S.Pz.Abt 502 E-COMPANY

藍色：汽缸／缸套(cylinder sleeve)
灰色：活塞＋連桿
紅色：曲軸
深灰色：飛輪

上面我們可以看到水平直四缸引擎點火序列運作的動畫顯示，這個是1/4-2/3點火順序。事實上與實際上，如果是直列四缸，就是把這個圖往右邊轉90度的結構，是不會有機械設計師讓這樣的模式出現的，因為引擎運轉的震動會誇張地巨大到像是宮城大地震一樣，只要一上車，就會驚慌地逃下車。

這個原因是引擎運轉的時候，活塞的往復動作加上曲軸的轉動就會形成震動的基本來源，這個時候設計師就會用他們本行的前輩費德力克˙蘭契斯特(Frederick Lanchester)在1904年發明的平衡軸(balance shafts)作相對的抵銷。

黑框中的就是平衡軸。

平衡軸的運作方式。

蒸氣機車頭動輪上的外露式平衡軸。

上面的平衡軸連桿後面基本上是＂牽拖＂活塞連桿，因為引擎震動最大的來源在於活塞與連桿退到下死點的慣性質量，所以由平衡軸連桿往反方向牽引，就可以抵銷這個慣性，降低震動到可以接受的程度。

至於水平直列汽缸引擎不需要平衡軸的原因是因為在多缸下，有的活塞動作是往，有的活塞動作是復進，剛好把慣性質量往兩邊互相產生，結果達成平衡；直列引擎就是逃不過地心引力所以有震動，不然就別住在地球上使用內燃機，這沒有什麼好抱怨的。

然而引擎基於作功率的要求而不斷地增加它的規格，排氣量增加，缸數也增加，同樣直列四缸，一缸98cc跟一缸324cc的差別就很大(這個大哭呆大知道！ )，而因為活塞隨著排氣量加大體積之後，往復的慣性質量自然也就差別變的更大，那麼震動也隨之增加的狀態下，自然平衡軸的體積與質量也要增加，這也增加那也增加，引擎的體積自然就以立方的倍數增長，增長之後，車輛自然就變的，

很修長～。

比如說：

1935年杜森堡(Duesenburg)SJ LaGrande Dual-Cowl敞篷房車。
(請不要以為它只是靜靜地擺在這裡展示；它身價高達4.4百萬美元！)

我們可以看到它集奢侈，華麗，經典，優美於一身的外貌，但是也不難發現，甚至難忘它的引擎動力部比例是如此之長；相較於現代車，經典老車的引擎部都是這個現象，造成老車在行駛上有操控不安全跟容易讓乘坐者暈車的問題，因為軸距太長，迴轉半徑就大，左右偏向的慣性作用會比較明顯，急轉彎下容易導致行進上的慣性軸線分歧，造成事故或者引發耳內半規管錯亂引起暈眩嘔吐。而軸距太長，是因為引擎部太長，引擎太長，是因為用了多重直列汽缸的問題。

雖然說直列缸數少的時候引擎的震動是不可避免的，但是缸數超過四以上，引擎會因為點火順序的主／副性(primary & secondary mechanical engine balance)出現穩定與震動上的平衡，因此令人想到，如果把兩列直列六缸合併成為現代車輛之父卡爾˙賓士在1896年獲得的專利性V型結構，不就在許多方面上獲得倍乘性的效益，例如：

· 多重汽缸共用一個曲軸，大幅降低引擎組件的重量，甚至採用交錯板式曲軸(crossplane)，引擎會因為曲軸與與曲軸箱(crankcase)重量減少會更進一步降低，同時提高出功率。

· 如果是超過V型結構8缸以上的缸數，又會因為點火順序的主／副性與活塞往復的交替作用達到震動上的平衡，連平衡軸這個裝置都可以省略(V2～V8引擎本身還是無可避免使用到平衡軸)。

(L_V_VR6_engines.svg‎)
a — 直列引擎；b —V式引擎，c — VR6引擎。

所謂主副性平衡又叫做引擎平衡，指的是在多缸活塞的往復當中，因為有的在上死點作壓縮，有的到下死點完成作功或排放，有的剛好在作功的往徑與壓縮的復徑上，因為基於順序上造成的平衡，所以相對抵銷作功時的震動。

既然震動被活塞的動作互相遞減，自然平衡軸；說實話，缸一多，平衡軸在設計，製作跟安裝上也會跟著複雜化，所以這種渾然天成的結構對於設計師與生產成本上不啻是一大福音。

但是這個跟缸數來說基本上脫離不了關係，缸數少，震動的相抵銷性不足，因此設計師改變曲軸的質量，改用交錯板式曲軸；最上面的曲軸是交錯式的，但是質量還是很大，板式曲軸樣子如下：

www.clubgti.co.uk/forum/ showthread.php?t=206029

曲軸的質量減低就相對減少震動，運轉的順暢程度與引擎作功的反應程度都大幅增加；跑車，尤其美系車輛愛用這種結構運用在V8缸上，是因為缸徑可以加大但是價格卻比更多缸的結構便宜(V6缸亦然，很多V6缸車是用來打擊V8缸車的市場與地位；很賤齁～？ )。甚至有許多V8車種使用單板式曲軸(single plane crankshaft)，引擎的反應會更快，對於排放來說也更有效率；排放越有效，燃氣的效用就越好。

但是V12缸因為根本不用考慮震動的問題，所以自然不用比較輕的曲軸，而比較沉重的曲軸，就能夠讓設計師不用再對飛輪的質量去傷腦筋；飛輪的質量問題基本上還是跟尺寸有關，雖然不是絕對的，但是這個又牽涉到引擎動力輸出的部分尺寸的問題，如果飛輪能夠小一點，當然對其它的環節，甚至整體上多少都有幫助。

淺藍色厚厚一片的就是飛輪，可以看的出來它在引擎本體與離合器之間的相對大小。

飛輪的作用在於我們不會一直踩著，抓著，推著油門或者節流閥不放，但是放開之後，飛輪還在滾轉中，然後當我們再度踩著，抓著，推著油門或者節流閥，飛輪旋轉的慣性就會把動能一下子從儲存的狀態下輸出，然後再從活塞的作功中獲得，節省活塞作功的力與提升效率。但是飛輪太大，當然就會影響到為了它而必須重新設計主要是外觀上的大小與外型問題，但是如果比較沉重的曲軸在轉動下，就能部分取代它的作用而讓它縮減一些尺寸；缺點是引擎的反應會比較笨。

至於V12缸也因為多缸合作的關係，可以用更低的轉速來負荷與承受承載，因此延長了引擎的壽命甚多；機油的壽命基本上也比較長一些，但是這與冷卻設計有直接關聯。

說了這麼多，其實我只是兜一大圈來介紹T-34戰車的引擎～。
T-34戰車使用的V-2柴油引擎就是V12缸引擎的一種。實際上V12缸引擎當然不意外地會被人類選來作為所有武器推進方式的選項，而且不僅僅是陸地上的車輛裝備，天上飛的也拿它當作推動引擎，因為就像前面提到的，V12缸引擎光是平衡軸的部分就夠讓從設計師到現場操作與維修的官兵對它感激到痛哭流涕外加獻花三鞠躬再長跪後來個九叩首；引擎，是越簡單越好。當然我不敢拿國民黨跟民進黨政客的大腦來跟這個比，因為海綿狀體結構是沒有東西可以跟它比的，只有同類，比較中空性而已。

V12缸引擎有多屌？P-38那個會打雷的你認識吧？P-51那個跟馬一樣的你熟吧？有個駐紮在重慶搞的老虎會飛的中隊你聽過吧？還有那個好多人欠了好少人一屁股還欠的一把鼻涕一把淚的英倫空戰，有那個不吐痰反而噴火的有沒有？那個會丟一種叫做大滿貫(Grand Slam)的炸彈把人家的水壩給崩了搞的老德沒學過游泳的可淹死了以後就學會的，有沒有？還有那個用木頭做的，飛起來打起來的狠勁像蚊子的有沒有？甚至那個在東部上空擊落352架的英俊年輕日爾曼小伙子有沒有？

都用這V12引擎我告訴你！！！！[註]

那好，這陸地上，除了T-34戰車以外，四號老戰馬的HL 120 TRM引擎也是V12缸的，就連它老弟老三號(Pz III)也是；HL 230則是後面貓科家族的共同心臟(只差在系列號P加上尾數)，230 P也是V12缸。

而T-34以後兩個大哥KV-1／KV-2，跟那個禽獸級叫做IS-2，也是V12缸，還有英國陸軍的克侖威爾還有彗星式戰車，也都是V12缸引擎。

有沒有發現老美的戰車就沒這種了不起偉大的心臟？

不過就單一T-34戰車的V12缸引擎來說，我之所以認為它是箇中代表的原因，包括它除了以鋁合金製造的以外，它的性能當中包括省油，讓戰車有很大的作戰範圍，也因為是鋁合金製作的，所以就效益比上來說，在整體戰略下得到最高的優勢與評比；當然蘇聯／俄羅斯是產鋁大國這也很重要，另外像它是柴油引擎，結構簡單保養容易，扭力大，能絕對完全負荷起車重，而且甚至馬力可以達到500匹。雖然說同級戰車中，例如克倫威爾戰車，車重跟M1940年接近，但是馬推比跟作戰半徑，卻不可比較，雖然馬力有600匹，但畢竟那是汽油引擎。然而同時期的HL 120引擎卻只有296匹馬力，車重比較輕。

比較可恥的說法是老德的引擎技術沒有直接提升HL120反而跳級成為HL 230，可憐的老戰馬性能就一直受到限制，儘管事實上德國裝甲部隊的主力才是老四號。而英國陸軍叫做白痴，就是非要硬性規範自己的戰車有輕重之分；對，輕的沒多輕重的很笨重，而且主砲火力，都只有火而沒有力，這就像大英帝國陸軍裝甲部隊是個LP很大但是雞雞只有初生嬰兒大小的男人一樣。

這並不是說蘇聯戰車讓我偏心，而是T-34後來演化出來成使用85mm主砲，甚至變成絕對性極高的SU-100，都是同一顆心臟稍微作一點改變，就能擔負起推動越來越重的主砲跟裝甲。換個角度來說，這要是別的國家，引擎就接近重新設計或者根本改型款的程度，而對於生產V2柴油引擎的工廠來說，根本就沒有什麼大變動，甚至糊裡糊塗用原來的V2引擎強殖上去，車還是能威風八面，沒差！！

而且最奇怪的是，V2引擎的馬力就是重點。HL 120引擎已經是一般結構下，包括不是很高的壓縮比燃燒下能獲得的最大馬力，而克倫威爾戰車...，拜託，如果不是它有個增壓器，它哪裡會有600匹馬力喔？？它哪裡能得到馬推比21這個數字？它甚至只有170英里的作戰範圍，這還是它有公路可以走的成績，越野？難看的要死，才80英里！然而這兩者都是汽油引擎，現在的重點是，V2引擎是柴油引擎，基本上柴油並不特別要求馬力值要有多大，主要是扭力的輸出與表現上，而且基本上柴油引擎因為活塞往復的衝程比汽油長很多；當年的汽油引擎活塞壓縮比大約從5～7:1的範圍，而柴油通常從15起跳，到21，甚至更高，又尤其曲軸重，反應慢，馬力值的產生也比較慢；老毛子硬是在V2引擎上面ㄍㄧㄥ出500匹馬力這個數字。

並且，V2引擎沒有增壓器這種對戰車來說叫做鬼玩意(la-sah-mia，有看連續劇的就知道這是什麼～ )的東西，雖然壓縮比很高，但那是為了點燃燃油。

再者，T-34戰車動輒都是一些馬拉松型的高手，作戰範圍最低都以300公里計算，後來還有400～460公里的，這個範圍在同級當中根本就沒有超過的，大部分都只能到200公里上下。戰車要能移動的很遠，條件除了油箱的大小之外，引擎的效率是很重要的關鍵因素，然而馬力值越大，油耗也就越兇，這種現象也沒有什麼改變，而且在化油器的時代，這個還牽涉到引擎汽門的結構。

V2引擎，一枚一本萬利的心臟。

汽門結構有多重要？汽門除了有側頂閥(side valve)，還有過頂閥(OHV)，凸輪軸(OHC)，跟雙凸輪軸(DOHC)等等結構。側頂閥是最糟糕的排放結構，因為它不分新鮮與燃燒過的燃氣，而過頂閥則是製造生產成本便宜，但是保養修護比較麻煩，因為汽門正時測量要常常作，免得進汽門與排汽門沒有合攏，造成引擎工率下降與不當油耗。凸輪軸本身製造成本比較貴，不像過頂閥汽門壓臂可以用沖壓法製造，更不用說雙凸輪軸，那麼貴的料件作一根就很貴了，還要作兩根咧～。

DOHC，雙凸輪軸的橫剖面結構圖；有沒有很像一張臉？

但是雙凸輪軸的優勢在於在進排放上有著極為精準的正時性，過頂閥要完全達到它的排放精準度是不可能的，最多只有在汽門間隙的調整上留下極小的空迴間隙，但是這又只能偶一為之，而雙凸輪軸只要校正過，後面幾乎就沒有特別必要像過頂閥一樣沒事給予關心的眼神到憤怒的程度；給你一次校正12個汽缸24個閥門看你覺得怎麼樣？

也就因為排放的精準性，因此燃氣的燃燒效率，不敢說會提高，至少不會發生衰退，而且也不會因為汽門正時的不準確造成無謂的油耗，引擎功率輸出可以說是掛保證的，連＂不純砍頭＂也比不上。如果刻意要把排放凸軸上的凸角長度比進氣凸軸上的凸角多1mm，基本上會讓排放廢氣的效率更好，而讓後面進來的燃氣得到更好的燃燒效益；基本上進入單位容積內的燃氣真正被燃燒的只有30%，如果廢氣沒有排乾淨，可能驟降到18%，甚至更嚴重，這樣的情形會讓引擎油耗的情形只有劇烈惡化一途。

所以不敢說新鮮的燃氣燃燒率提升到32%，甚至更高，至少維持在這個均值30%上，那對於戰略上來說，就是很大的功勞。

然而為什麼要提到雙凸輪軸？

如果再多看一下V2引擎的缸頂，你覺得你會看到什麼？

再提示提一點，柴油的單位容積燃燒率是45%。

最後一點提示，雙凸輪軸憑藉排放精準以及維持高燃燒效率的狀態下可以發揮比過頂閥更大的輸出，不管是扭力還是馬力，同時耗能更少。

所以當我們看到T-34戰車上這麼遲鈍的V2引擎除了有500匹馬力還有作戰範圍高達460公里的時候，我們可以說真是活見鬼，

但是這個＂鬼＂，其來有自，甚至還依舊活著；T-80U戰車！！

點火順序參考列表：

[註]當年飛機與戰車引擎不僅僅結構互通，甚至變化一下就轉變成飛機／戰車引擎，像蘇聯MiG-3戰鬥機用的"Mikulin AM-35"引擎，是從"AM-34FRN"引擎轉變過來的，而AM-34衍生型GM-34引擎就用在蘇聯國力的象徵上：

SMK，不是"T-35"戰車。