直列

概念定义

直列是活塞式多缸发动机的一种气缸排列形式，多个气缸沿同一直线依次布置。名称通常结合气缸数量使用，例如直列三缸、直列四缸和直列六缸，分别简称直三、直四和直六，也常以I3、I4、I6或L3、L4、L6表示。直列与V型、水平对置和W型同属按气缸排列方式划分的发动机结构类别。

工作原理

直列布局通过活塞、连杆与曲轴把各气缸内产生的往复运动转换为曲轴旋转。不同缸数的点火间隔、连杆运动关系和平衡特性并不相同，直列仅说明排列方式，不代表发动机的振动或平顺程度。

直列四缸并非天然完全平衡的结构。发动机尺寸和功率增加时，其不平衡引起的振动也可能增大；部分较大排量的直四发动机会使用两根以曲轴两倍频率运转的平衡轴降低振动。直列六缸可利用前后镜像排列的气缸组合抵消初级振动，并通过各组三缸之间的运动关系消减次级振动，通常无需平衡轴。直列三缸相较直列四缸更容易出现抖动。

技术构成

直列发动机的核心结构包括排成一行的气缸，以及与活塞、连杆相连的曲轴。以直列六缸为例，六个气缸共用一根曲轴，1缸与6缸、2缸与5缸、3缸与4缸形成前后对称组合。气缸全部纵向排开会增加发动机总长度；直六的长度通常大于同等级的直四、V4、V6或V8，这会影响发动机舱布置。

主要形式与应用场景

直列三缸多用于较小排量发动机，也见于农业机械和摩托车。直列四缸常见于排量低于2.0升的四缸汽车内燃机，同时也用于摩托车、赛车和轻型卡车；部分大排量直四柴油机用于商用车辆。直列六缸曾用于乘用车、豪华轿车和跑车，在中重型商用车辆及工业柴油机领域也有应用。

直六具有良好的先天平衡性，但较长的曲轴和发动机本体会增加布置与生产方面的限制。直四长度较容易适应小型汽车，但在排量或输出提高后可能需要平衡轴控制振动。

技术演进

世爵汽车于1903年开始生产直列六缸发动机，到1909年已有约80家车厂采用该设计。V6普及后，直六在不少乘用车上的应用减少，但仍持续用于部分后轮驱动车型、商用车辆和工业设备。梅赛德斯-奔驰于2017年重新生产乘用车直六发动机，其EQ Boost系统把启动马达与发电机整合在发动机和变速箱之间，省去传统前端皮带传动装置，从而缩短发动机长度。马自达于2020年开始研发直列六缸发动机，后来率先应用于CX-60。