氣，吸氣，壓縮這三個輔助沖程并不產(chǎn)生任何動力，如果沒有做功這個沖程，發(fā)動機不會產(chǎn)生任何動力；事實上，這三個輔助沖程不僅僅沒有干什么活，還吃掉不少能量，特別是泵吸損失。先來看一張我在網(wǎng)上找到的圖，懶得自己畫了，說實在的自己也未必畫得對，還能免得被人碰。

簡單來講，這張圖把一個周期放大來看，橫軸是曲軸的轉(zhuǎn)動角度，一個周期720度都覆蓋了；縱軸是活塞在這一個周期內(nèi)受到扭力的變化，或者更準確的來說是連桿的扭力。大家可以暫時先無視兩條虛線（特別是氣體曲線，等到之后我講到容積效率的時候再回來講這條曲線吧，在這里先做個伏筆），看那條用實線表示的結(jié)果曲線就可以了。這里就能看出來，一個做功周期內(nèi)，汽缸動力輸出是不平均的。

下面這張圖能更加直觀一點。

所以，當一臺發(fā)動機運作的時候，產(chǎn)生震動的主要殺手就是因為這個不平均的內(nèi)部扭力。當然如果我們可以把發(fā)動機做得很重，而發(fā)動機的動力很小，就不會有震動的問題了，就好比你用拳頭垂你家的柱子。顯然這不符合設(shè)計，發(fā)動機不可能無限重而馬力輸出又是宣傳利器。

事實上，問題還遠比這個更復雜。上面兩張圖描述的活塞受理還是上下方向的，但發(fā)動機內(nèi)部除了活塞，屬于震動制造大戶的還有連桿，曲軸，凸輪這幾個大家伙，小家伙就更多了，比如：若干個氣門，若干個氣門頂桿，正時皮帶，氣門彈簧，除了活塞的扭力，發(fā)動機內(nèi)部這些大家伙（我們可以暫時忽略小家伙）的運動方向有些是橫向的，有些還是圍繞軸心做周期運動，所以我們要考慮的震動抑制不僅僅是活塞的上下方向，還需要考慮橫向的震動。

有問題我們不怕，物理老師不是教過我們?nèi)绻姓饎硬ǎ覀兪┘右粋€相同頻率相反振幅的震動波去抵消不就可以了抵消震動了嘛，用知識來武裝自己的時候感覺真好～ 簡單，讓我們在邊上再拼一個，問題解決，收工！

慢著，問題到這里可是才剛剛開始哩！如果在邊上再拼上一個缸，直列二缸（暫時先不考慮V型或者水平2缸），我們的噩夢來了。兩個缸的連桿鏈接曲軸，這就是說這臺雙缸機就是曲軸每360度點火一次。不明白？就是720度除以2，因為缸有兩個，而鏈接曲軸只有一根，一個缸做完功等曲軸轉(zhuǎn)360度再讓另外一個缸做功，這樣點火才能平均。但是拆開雙缸機你會發(fā)現(xiàn)，活塞其實是同上同下的。為什么，仔細想想就不難發(fā)現(xiàn)，第一個缸和第二個缸之間在4個沖程中間相差360度，但360度就是一圈啊，就是說為了考慮平均點火，兩個活塞不能相向運動而只能是同向運動，就是說同上同下（童鞋們，幻想著你的女神從你前面跑過，蹭～。。蹭～。。。蹭～。。。。應(yīng)該可以理解兩個有質(zhì)量的物體同上同下不是什么好事了吧。。。咔咔，別想歪了，我說的是’辮子‘?。?。同上同下的結(jié)果是，震動沒有被抵消，反而因為活塞同向運動，反而變得更加糟糕。而且我們這個時候還沒有考慮那些橫向運動的連桿，考慮進去之后情況會更加糟糕。

這個例子只是告訴我們，事情不是我們想象中的那么簡單。直列二缸規(guī)?；膽?yīng)用現(xiàn)在也就是那些對震動不太在乎的摩托車上，菲亞特的TwinAir震動也不小，但好在排量小，內(nèi)部的鋁制零件重量輕。

那我們現(xiàn)在來看看我們?nèi)粘Ｗ畛＝佑|到的直列4缸（L4）這個布局，看看情況怎么樣。

在將L4機器之前，先解釋兩個名詞，不難懂但必須明白，才能看下去下文。

一級震動：震動源的震動頻率和發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)速一致

二級震動：震動源的震動頻率是發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)速的兩倍

這里讓樓主問一個問題，看看是不是有好好的學習上面的內(nèi)容。問：如果是L4發(fā)動機，點火角度是曲軸旋轉(zhuǎn)多少度？

答案是：180度。

那就是說，每個活塞和其他活塞的相對位置可以是曲軸旋轉(zhuǎn)180度。180度正好是半圈曲軸，也就是說，四個活塞，可以同時兩個出現(xiàn)在上止點，兩個出現(xiàn)在下止點。 這就給工程師一個首先解決活塞相互平衡，抵消震動的機會。如果我們從側(cè)面看，從左往右分別是1，2，3，4號缸，1和4同時出現(xiàn)在下止點，2和3同時出現(xiàn)在上止點，這樣至少在上下方向上兩兩相抵消，最大的問題貌似解決了。真的解決了嗎？沒有！

樓主累了，明天繼續(xù)吧。

是不是太枯燥了，大家給個意見。

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第二季 EP2

樓主在這里給大家拜年了，吃吃喝喝但并沒有忘記大家。樓主現(xiàn)在是坐在床上抱著電腦繼續(xù)給大家宣傳科普知識。

4缸發(fā)動機繼續(xù)。。。。

上回說了一半4缸發(fā)動機。在結(jié)尾部分樓主太困，潦草結(jié)尾，沒有好好解釋為什么1，4和2，3缸是成對的出現(xiàn)在同一個上、下止點，讀起來有些‘就是這樣，沒解釋’的感覺。樓主很多年前還是小白的時候，就是遇到過很多資料也是這樣寫作態(tài)度寫的，光寫結(jié)果，沒有‘為什么可以出現(xiàn)這樣的結(jié)果’的解釋，深感這個過程的痛苦，所以樓主這里廢話多，不是我本人廢話多，目的還是希望哪怕用多一點的廢話，也要把問題解釋清楚給大家。既然樓主在這里開了這個科普的頭，我就要對大家的科普效果負起這個責任！

話說每個活塞和其他3個活塞的相對位置是180度或是180度的倍數(shù)，而180度正好是半圈曲軸旋轉(zhuǎn)角度。

“*******************

樓主啰嗦小提示：這里再做一個解釋 --- “曲軸旋轉(zhuǎn)角度”。這個定義很要緊，在以后關(guān)于發(fā)動機的很多地方都會用到這個概念，比如進排氣正時，點火正時，反正樓主再啰嗦一句，明白的童鞋可以忽略。

發(fā)動機幾乎所有部件，活塞，連桿，氣門和頂桿，噴油系統(tǒng)，點火系統(tǒng)。。。等等都是屬于輔助部件，所有的這些部件都是為了曲軸旋轉(zhuǎn)輸出動力而服務(wù)的。所有的部件都是和曲軸的運轉(zhuǎn)的速度或頻率成關(guān)聯(lián)，因此在工程設(shè)計上，各個部件的相對位置，都以曲軸的旋轉(zhuǎn)角度來描述。我們有時會聽到，進氣氣門提前5度開啟，點火提前角15度，活塞過上止點14度。。。都會用到這個相對曲軸旋轉(zhuǎn)角度，或者相對曲軸位角度。

*******************”

工程師現(xiàn)在有了4顆活塞，而且可以兩兩相配對。這時候，1和2，3和4正好可以以相反方向做運動。放大1和2活塞，當1向上時，2向下；這樣就解決了我們之前看到雙活塞發(fā)動機的‘同上同下’的問題，這回總算是可以用一個上行的活塞去抑制一個下行的活塞，在垂直的方向上，這個震動消除了。這個是1、2缸，那3、4缸里面到底是3還是4號缸和1號缸同向運動呢？

答案大家已經(jīng)知道了，那么為什么不是1、3而是1、4同時出現(xiàn)在同一個水平面呢？這個也不難理解啦。樓主剛剛上面說道1、2缸現(xiàn)在算是在垂直方向上面消停了，這個是假設(shè)1、2缸是作用在同一個點上面，但情況卻是：1和2號缸的連桿作用在曲軸上并不是一個點，而是在曲軸的兩個點。大家可以看下面這張圖。

當兩根連桿作用不同的點，那就會對曲軸的1和2鏈接施加兩個相反的力，但這兩個力是以兩個鏈接點中間的軸承為旋轉(zhuǎn)支點，就是在工程學上說的“端到端震動”或是“端到端扭力”。這個東西可不是什么好東西，解決的辦法就是另外兩個汽缸做出一個相反的端到端扭力來抵消1、2缸制造出來的端到端扭力。換句話說，就是1、2缸要把曲軸順時針轉(zhuǎn)，那3、4缸就要弄出個力讓曲軸逆時針轉(zhuǎn)。要3、4缸制造這樣的力，就注定了4號缸和1號缸必須在同一個高度而不是3號，同理，2，3要同水平高度，因為1和4，2和3號活塞相互相差180度或是180度的倍數(shù)。

呼，總算是大功告成了，垂直方向的力也平衡了，曲軸端到端震動也解決了，貌似所有的看上去都是那么美了。N20簇擁們看到這里該歡呼雀躍了，這樣平衡了，不是很好嗎？憑什么說我們直列4缸機不如直列6缸啊？憑什么？6缸的不就牛逼了2個汽缸嗎？少2個缸的動力，我們用渦輪來補足！我們沒震動！

靜一靜，靜一靜！大家聽樓主說～～～。。。。上面說到的這些，還只不過是一個開始，直列4缸發(fā)動機的震動樓主還沒羅列完呢～～

翻翻樓主上面的文字，請翻到“一級震動”和“二級震動”。樓主打了這個伏筆，就是在這兒用的！講到現(xiàn)在為之，4缸發(fā)動機消除的垂直方向和端到端震動，還只是一級震動！因為他們出現(xiàn)的頻率和曲軸的頻率一樣。萬事都有個但是呢！

如果大家仔細觀看上面4缸發(fā)動機的透視圖，我們沿著曲軸方向側(cè)面看發(fā)動機（這時候看曲軸就是一個圈了，也只能看到一號汽缸的側(cè)面）。活塞是通過連桿與曲軸鏈接的，連桿的兩頭具體是怎么鏈接連桿的請參考上圖。讓我們來放大一下這根曲軸，分析一下隨著活塞的不同沖程，它是怎么產(chǎn)生震動的。

假設(shè)活塞1在上止點前90度，繼續(xù)上行做壓縮的沖程，在上止點的時候火花塞點火燃燒混合氣體，然后把活塞往下推，很快的瞬間，曲軸轉(zhuǎn)了90度，這時候連桿對曲軸的力矩最大（曲軸的側(cè)視平面與水平面平行，而連桿幾乎和這個曲軸側(cè)面垂直）；同時，我們看看相配對的2號活塞在這個過程中是什么狀況：它剛好從下止點上來，曲軸也是旋轉(zhuǎn)了90度。盡管曲軸都是旋轉(zhuǎn)了90度，但1號活塞從上止點到90度位置過程中垂直方向上運動的距離，多余2號活塞，因為1號活塞連桿曲軸鏈接點掃過的是12點到3點的這90度，2號活塞連桿鏈接曲軸點掃過的是6點到9點！

盡管我們前面看到，1和2號活塞可以做到垂直方向平衡，但是我們發(fā)現(xiàn)，其實并不能?。?！這個速度的不同導致的扭力的不同最終體現(xiàn)在了沒從一個上止點到下止點，都會出現(xiàn)一次這樣的情況。180度正好是一圈的一半，曲軸轉(zhuǎn)一圈這個情況會出現(xiàn)兩次，就是發(fā)動機的2倍轉(zhuǎn)速，就是我們親切的“二級震動”！不要小看這個震動，盡管比一級震動已經(jīng)小一些了，但當N20這類更取向低轉(zhuǎn)扭力的發(fā)動機，勢必會用更長行程的汽缸，渦輪的使用不可避免的增加連桿和活塞的強度，進而增加重量，隨著轉(zhuǎn)速的提升，幾何級提升的二級震動會導致這個二級震動更加的明顯。除了點火間隔之外，這個二級震動是導致N20和N52內(nèi)部震動源上的區(qū)別，而且是呈幾何級遞增。這里先說一下，N52是完全內(nèi)部平衡的發(fā)動機，理論上為零二級震動！震動的區(qū)別就在這兒！這也為啥世界時至今有3升的6缸，但卻很少有超過2.5升的4缸。排量越大，震動越厲害。

工程師的智慧是無限的，也不是說對這個二級震動完全沒有辦法，工程師想出了一個辦法，最大程度抑制這個二級震動。大家注意，這個僅僅是抑制而不是完全消除！所以N20的震動是無法和N52相提并論的，這也就是我所說的“5系這樣的行政級房車，就該用6缸才搭配他應(yīng)有的氣質(zhì)，而不是裝上那顆振振滴4缸”。抑制直列4缸二級震動的辦法樓主下集再簡單說一下。

樓主今天暫停在這兒。睡覺去了，明天還要繼續(xù)出去玩呢！

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第二季 EP3 寫于2月11日夜

樓主再不上來更新就該打屁股了，這么久都沒上來更新這個帖子，實在說不過去。

被刪帖子給鬧得，突然沒了動力了，出去玩了幾天，昨天回來也該收收心繼續(xù)福利大家。閑話少說，下面繼續(xù)誨人不倦

上回講到直列四缸發(fā)動機的二級震動。樓主在網(wǎng)上偷了幾張圖片，希望借助圖片能更好得幫助大家理解。其實非常好理解，但是沒有圖實在太抽象。我們來對上一集來做個溫故。

1. 這個是雙缸的曲軸

2. 這個是四缸的曲軸圖

讓我們從曲軸的側(cè)面來看，順著曲軸的軸心從一段看另外一段，我們看到的是這樣的一個形狀。

如果結(jié)合在EP2中那張圖，大家就能明白四個活塞的相對出現(xiàn)高度的位置，1和4缸永遠重合，2和3缸永遠重合?；钊呻p成對的上下 （2和3，1和4而且都是沿著曲軸一半處對稱）所以端到端的一級震動就抵消了。

好了，現(xiàn)在讓我們來看難理解的二級震動的產(chǎn)生原因。這個也是大家在和樓主抱怨難懂的地方。

不要把上面這張圖理解為一個發(fā)動機的四個活塞，其實就是兩個相鄰的活塞在不同的曲軸角度的兩種情況。

假設(shè)這是1，2號兩顆活塞，位置高的是1號，位置低的是2號。往復運動的活塞運動規(guī)律告訴我們，當活塞到達最高處之后必定往下運動，反之亦然。左邊的這個情況正好反映了這個瞬間。問樓主為什么知道1號活塞到達了最高點要開始往下運動？其實樓主也不知道，樓主是看到曲軸的側(cè)視圖，發(fā)現(xiàn)曲軸是和水平面垂直的，由此判斷1號活塞到達上止點，2號到下止點?，F(xiàn)在我們來看右邊，假設(shè)曲軸轉(zhuǎn)過。。。?？粗S逆時針轉(zhuǎn)動，大家隨便報個數(shù)字。。。45度吧。。。好，重點來了！我們看到了兩對平行的白線了嗎？大家有沒有發(fā)現(xiàn)上面的兩條比下面的兩條寬？有木有？！寬了399，有木有（咔咔，玩笑）？ 問題就出現(xiàn)在了這里！如果我們真的能完全平衡，這兩對白線應(yīng)該是一樣寬的。是不是樓主有詐？故意找個有誤導的圖來騙騙大家？這個你們自己回去用數(shù)學推導一下就知道了，連桿和曲軸的鏈接點的運動軌跡是正圓，在上止點的時候這個時候切線的斜率是0（水平），有木有？不是理科生也能理解吧？隨著轉(zhuǎn)過一定角度，比如15度，那么切線卸率就是tan15 （初中三角函數(shù)）。。。以此類推，而活塞總是上下運動而曲軸總是圓周運動，1、2以及3、4兩個汽缸之間就不可能取得完全的上下平衡，之間的軌跡矛盾就不可調(diào)和，而曲軸可不管這些該上上該下下；這個震動的頻率是曲軸的兩倍（一個360度曲軸旋轉(zhuǎn)有兩次這樣矛盾的情況出現(xiàn)），直列四缸發(fā)動機的二級震動就出來了。而且，隨著轉(zhuǎn)速的增加，排量的增大進而帶動活塞質(zhì)量的上升，二級震動會越來越明顯。這也就是為什么，我們很少見到超過3L的直列四缸的發(fā)動機。保時捷944上面那臺估計是樓主見過最大的4缸民用機了。而且如果沖程長的機器，這個震動愈發(fā)明顯。為啥？沖程長就是曲軸連桿栓的圓周運動的周長比較長，只有周長大了，活塞的上下運動行程才能變大（另外一種方便的增加排量的辦法就是換大號曲軸，不一定要擴缸的直徑），周長越大，這個矛盾就越激烈，二級震動越大。這樣講大家能明白了嗎？要是再不明白或者不清楚或者認為樓主的解釋有錯誤，歡迎指出！

矛盾是出來了，工程師就得解決啊，工程師想出了一個辦法。我們這兒不是有兩對小冤家麼，各自鬧矛盾，那就弄兩根平衡軸，解決各自產(chǎn)生的這個二級震動。每根平衡軸上面有個砝碼，其實平衡軸單獨運行是用來制造震動的，但是這個震動就是用來抵消存在的二級震動，因此不能做到一根上面，不然就自我抵消了，必須兩根。既然是兩根，最省空間的就是上下排列。兩根相反方向旋轉(zhuǎn)，速度是和二級震動頻率一樣的速率。這也就是超過2L的直列4缸發(fā)動機幾乎都配備了雙平衡軸，用來制造震動而消除震動。這平衡軸的概念其實和鐘表業(yè)的陀飛輪有相似的思考，都是用來制造誤差（震動）來抵消誤差（震動）。既然設(shè)計出來是為了產(chǎn)生震動，那么這兩條軸的加工精度就要求非常高。再精密的加工也不可能完全抵消，如果我們考慮汽缸運行的扭力的不平順性，不是正弦曲線，就能完全抵消，樓主這樣說還不考慮重加速或減速時候的活塞扭力情況呢。不同汽缸數(shù)發(fā)動機扭力平順性請見下圖：

綠色的是單缸機，紫色是四缸，黑色的是偶數(shù)點火的8缸。看看就知道了，8缸比4缸在扭力輸出上更線性，就是我們常說，缸數(shù)越多，底氣越足的說法是哪里來的！ 8缸有很多可以講，等樓主講完直六和V6之后，慢慢道來。

希望上面溫習的部分能把直列4缸（N20）的震動起因和抑制手段和大家交代清楚了。

好了，現(xiàn)在終于可以講直列6缸（N52）了！在講直列6缸之前，其實樓主應(yīng)該講一下直列三缸，從二缸到四缸，就是跳過3缸，留到現(xiàn)在講的。

樓主這里加快一點步子講3缸。讓我們來看一下三缸的曲軸圖。

1號活塞在上止點，假設(shè)這個曲軸是順時針旋轉(zhuǎn)，現(xiàn)在一號活塞正好點火做功向下運動，這個時候就對曲軸輸出一個向下的力。和4缸不同，2號和3號活塞此時并不是在下止點而是離下止點或過下止點60度。那么2號活塞也和1號一樣向下，3號過了下止點，準備向上?？聪聢D。

由于1號和3號活塞是最兩端的活塞，他們的震動將影響端到端的震動。但是不幸，1和3永遠施加給曲軸兩端的力是相反的，從而產(chǎn)生端到端的震動；而2號是曲軸的重心所以對端到端震動沒有影響。這個端到端的震動不能忽略不計，因此需要平衡軸。既然是端到端的震動，那就在兩段各產(chǎn)生一個相反的震動來抑制。工程師設(shè)計了單條平衡軸的方案，兩頭各一個大砝碼制造震動，比如1號活塞對左邊曲軸施加一個向下的力，平衡軸上左邊的砝碼就制造一個相反向上的力來對沖；右邊的反之一樣。

當我們看上面3缸曲軸側(cè)面圖的時候，我們看到因為三顆活塞相互相距120度，無論他們轉(zhuǎn)動什么角度，重心都是在同一個點，就是中心點。所以如果不是曲軸是一條線而不是一個點，3缸發(fā)動機將不會產(chǎn)生一級和二級震動。那么一級震動（端到端震動）我們研究了，那么二級震動呢？如果我們只看活塞，先撇開連桿和曲軸，三顆活塞相隔120度，他們的重心其實永遠在同一條水平線上，而側(cè)向的震動（現(xiàn)在看的是連桿重心）也保持在一條直線上，所以二級震動是相互抵消的。

要研究直列6缸發(fā)動機就得先看直列3缸的震動分析。為什么？直列6缸其實就是兩個直列三缸對稱的排列而已！看圖：

研究萬直列3缸的震動特性，我們來看直列6缸。

3缸會產(chǎn)生端到端震動，算一級震動而沒有明顯的二級震動；如果像上面那么排列，我們就會發(fā)現(xiàn)，如果不加入平衡軸，其實兩個3缸發(fā)動機的端到端震動也能相互抵消！ 也就是說：直列6缸發(fā)動機能內(nèi)部抵消端到端的震動，而同時沒有側(cè)向的一級、二級震動！??！這就是為什么，直列6缸是完全的震動內(nèi)部平衡，直列6缸特別的平順，而且從多缸汽車被發(fā)明以來，一直在被使用的排列解構(gòu)。大家翻翻汽車史，幾乎直列6缸都是伴隨這本歷史一直到今天的。這是通過精確的物理和數(shù)學計算得出來的，是完全的自我平衡，無需不可靠的平衡軸，不是大家想當然的覺得N52是4缸的N20多兩個汽缸這么簡單的事情。高級貨（L6）首先是建立在理論的高度上，并通過長期實踐經(jīng)驗得到驗證的。所以，那些買了N52的壇友，不要為寶馬出了N20而開始唾棄自己的N52. N52天生的貴氣（無震動可抑制和比N20更小扭力發(fā)力間隔帶來的底氣）不是N20可以比擬的，所以在中級行政房車上用N52比N20更能體現(xiàn)出5系該有的平順的質(zhì)感和高檔感。你們買5系不就是沖著它的定位去的嘛，干嘛再挑一顆自貶身價的動力系統(tǒng)呢？N52的鎂鋁合金技術(shù)的先進性也不是N20可以比擬的，這個留到以后再講。

再多說一句，N52（530Li）和N20（525）之間的對比的不應(yīng)該是渦輪好和自吸好的對比，而是4缸和6缸對5系帶來行駛質(zhì)感上變化的對比，進氣方式完全沒有討論的必要。530Li領(lǐng)先和525Li豪華，相差3萬的差價，換來的是質(zhì)感的整體數(shù)量級的提升，我個人認為是非常值得的。

如果今天你對樓主所說的將信將疑，你可以去車行拿兩臺車來對比一下。一定要先開530，再開525，注意右腳腳掌下油門踏板的震動區(qū)別，反復多換幾遍，千萬別急加速，就靜止起步或低速行進中中度加速，你就能很明顯的體會到樓主上面所講的震動區(qū)別了?，F(xiàn)在抑制震動的辦法還有用吸震能力更好的副車架和鏈接套間，能過濾掉一部分震動傳到車架上，也算是功不可沒了。

樓主講到這，算是把開篇N52/N20之爭的目的解釋清楚了，也可以自我安慰算是功德圓滿了，當然大家選車還是自己做選擇，我只是從另外一個角度給各位準備購車的車友一個思考的方式。

【Sean的回答(38票)】:

謝邀。

理論上 @王海 說的，我贊同。不過我不想擺一堆公式，感覺好難懂。試著換個通俗的說法。

不同的發(fā)動機，在其他方面水平接近的情況下，影響平順性的因素，主要是缸數(shù)。

說說原因：

發(fā)動機的幾個氣缸，是按先后順序做功的，目的是保證動力輸出的連續(xù)性（當然也為了避免發(fā)動機原地跳高 - - ）。

由于發(fā)動機的活塞做的是往復運動，而且速度不斷變化，所以活塞、連桿和曲軸上都存在很大的慣性力，這些力會給發(fā)動機和車身帶來振動。曲軸只有一根，所以慣性力的作用效果最終取決于合力。在多缸發(fā)動機上，多缸之間的間隔可以抵消這種慣性力。如下圖，不同氣缸的活塞，由于有做功角度的間隔，在同一時刻，對曲軸的力的作用方向不同，因此幾個力會有一定的抵消作用，從而在整體上抑制了這種振動。也就是我們說的轉(zhuǎn)子（曲軸）動平衡。如下圖：

發(fā)動機缸數(shù)多的情況下，這種動平衡容易達到更好的效果。也就是常說的，6缸、8缸的平順性要好于4缸。這是振動力學的分析得出的，不是我瞎說。發(fā)動機缸數(shù)多的情況下，這種動平衡容易達到更好的效果。也就是常說的，6缸、8缸的平順性要好于4缸。這是振動力學的分析得出的，不是我瞎說。

我估計有人要在評論里說我沒有完整的論述為什么6缸和8缸好于4缸。寫這個需要擺很多公式，我不確定在知乎上是否有寫這些公式的必要。先這么多吧。

PS：平順性最差的車是什么？單缸拖拉機。

【王海的回答(16票)】:

內(nèi)燃機動力學中提到過，單缸曲柄連桿的往復慣性力可以分解為一階二階高階等成分，分解方法即是傅里葉級數(shù)分解。而高階往往因為太小可以忽略，而一階二階無法忽略，二階往復慣性力缸數(shù)大才能相互抵消。還有，聽說最好的是直列六缸，完全可以抵消二階往復慣性力。

以上只是課程的內(nèi)容，不是工程具體情況，請酌情

【陳安的回答(2票)】:

一般6缸8缸都是V型排列，有一定的夾角，并列的缸體能互相抵消震動，發(fā)動機就平順很多，而4缸發(fā)動機的結(jié)構(gòu)一般是直列垂直排序，活塞做功震動就直接傳遞出來。

【Classicriver的回答(1票)】:

單缸發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)兩圈做一次功，兩缸是曲軸轉(zhuǎn)一圈做一次功，四缸機是曲軸轉(zhuǎn)一圈做兩次功。也就是曲軸做一個圓周運動的過程中做功次數(shù)越多，發(fā)動機越平穩(wěn)，不知道我說明白了沒有。

ps:所謂缸數(shù)多僅指偶數(shù)

pps:以上說的是四行程發(fā)動機

【王一的回答(1票)】:

作為懂一點的非專家，怕說深了露怯。舉個簡單例子，你覺得四缸汽車和單缸的三輪突突哪個更平穩(wěn)?

【李吵吵的回答(0票)】:

我咋覺得問題中奧迪的四缸發(fā)動機這么設(shè)計的目的是為了實現(xiàn)不同沖程長度的壓縮和做功沖程，實現(xiàn)阿特金森循環(huán)，而不是減小發(fā)動機震動捏？

【知乎用戶的回答(0票)】:

對應(yīng)到電機控制里面，是方波輸出與矢量輸出的關(guān)系，

多缸對應(yīng)矢量，更平滑。

【phoenix的回答(0票)】:

其實我想說，現(xiàn)在BMW ford 的三缸發(fā)動機的平順水平已經(jīng)足夠好了，我覺得平順本身問題已經(jīng)不如過去那么巨大，相信大量的低缸數(shù)會代替V型，未來電動機當然更佳平順了

【DukeSean的回答(0票)】:

樓上都是專業(yè)的專家呀，我不是，連愛好者都算不上，只是恰巧小時候也問過老爸類似的問題，老爸只是一個普通司機，不過他的樸素簡潔但簡單易懂的解說至今深深刻在腦海，如今他老人家已經(jīng)患了老年癡呆，再也無法解答我的十萬個為什么了，所以貢獻出來，不算解答問題，只是記錄。

他說：發(fā)動機是一個內(nèi)燃機，汽油進去點燃，空氣膨脹，把活塞推出來，就產(chǎn)生動力，通過齒輪帶動輪子，車就動了，如果發(fā)動機只有一個缸，一個活塞在進進出出，還得提供足夠的動力，你想這動靜得多大？就像手扶拖拉機，嘭嘭嘭嘭的。如果有兩個缸，兩個活塞按順序工作，當然就平順多啦，四個缸就更好，以此類推。

所以我很小的時候就知道發(fā)動機缸越多越平順。

為父親感到驕傲。

【zongye08的回答(0票)】:

應(yīng)該這么說，就汽車而言缸數(shù)越多平穩(wěn)性越好（在一定范圍內(nèi)），汽車動力依靠氣缸內(nèi)的活塞往復運動，每一次活塞的運動都是一次動力的提供，當四個活塞的時候每90度有一個，六個活塞就是60度，八個活塞就是45度，在活塞軸轉(zhuǎn)動速度，或者說發(fā)動機轉(zhuǎn)動速度相同時，每一個活塞之間的間隔會小的很。提供動力更均衡，也就更平穩(wěn)。希望有用

補充一點，這是最通俗易懂的了。

【譚超的回答(0票)】:

打開引擎蓋 啟動 分別在4缸和6缸發(fā)動機上各放一杯水 沒為什么 這是物理定律

【張益民的回答(0票)】:

請聽拖拉機：啪? 啪?啪?

小轎車：啪啪啪?

跑車：啪啪啪啪啪啪啪啪啪啪啪啪 絕塵而去

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