[科普中國]-水平對臥十二缸引擎

水平對臥十二缸發(fā)動機(jī)是一種往復(fù)式發(fā)動機(jī)，由12個活塞分成左右各6個汽缸，以水平對臥的方式組成，而本條目專指活塞式內(nèi)燃機(jī)。一般國外以“flat-twelve”稱呼（包含V型180度發(fā)動機(jī)），略稱成F12；也有人稱作“boxer-12”，略稱成B12。

簡介水平對臥十二缸發(fā)動機(jī)是一種往復(fù)式發(fā)動機(jī)，由12個活塞分成左右各6個汽缸，以水平對臥的方式組成，而本條目專指活塞式內(nèi)燃機(jī)。一般國外以“flat-twelve”稱呼（包含V型180度發(fā)動機(jī)），略稱成F12；也有人稱作“boxer-12”，略稱成B12。

概要以體積而言，水平對臥十二缸發(fā)動機(jī)比V型十二缸發(fā)動機(jī)更扁平，理論上前者的重心比后者低，可是事實(shí)上前者比后者需要更大的發(fā)動機(jī)室空間，以便安置排氣系統(tǒng)。V12發(fā)動機(jī)可以采前置或中置發(fā)動機(jī)的布局，本體更為扁平的F12發(fā)動機(jī)就只局限于中置發(fā)動機(jī)的布局。再者，F(xiàn)12發(fā)動機(jī)在震動抵銷方面絲毫未占盡任何優(yōu)勢，所以很少搭載于市售量產(chǎn)車。從構(gòu)造上來看，F(xiàn)12發(fā)動機(jī)并非真正水平對臥的boxer engine，因?yàn)樗笥移變?nèi)的曲柄銷是共通的，故應(yīng)屬V型、夾角180度的發(fā)動機(jī)。

在一級方程式賽車的歷史中，F(xiàn)12發(fā)動機(jī)活躍于1960年代中期。1964年和1965年是F1賽制規(guī)定使用1.5L動力的最后兩年，法拉利車隊(duì)的法拉利512 F1選擇使用后置布局的水平對臥十二缸發(fā)動機(jī)，最大馬力220bhp / 12,000rpm。直到1966年賽制修改排氣量成3.0L，該車隊(duì)的法拉利312才改成傳統(tǒng)的V型十二缸發(fā)動機(jī)。1969年公開的保時捷917采用一具氣冷式水平對臥十二缸發(fā)動機(jī)，此具發(fā)動機(jī)乃自該車廠的水平對臥八缸發(fā)動機(jī)改造而來，使用與保時捷908相同的活塞零件，但曲軸沿用V型十二缸發(fā)動機(jī)。當(dāng)時這具水平對臥十二缸發(fā)動機(jī)活躍于眾多耐力錦標(biāo)賽，以致于可能影響到法拉利對F1發(fā)動機(jī)的開發(fā)工作。當(dāng)時法拉利車隊(duì)的法拉利512雖然以V型十二缸發(fā)動機(jī)為動力來源，可是一直與保時捷917纏斗，嘗盡苦頭。1970年法拉利車隊(duì)以搭載3.0L水冷式水平對臥十二缸發(fā)動機(jī)的法拉利312B投入一級方程式賽車的比賽，直到1980年的法拉利312T5為止，水平對臥十二缸發(fā)動機(jī)屢屢奪冠。法拉利也將水平對臥十二缸發(fā)動機(jī)應(yīng)用到市售量產(chǎn)車上，包括1973年發(fā)售的法拉利Berlinetta Boxer和1984年的法拉利Testarossa。以前水平對臥發(fā)動機(jī)經(jīng)常被應(yīng)用在一級方程式賽車、世界耐力錦標(biāo)賽等賽事中，不過自1970年代后半期許多冠軍隊(duì)伍開始重視氣流通過車身的下壓力，盡可能增加車輛的貼地性。扁平的水平對臥發(fā)動機(jī)造成底盤底部面積加大，妨礙貼地效果的氣流通過，所以水平對臥發(fā)動機(jī)的身影逐漸在賽場上消失。

這件事影響到愛快羅密歐的卡羅·基帝（Carlo Chiti），他率領(lǐng)該公司麾下競速部門Autodelta設(shè)計出愛快羅密歐33TT12，所搭載的2,995c.c.水平對臥十二缸發(fā)動機(jī)可榨出500bhp / 11,000rpm的最大馬力。1973年初次登場，兩年后愛快羅密歐車隊(duì)奪得1975年世界賽車冠軍（1975 World Sportscar Championship）。1985年卡羅·基帝創(chuàng)立現(xiàn)代發(fā)動機(jī)公司（Motori Moderni），并和日本車廠富士重工業(yè)合作，1988年開發(fā)出3,497c.c.水平對臥十二缸DOHC 60汽門SUBARU-M.M.型發(fā)動機(jī)。1990年速霸陸和意大利柯隆尼車隊(duì)（Coloni）組成速霸陸·柯隆尼車隊(duì)投入F1賽事，可惜的是六戰(zhàn)皆墨，根本未能通過F1資格預(yù)審。同一具SUBARU-M.M.型發(fā)動機(jī)也裝置在C組賽車車款A(yù)lba AR20上，企圖奪得WSPC世界運(yùn)動原型車錦標(biāo)賽選手權(quán)（World Sports Prototype-car Championship）。可惜五戰(zhàn)皆出師未捷，只得黯然消失。日本著名改裝車公司童夢原本計劃開發(fā)搭載SUBARU-M.M.型發(fā)動機(jī)的超級跑車Jiotto Caspita，卻因富士重工業(yè)參戰(zhàn)F1的成績受到頓挫，結(jié)果造成此輛超級跑車胎死腹中。雖然卡羅·基帝在1994年去世，1999年瑞典超跑制造廠科尼賽克向基帝的家屬購入4.0L水平對臥十二缸發(fā)動機(jī)的藍(lán)圖、機(jī)床等，將此具發(fā)動機(jī)制造出來后搭載于超級跑車科尼賽克CC特別版“B12S”，同時這輛車也是最后搭載基帝設(shè)計之發(fā)動機(jī)的車款。

1990年代前半葉梅賽德斯-奔馳為了參加C組賽車，打造出3.5L自然進(jìn)氣型水平對臥十二缸M291型發(fā)動機(jī)，并搭載于梅賽德斯-奔馳C291原型賽車上。該具M(jìn)291型發(fā)動機(jī)的構(gòu)造相當(dāng)獨(dú)特，將四個三汽缸大的汽缸頭及汽缸本體一體化成單體（monoblock），故內(nèi)有十二汽缸。曲軸的中間用齒輪作為出力的中央輸出機(jī)構(gòu)，汽缸頭的設(shè)計迥異于一般水平對臥發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)上方設(shè)置了排氣埠，而進(jìn)氣埠則位于汽缸頭中央的火星塞附近。本來C291的車體底部從駕駛員座艙之后有一大片氣流擴(kuò)散片（diffuser），可產(chǎn)生使車身下壓的低重心。可是構(gòu)造極為復(fù)雜的M291型發(fā)動機(jī)的性能表現(xiàn)并不穩(wěn)定，雖然號稱具有600bhp / 12,500rpm的最大馬力，卻被揶揄成“星期五600匹馬力、星期六500匹馬力，到了星期日只剩400匹馬力”。后來幾度修正問題，C291終于取得一勝。不過國際汽車聯(lián)合會和西部汽車俱樂部（Automobile Club de l'Ouest，縮寫成ACO）修改比賽規(guī)則后，同樣搭載此具發(fā)動機(jī)的后繼車款梅賽德斯-奔馳C292并未下場比賽，因此該具水平對臥十二缸發(fā)動機(jī)也功成身退。1

其他除了使用在競速賽事外，也有日本車廠將水平對臥十二缸發(fā)動機(jī)裝置在載客巴士上。豐田汽車集團(tuán)麾下日野汽車所生產(chǎn)的日野S'elega巴士，其中原廠代號RA100采用的DS120型發(fā)動機(jī)以及原廠代號RA900P采用的DS140型發(fā)動機(jī)，皆是水平對臥十二缸柴油發(fā)動機(jī)。另外應(yīng)用于火車的例子，則屬日本國有鐵道的DML30系發(fā)動機(jī)，事實(shí)上這具發(fā)動機(jī)乃V型180度發(fā)動機(jī)，也可視為水平對臥十二缸發(fā)動機(jī)。

至于軍用車輛的例子，1954年第二次世界大戰(zhàn)時英國籍機(jī)械工程師亨利·米朵斯（Henry Meadows）替巡洋艦坦克（covenanter tank）開發(fā)了水平對臥十二缸發(fā)動機(jī)。由于坦克發(fā)動機(jī)室沒有足夠的空間，本來應(yīng)裝于發(fā)動機(jī)后方的散熱器和冷卻用進(jìn)氣口卻改到車體前面，造成冷卻不足及駕駛艙內(nèi)高熱難耐。由于這個問題無法解決，除少數(shù)巡洋艦坦克被送往北非服役外，其余的皆留在英國國內(nèi)做為訓(xùn)練之用。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

段春偉 - 教授級高工 - 中國新興建設(shè)開發(fā)總公司