來源：頭條號（汽車氪）

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目前的發動機大多是有活塞往復式的四沖程發動機與二沖程發動機為主，此前還有轉子發動機與渦輪式發動機，作為兼容性最好，動力輸出穩定的往復式四沖程發動機被作為各類動力源，應用在各個領域中。

最常見的當然是汽車。按照燃料類型內燃機又被分為：

• 汽油機、柴油機；

• 生物質內燃機；

• 混合氣內燃機。

由于不同類型的燃料特質，內燃機發展出很多類型。當然我們今天要說的不是這些基礎的知識。作為引擎性能指數之一，引擎的振聲指標（振動噪聲）在業內常被作為產品的重要指標之一。我們常聽到車主玩家所說的聲線是否飽滿，發動機抖動都是振聲指標的一個特性。這個特性可以體現出引擎設計的工況和設計缺陷，目前全球沃德十佳發動機的評選振聲測試是其重要指標！

噪聲和振動是兩回事

很多人喜歡把噪聲和振動放在一塊講，這其實是挺冤的一件事。引擎能夠發出噪音的地方有很多，首先在同等排量情況下，壓縮比的不同會讓引擎發出的聲音略微不同。同排量的渦輪增壓和自吸放在一起聲調不同就是個最好的例子。其次在配氣過程中DOHC和SOHC（雙頂與單頂）的不同結構也會發出不同的聲噪。夸張的說，用不同的開啟氣門的搖臂產生的聲噪也會不一樣。

但是振動就不一樣了，無論你是800rpm還是3500rpm，抖動幅度絕對是一個會影響動力輸出穩定性的因素，也是對傳動系統影響比較大的要素之一。我們首先要了解一下發動機為什么會振動。

內燃機在做功需要經過吸氣、壓縮、燃爆與排氣四個動作。在這個過程中只有燃爆做功是活塞被動受力，無論是三缸機，四缸機還是六缸機十缸機，這些動作是必不可少的。那么在這個過程中有三振動要素出現了：

• 一是活塞連桿機構與曲軸往復之間的往復慣性力；

• 二是曲軸平衡重在圓周循環中因為平衡差造成的離心慣性力；

• 三是不同的壓縮比帶來不同的氣缸壓力造成的振動。

很多人說三缸機的抖動要大于四缸機，四缸機的抖動要遠大于六缸機，不知道這是為什么直缸的要大于V缸的，V缸的要大于H缸的。

三缸機的振動

其實這樣的說法是對這一現象籠統的認知。首先從三缸機和四缸機在這一點上確實會有區別。無論是三缸機和四缸機，每個缸在同一時刻不會做同一種沖程。所以便有了點火順序，三缸機因為只有三個缸，所以是以132的順序點火，也有按照123的順序。而四缸機則是1342或是1243。什么意思呢？因為活塞式往復的，不是在吸氣和燃爆活塞都是要往下的，排氣和壓縮活塞都是要往上運動的，所以四缸機在同一時刻14都是向上（或向下）運動，23同樣。但是3缸機卻不是！因為只有三個缸所以在曲軸循環中受力，所以在進入下一受力循環中有一個時間間隔是沒有受力的。四沖程的往復過程中便開始出現力的不平衡，振動因此而生（說白了就是離心慣性力不平衡）！！

四缸機的振動

如果你看懂了三缸機的振動原理，四缸機的就好懂一些了，四缸機的抖動主要源自于往復慣性力和離心慣性力！簡單的講，一個缸做完整套動作曲軸往復兩周也就是720°，但是每一個缸在所有工作缸運動中只有一個缸的活塞是受力做功的，因此在往復慣性力中總會有一個是受力多的，這就產生了一個不平衡。其次呢，四缸機由于很平均的把四個缸在往復沖程都分的了一個做功的角色但是也導致了曲軸的平衡重每一個夾角都成180°。我們都知道，在力學角度上，180°，360°都是力平衡的致命傷（因為方向都在一條直線上）。舉個例子按照1342的點火順序，1缸燃爆做功受力活塞運動到下止點相反1缸的曲軸平衡軸會運動到上止點，這個時候會有兩個缸的曲軸平衡重與1缸垂直，一個缸的與其方向相反。這就在圓周運動中造成了往復慣性力的不平衡。所以四缸機在抖動的時候往往都是上下跳來跳去的

V6與直6的振動

發動機的缸數越多其實在離心慣性力上是有很大的優勢的，為了方便理解，小編畫了下面的圖。

直6由于點火順序，曲軸平衡重的夾角互為120°，因此在轉動過程中往復離心力非常的平衡，而且同時會有兩個缸的平衡重處于同一方向，所以即使離心慣性力不平衡的情況下會有另外一個不受力的平衡重幫其吸收多余的力，那么振動將會小很多。這和日產的曲軸偏置有異曲同工之處。

V6的缸位順序和直6上有很大的差距，而且由于缸體兩兩之間互成120°夾角，所以在往復慣性力上要比直列6缸多出一個往復慣性力的方向，所以從理論角度上來說，V6的性能要弱于直6！

燃氣壓力導致的振動

這一點是市面上積碳抖動說最多的原由之一。引擎做功之時進氣是動態的，而且每個廠家都會運用到一定的變氣技術，這就導致缸體進氣之間是有壓差存在的，不同的空燃比（空氣混合氧氣的比例）和不同的壓縮比（積炭存下在油氣混合體被壓縮的比值）所導致的能量釋放是一場振動的原因。當然這個更好理解！

降低抖動的常用技術

針對三缸機而言，因為只有三個缸沖程缺失當導致曲軸圓周過程中的離心力的不平衡主流的辦法有兩個，第一個就是增加一個平衡重的重量，由于三個缸所對應的平衡重彼此間隔都超過180，那么新一代的三缸機在設計上可以將兩個同步缸設置成180°而另一個與其他兩個互成90°。這樣在缺失一個缸的情況下，過重的平衡重會消耗多余的離心慣性力；另外一種方法是讓平衡重彼此間互成240°，采用添加平衡軸的方式過渡掉一個缺失一個受力環節造成的力平衡缺失。

三缸平衡軸

四缸機目前減振技術在設計上有曲軸偏置，錯開由于往復慣性力重疊導致的抖動，，讓曲軸在0°-60°之間成一定夾角。六缸機在震動上有著非常出色的力平衡，所以在震動上幾乎并不需要改善，只要避免燃氣壓力即可。

當然還可以采用更加柔軟的機腳來過渡掉多余的振動。這里我們所說的是常規的振動產生的原因。橫縱的布置也會有效的改善由于振動造成的力傳遞波動