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静默轴

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静默轴示意图

静默轴(日语)サイレントシャフト,(英文)silent shaft)乃是日本三菱汽车开发并使用在自家直列二缸英语Straight-twin engine直列四缸引擎的一种平衡轴英语Balance shaft技术,具有商标专利

概要与历史

1960年代日本社会进入高度经济成长的时期,当时三菱重工业决定将生产重心放在汽车这项产品。可是既有的生产线却与其他公司出现决定性的差异,因为他们所拥有的生产线主要制造马力较小的引擎,而非运动性能车或高级车使用的高马力六汽缸引擎。因此当时的技术人员全力活用既存的生产线,开发出附有平衡轴的引擎。

静默轴依据20世纪初期著名的工程师弗雷德里克·兰彻斯特英语Frederick W. Lanchester的理论而加以改良,将两根平衡轴的位置上下交错,以及让静默轴的运转速度比曲轴快两倍[1],藉以消除引擎的振动,成为抑制振动与起振运动的装置。这项技术具体来说,就是以静默轴本身产生反向振动抵消引擎振动以达到完全平衡。

这项技术最早出现在1974年12月第三代三菱Minica F4所使用的直列二缸2G21型引擎上,翌年排气量超过2,000c.c.的直列四缸4G5族引擎也依序采用。在1970年代至1980年代之间,此项技术和MCA-II成为三菱制引擎的代名词,原厂在各车款的型录上大肆宣传这两项技术[2]。静默轴技术对于后来直列四缸引擎的设计手法造成深远的影响,三菱后来允许飞雅特绅宝保时捷等公司使用其专利,应用在各家2,000c.c.以上的直列四缸引擎。此外,三菱也向当时具有业务合作关系的克莱斯勒(包含麾下之道奇普利茅斯汽车英语Plymouth (automobile))输出引擎,在北美洲市场扩大销售范围。另外三菱也有提供附有静默轴的引擎给现代汽车,所以在韩国市场也见得到其踪迹。

2005年公开发表的新型三菱4B1族引擎日语三菱・4B1型エンジン则恢复成普通的平衡轴,因为静默轴的专利就是在轴体本身挂上两根平衡轴,但新引擎的平衡轴位置与形状和原专利内容不同,故严格说来并不属于静默轴。再者,在静默轴问世之前,各家车厂便已针对平衡轴进行研究发展,于是试图改变平衡轴的位置与形状以避免抵触三菱专利。无法回避三菱专利的部分,则透过个别协商谈判来解决。譬如绅宝B234型英语Saab H engine引擎配置了和平衡轴不同的轴,保时捷则是以自家的联合传动器英语Transaxle技术和三菱进行交换授权协议英语Cross-licensing等。至于日本国内采用类似技术的,在直列二缸方面有富士重工业EK23型大发工业大发AB族引擎日语ダイハツ・AB型エンジン;直列三缸方面有速霸陆EF族引擎;直列四缸方面则有马自达L3-DE型本田技研工业F22A型日产汽车QR25DE型日语日産・QRエンジン丰田汽车丰田AZ族引擎日语トヨタ・AZエンジン等。

优点

这项技术使得小型车行驶起来也能拥有如同高级车般的静肃性;和六汽缸引擎相比,热效率较高故比较省油,较少的零件亦能节省成本。

缺点

由于静默轴从曲轴透过正时皮带或正时链条接收驱动力而旋转,确实会产生马力的损耗,这也是所有平衡轴的缺点。此外,因为以曲轴2倍的速度旋转,转速过高时也极有可能烧坏。所以在运动赛事中也有人去除静默轴,以避免马力损耗及金属轴承烧焦的问题[3]

内部链接

外部链接

参考资料

  1. ^ 参看(日语)Webモーターマガジン:【昭和の名车134】三菱ギャランシグマはラグジュアリー性を打ち出した新时代のクルマ页面存档备份,存于互联网档案馆),第四段。
  2. ^ 参看1975年度三菱Galant GTO的型录。
  3. ^ 参考(英文)《How to Build Max-Performance Mitsubishi 4g63t Engines》,Robert Bowen著,CarTech, Inc.出版,2008年12月19日,ISBN 978-1613250662