比亞迪旗下高端品牌“仰望”一直是該公司技術(shù)實(shí)力的窗口。此前，主打硬派越野的仰望U8憑借“原地掉頭”、“應(yīng)急浮水”以及“云輦-P液壓懸架”等核心技術(shù)，成功打破常規(guī)；而超跑定位的仰望U9則通過“云輦-X”技術(shù)實(shí)現(xiàn)了跨越障礙的壯舉，這一亮點(diǎn)也在社交平臺(tái)上引發(fā)廣泛討論。

最新發(fā)布的仰望U7定位于旗艦級(jí)轎車，主要面向行政級(jí)車型市場(chǎng)。此次發(fā)布會(huì)上，仰望U7展示了多項(xiàng)獨(dú)特技術(shù)：包括懸浮電機(jī)直驅(qū)的全主動(dòng)懸架、采用水平對(duì)置布局的插電混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，以及“易四方”四輪獨(dú)立扭矩矢量控制技術(shù)。仰望U7上，集成了懸浮電機(jī)直驅(qū)全主動(dòng)懸架、水平對(duì)置布局的插混發(fā)動(dòng)機(jī)以及“易四方”四輪獨(dú)立扭矩矢量控制系統(tǒng)等眾多顛覆性技術(shù)，其中水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用尤為引人注目。

本文將圍繞這一核心亮點(diǎn)，深入探討仰望U7所采用的水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)。我們將詳細(xì)解析這一設(shè)計(jì)在降低發(fā)動(dòng)機(jī)重心、優(yōu)化整車結(jié)構(gòu)以及提升動(dòng)力性能等方面的創(chuàng)新原理與實(shí)際應(yīng)用，揭示其在未來汽車動(dòng)力系統(tǒng)中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

仰望U7插混版本搭載了中國(guó)首款水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)，高度只有42厘米，比直列發(fā)動(dòng)機(jī)低很多，不僅靜謐平順，還最大化的利用了前艙的空間，混動(dòng)和純電的工況噪聲控制在了1分貝以內(nèi)。

一：發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的主流排列方式

目前發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸主要有 3種排列方式：直列發(fā)動(dòng)機(jī)、V型發(fā)動(dòng)機(jī)、和水平對(duì)峙發(fā)動(dòng)機(jī)。三者在排列方式上有所不同。

目前發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸主要有 3種排列方式

直列發(fā)動(dòng)機(jī)：顧名思義，是所有氣缸排成一列進(jìn)行上下的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一般6缸以下的發(fā)動(dòng)機(jī)多采用這種方式，它的特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，制造成本低便于維修。是經(jīng)濟(jì)型轎車的首選，但是發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的震動(dòng)較大。

V型發(fā)動(dòng)機(jī)：所有氣缸分成兩組，類似于兩個(gè)直列發(fā)動(dòng)機(jī)以一定角度組合而成。這種布局能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)，并有效降低振動(dòng)和噪音。實(shí)際上，兩組氣缸之間的夾角對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的平順性影響顯著，90°通常被認(rèn)為是最佳選擇。但由于設(shè)計(jì)時(shí)需要兼顧其他因素，實(shí)際生產(chǎn)中也會(huì)采用60°、110°等不同角度。較小的夾角有助于縮小發(fā)動(dòng)機(jī)寬度，便于在狹窄的機(jī)艙內(nèi)安裝，但這可能會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)高度增加；而較大的角度則可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的重心，從而提升車輛在彎道行駛時(shí)的穩(wěn)定性。需要注意的是，V型發(fā)動(dòng)機(jī)由于結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，其制造和維修成本較高，因此主要應(yīng)用于中高檔車型。

水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)：氣缸像雙手?jǐn)偲揭粯幼笥覍?duì)稱放置，兩邊活塞在同一時(shí)間向相反方向運(yùn)動(dòng)，仰望U7搭載的就是這款發(fā)動(dòng)機(jī)。

二：水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)

為何水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)雖優(yōu)點(diǎn)明顯卻少有車企采用？我們先來討論一下他的缺點(diǎn)。

1、制造成本高：設(shè)計(jì)復(fù)雜性與工藝精度的雙重挑戰(zhàn)

相較于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、制造相對(duì)經(jīng)濟(jì)的直列發(fā)動(dòng)機(jī)，水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié)都面臨顯著更高的技術(shù)門檻與成本壓力。

首先，從配氣系統(tǒng)來看，水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)因其氣缸水平分布于曲軸兩側(cè)，燃燒室自然也被分置于左右兩端。這一結(jié)構(gòu)決定了其配氣系統(tǒng)無法像直列發(fā)動(dòng)機(jī)那樣通過一套凸輪軸驅(qū)動(dòng)全部氣缸，而必須為每一側(cè)單獨(dú)設(shè)計(jì)和布置完整的氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。以一臺(tái)四缸水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)為例，其所需的凸輪軸、氣門搖臂、氣門彈簧等零部件均需“對(duì)稱成雙”，使得零部件數(shù)量與復(fù)雜度大幅提升。這種結(jié)構(gòu)性差異直接導(dǎo)致整機(jī)系統(tǒng)成本遠(yuǎn)高于等排量的直列發(fā)動(dòng)機(jī)。

其次，在缸體結(jié)構(gòu)方面，水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)通常采用“對(duì)開式”缸體設(shè)計(jì)，以便裝配內(nèi)部的曲軸、連桿和活塞組。這種左右對(duì)稱拼接的缸體結(jié)構(gòu)，相較于直列或V型發(fā)動(dòng)機(jī)常見的一體式缸體，不僅對(duì)機(jī)加工精度要求更高，還顯著增加了裝配工藝流程的復(fù)雜性和生產(chǎn)周期。尤其在密封性控制和結(jié)構(gòu)剛性保證方面，對(duì)制造工藝提出了更嚴(yán)苛的要求。

綜合技術(shù)復(fù)雜度與制造成本來看，發(fā)動(dòng)機(jī)成本的大致排序可歸納為：水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī) ＞ V型發(fā)動(dòng)機(jī) ＞ 直列發(fā)動(dòng)機(jī)。這也解釋了為何水平對(duì)置結(jié)構(gòu)盡管在重心控制與震動(dòng)抑制方面具備獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，但始終只被極少數(shù)高端品牌采納與量產(chǎn)。對(duì)于追求大規(guī)模成本控制與供應(yīng)鏈效率的主流車企而言，這一結(jié)構(gòu)在技術(shù)先進(jìn)性的背后，是顯著高于行業(yè)平均水平的開發(fā)與制造投入。

2、空間布局的兩難抉擇：結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)與平臺(tái)適配性的博弈

水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上最大的優(yōu)勢(shì)莫過于其“扁平化”設(shè)計(jì)。由于氣缸水平排列，其整體高度顯著低于直列或V型發(fā)動(dòng)機(jī)，有助于降低整車重心并節(jié)省垂直空間。然而，這種橫向延展的設(shè)計(jì)也帶來了明顯的副作用——在節(jié)省高度的同時(shí)，顯著增加了橫向空間的占用，對(duì)整車布局構(gòu)成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

在實(shí)際應(yīng)用中，由于水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)需要橫跨車體左右兩側(cè)，其寬度不可避免地侵占了發(fā)動(dòng)機(jī)艙與懸掛系統(tǒng)之間的空間緩沖區(qū)。這直接限制了前后懸掛形式的選擇。例如，斯巴魯BRZ在前橋只能采用結(jié)構(gòu)緊湊的麥弗遜式懸架；而保時(shí)捷718的后橋同樣選擇麥弗遜方案而非多連桿系統(tǒng)，并非出于操控妥協(xié)，而是受限于發(fā)動(dòng)機(jī)寬度對(duì)后艙布置的擠壓。如果試圖在有限空間內(nèi)同時(shí)容納水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)與復(fù)雜多連桿懸掛，勢(shì)必導(dǎo)致車寬增加或車架結(jié)構(gòu)重新設(shè)計(jì)，在量產(chǎn)平臺(tái)中很難實(shí)現(xiàn)。

曾有工程師設(shè)想通過將水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)90°橫向安裝的方式，嘗試以此壓縮車頭長(zhǎng)度，提升乘員艙空間。但實(shí)踐證明，這一方案難以奏效。即便旋轉(zhuǎn)后，發(fā)動(dòng)機(jī)“低而寬”的橫向特性仍舊侵占前后艙空間，并導(dǎo)致進(jìn)氣、冷卻、排氣系統(tǒng)布置復(fù)雜化。同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱的結(jié)構(gòu)集成也將受到制約，進(jìn)一步增加設(shè)計(jì)與維護(hù)難度，違背了前驅(qū)平臺(tái)對(duì)緊湊性和可維修性的核心訴求。因此，這一布置方式并未在市場(chǎng)上取得實(shí)際突破。

3、“易爆”隱憂：熱管理與結(jié)構(gòu)剛性的系統(tǒng)性考驗(yàn)

除了制造成本與空間適配問題，水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)還長(zhǎng)期面臨著熱管理與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面的工程挑戰(zhàn)，尤其在高負(fù)載工況下，其“易爆缸”問題成為質(zhì)疑的焦點(diǎn)。

其根本原因在于該類發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室左右分布，導(dǎo)致熱量分布呈現(xiàn)非對(duì)稱狀態(tài)。特別是在高負(fù)載或長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行條件下，兩側(cè)氣缸區(qū)域易出現(xiàn)局部過熱，而中部區(qū)域因氣流干擾及冷卻液分布限制，溫度反而偏低，形成溫差梯度。這種不均勻的熱應(yīng)力容易導(dǎo)致缸體局部疲勞、強(qiáng)度衰減，進(jìn)而誘發(fā)微裂紋甚至缸體結(jié)構(gòu)性破壞。

另一方面，水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)多采用對(duì)開式缸體結(jié)構(gòu)，為裝配連桿和曲軸組件預(yù)留必要的安裝間隙，這一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雖然在制造上具有可操作性，但也意味著必須在拼合面預(yù)留精確的裝配公差。即便制造精度足夠高，也難以完全避免在長(zhǎng)期高強(qiáng)度運(yùn)行下，接合部位受離心力與熱脹冷縮影響產(chǎn)生的微小位移與應(yīng)力集中，加劇缸體疲勞，進(jìn)而提高結(jié)構(gòu)失效的風(fēng)險(xiǎn)。

綜上所述，盡管水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)在低重心、平順性和響應(yīng)速度方面表現(xiàn)出色，但其制造成本高昂、對(duì)車輛空間構(gòu)成制約以及潛在的可靠性問題，最終使得這一技術(shù)難以在前驅(qū)車型上得到廣泛應(yīng)用。正是這些綜合因素，使得只有像斯巴魯和保時(shí)捷等少數(shù)廠商仍在堅(jiān)持使用這種發(fā)動(dòng)機(jī)形式。

下面來介紹下水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)得天獨(dú)厚的優(yōu)點(diǎn)：

在諸多發(fā)動(dòng)機(jī)架構(gòu)中，水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)（Boxer Engine）因其出色的運(yùn)轉(zhuǎn)平順性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力而在汽車工程師與性能愛好者中享有極高聲譽(yù)。其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)理念不僅有效化解了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中難以避免的機(jī)械振動(dòng)，更在整車操控性、重心布置及駕駛體驗(yàn)等維度帶來了系統(tǒng)性提升。

水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的最大亮點(diǎn)在于其天然的力學(xué)平衡特性。由于活塞成對(duì)橫向?qū)ΨQ運(yùn)動(dòng)，來自一側(cè)活塞的慣性力可以被另一側(cè)活塞的反向運(yùn)動(dòng)所抵消，從而大幅削減了一般發(fā)動(dòng)機(jī)在高速運(yùn)行下所產(chǎn)生的振動(dòng)。這種無需額外平衡軸即可實(shí)現(xiàn)的一階力與二階力抵消，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更為平順，NVH表現(xiàn)顯著優(yōu)于同排量的直列或V型結(jié)構(gòu)。

此外，水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)低矮而扁平的結(jié)構(gòu)布局，使其在整車中的安裝位置更低，有效降低整車重心。低重心不僅提升了整車在轉(zhuǎn)彎時(shí)的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度，更為車輛帶來了近似中置引擎布局的駕駛質(zhì)感，尤其在高速變道、激烈過彎等極限工況下優(yōu)勢(shì)尤為明顯。這種結(jié)構(gòu)特性也正是保時(shí)捷與斯巴魯?shù)绕放茍?jiān)持采用水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的重要技術(shù)依據(jù)。

從工程角度來看，水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)是一種為操控而生的動(dòng)力架構(gòu)，其優(yōu)勢(shì)遠(yuǎn)非紙面參數(shù)所能完全體現(xiàn)。它將機(jī)械對(duì)稱性與整車動(dòng)態(tài)性能深度融合，為追求駕駛純粹感的用戶帶來了更為均衡與沉穩(wěn)的駕控體驗(yàn)。

振動(dòng)來源與對(duì)消原理

發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)主要來源于兩個(gè)方面：

· 一階振動(dòng)：這是由于活塞上下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。只要發(fā)動(dòng)機(jī)采用偶數(shù)氣缸，并使得相對(duì)氣缸同步作相反運(yùn)動(dòng)，就能有效抵消這種振動(dòng)。例如，直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)就通過兩兩配對(duì)實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。

· 二階振動(dòng)：此問題更為復(fù)雜，源于曲軸旋轉(zhuǎn)過程中，由于活塞在一個(gè)沖程內(nèi)運(yùn)動(dòng)距離的不對(duì)稱性而引起的加速度差異。直列發(fā)動(dòng)機(jī)難以完全消除這種振動(dòng)，因其結(jié)構(gòu)天然存在不均衡問題。

相比之下，水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)精妙。其左右兩側(cè)的氣缸以完全同步的方式工作，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)吸氣時(shí)，左右兩邊的氣缸均向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，加速度完全對(duì)稱，從而徹底消除了二階振動(dòng)。而偶數(shù)氣缸的配置則同時(shí)解決了一階振動(dòng)問題，使得整體運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到直列六缸甚至V12發(fā)動(dòng)機(jī)般的平穩(wěn)效果。

重心優(yōu)勢(shì)與整車性能

除了解決振動(dòng)問題，水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的另一大亮點(diǎn)在于其極低的重心。與直列發(fā)動(dòng)機(jī)的垂直布局或V型發(fā)動(dòng)機(jī)的傾斜排列相比，水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸平躺設(shè)計(jì)使得發(fā)動(dòng)機(jī)整體重心大大降低。這一特性帶來的好處主要有：

· 過彎性能提升：低重心減少了車輛在轉(zhuǎn)彎時(shí)的側(cè)傾，使內(nèi)側(cè)輪胎更好地貼合路面，從而提升車輛的過彎速度和穩(wěn)定性。

· 車內(nèi)空間優(yōu)化：低矮的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)為機(jī)艙內(nèi)部創(chuàng)造了更多垂直空間，便于布置渦輪中冷器、四驅(qū)系統(tǒng)，甚至降低引擎蓋設(shè)計(jì)，以改善駕駛視野和乘員體驗(yàn)。

· 曲軸設(shè)計(jì)與動(dòng)力響應(yīng)

水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)在曲軸設(shè)計(jì)上同樣具有明顯優(yōu)勢(shì)。由于氣缸橫向分布，其曲軸長(zhǎng)度較直列發(fā)動(dòng)機(jī)更短，這不僅使得曲軸重量更輕，同時(shí)也減少了轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。再加上無需額外配置曲軸配重塊，這種自平衡特性使得發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速上升時(shí)內(nèi)部損耗更低，從而實(shí)現(xiàn)了更快的動(dòng)力響應(yīng)。

綜上所述，水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)通過精妙的氣缸布局和同步運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，有效消除了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)中存在的一階和二階振動(dòng)問題；同時(shí)，低重心設(shè)計(jì)和輕量化曲軸進(jìn)一步提升了車輛的操控性和動(dòng)力響應(yīng)速度。這種兼顧平順性、操控性和空間利用率的設(shè)計(jì)理念，使得水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)成為高性能車型追求極致駕駛體驗(yàn)的理想選擇。

三：仰望U7的水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)

中國(guó)首款2.0T水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)，技術(shù)含金量究竟有多高？

在電動(dòng)化與混合動(dòng)力加速融合的大背景下，比亞迪仰望U7所搭載的中國(guó)首款2.0T水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)，無疑為國(guó)內(nèi)動(dòng)力總成技術(shù)的發(fā)展樹立了新標(biāo)桿。這款發(fā)動(dòng)機(jī)不僅實(shí)現(xiàn)了極致的緊湊化設(shè)計(jì)，還兼顧了動(dòng)力性能、平臺(tái)適配性及NVH控制等多個(gè)維度，是中國(guó)自主品牌在高難度發(fā)動(dòng)機(jī)架構(gòu)上的一次突破性實(shí)踐。

傳統(tǒng)插電式混合動(dòng)力架構(gòu)通常依賴較大的前艙空間，以安置縱置或橫置內(nèi)燃機(jī)和電驅(qū)組件。然而，仰望U7為滿足其四電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和云輦-Z電磁懸架系統(tǒng)的集成需求，亟需更為緊湊的發(fā)動(dòng)機(jī)解決方案。比亞迪工程團(tuán)隊(duì)最終采用水平對(duì)置結(jié)構(gòu)，并將整機(jī)高度壓縮至僅420mm，較保時(shí)捷同排量發(fā)動(dòng)機(jī)降低125mm，充分釋放了前艙縱向和垂向空間，成功實(shí)現(xiàn)了高度集成化的整車平臺(tái)布局。

低重心是水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的天然優(yōu)勢(shì)之一。發(fā)動(dòng)機(jī)重心降低，不僅優(yōu)化了整車質(zhì)量分布，也顯著提升了車輛的操控極限與穩(wěn)定性。在高速行駛、緊急變線或高速彎道等動(dòng)態(tài)場(chǎng)景中，仰望U7表現(xiàn)出更強(qiáng)的車身姿態(tài)控制能力與轉(zhuǎn)向響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)了媲美高性能轎跑的駕控體驗(yàn)，這在傳統(tǒng)插混車型中極為罕見。

在功能拓展層面，該款2.0T水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)還具備顯著的“性能復(fù)合性”。其不僅可作為增程器為電池系統(tǒng)提供持續(xù)電能支持，還可在特定工況下直接驅(qū)動(dòng)后軸，實(shí)現(xiàn)燃油動(dòng)力與電驅(qū)系統(tǒng)的深度耦合。整套動(dòng)力系統(tǒng)最大輸出功率達(dá)272馬力，峰值扭矩380?！っ祝骖櫢咝芎呐c強(qiáng)勁動(dòng)力，賦予仰望U7“電感”十足的加速表現(xiàn)與出色的能耗水平，充分滿足高性能混動(dòng)用戶的需求。

在NVH層面，水平對(duì)置結(jié)構(gòu)通過對(duì)稱布置的活塞運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了一定程度的自身震動(dòng)抵消。仰望U7所搭載的發(fā)動(dòng)機(jī)，在怠速及中低負(fù)載運(yùn)行工況下，其噪音水平僅高于電機(jī)1分貝，幾乎可以忽略不計(jì)。加之比亞迪成熟的整車聲學(xué)包設(shè)計(jì)，使得車輛在不同驅(qū)動(dòng)模式下均可實(shí)現(xiàn)豪華級(jí)靜謐性表現(xiàn)，極大提升了駕乘舒適性。

更重要的是，這款發(fā)動(dòng)機(jī)的量產(chǎn)落地背后，體現(xiàn)的是比亞迪在精密制造、熱管理、曲軸系統(tǒng)平衡設(shè)計(jì)等多個(gè)核心環(huán)節(jié)的全面掌控能力。水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造公差要求嚴(yán)苛，被視為動(dòng)力總成技術(shù)“天花板”之一。比亞迪此次成功實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化研發(fā)及量產(chǎn)，不僅打破了國(guó)外品牌在該架構(gòu)領(lǐng)域的技術(shù)壁壘，也充分展示了其在高端動(dòng)力技術(shù)鏈上的自主研發(fā)實(shí)力。

從架構(gòu)突破到整車匹配，從靜態(tài)結(jié)構(gòu)到動(dòng)態(tài)性能，這臺(tái)2.0T水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)不僅填補(bǔ)了中國(guó)在該領(lǐng)域的技術(shù)空白，也彰顯了比亞迪在新能源與混動(dòng)系統(tǒng)融合方向上的前瞻思維和系統(tǒng)能力。其意義，不僅在于“首款”，更在于“標(biāo)桿”。