محرك رباعي الأسطوانات مسطح

تؤدي القوى المتساوية والمتعاكسة المتولدة في محرك البوكسر رباعي الأسطوانات إلى توازن ثانوي مثالي (على عكس القوى الرأسية غير المتوازنة التي تنتجها محركات الأسطوانات الخطية رباعية الأسطوانات). ولذلك، تُعد محركات البوكسر رباعية الأسطوانات أنسب للإزاحات التي تزيد عن 2.0 لتر (122 بوصة مكعبة) ، لأنها لا تتطلب أعمدة توازن لتقليل الاهتزاز الثانوي.   

في محرك البوكسر، ينزاح كل أسطوانة قليلاً عن نظيرها بسبب المسافة بين محاور عمود المرفق . يُولّد هذا الانزياح عزم تأرجح طفيف ، ^{[ 5 ] : 27} ولكن على عكس عزم التأرجح الأساسي الوحيد في محرك البوكسر ثنائي الأسطوانات، يحتوي محرك البوكسر رباعي الأسطوانات على زوجين متقابلين من الأسطوانات، مما يؤدي إلى عزمي تأرجح أساسيين متعاكسين يلغيان بعضهما البعض. ينتج عن ذلك عزم تأرجح ثانوي لا يُحدث اهتزازًا كافيًا في النظام بحيث لا يتطلب أعمدة موازنة.

كما هو الحال في جميع محركات الاحتراق الرباعي ذات الأربع أسطوانات أو أقل، يؤدي عدم تداخل أشواط القدرة إلى توصيل عزم الدوران إلى دولاب الموازنة بشكل نابض ، مما يتسبب في اهتزاز دوراني على طول محور عمود المرفق. ^{[ 6 ]} ويمكن تقليل هذا الاهتزاز، إذا كان مفرطًا، باستخدام مخمد توافقي .

في محرك البوكسر رباعي الأسطوانات، يكون ترتيب الإشعال المعتاد هو اشتعال مجموعة الأسطوانات اليسرى واحدة تلو الأخرى، تليها مجموعة الأسطوانات اليمنى (أو العكس)، مع فاصل زمني متساوٍ بين الإشعالين يبلغ 180 درجة. تقليديًا، كان يتم دمج عادم الأسطوانتين في كل مجموعة، مما ينتج عنه نبضات عادم غير منتظمة تُصدر صوتًا مميزًا يُعرف باسم "هدير محرك البوكسر رباعي الأسطوانات".

أما تصميم العادم الشائع الآخر (كما هو مستخدم في سيارات سوبارو منذ منتصف العقد الأول من الألفية الثانية) فهو ربط الأسطوانات بفارق زمني قدره 360 درجة بين توقيتات الاحتراق، وذلك لتحسين نبضات العادم . ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} يتطلب هذا التصميم مشعبات عادم طويلة لربط الأسطوانات على الضفتين المتقابلتين، وينتج عنه صوت عادم أقل تميزًا.

في عام 1900، أنتجت شركة بنز وشركاؤه أول محرك رباعي الأسطوانات مسطح ، استناداً إلى محرك بنز ثنائي الأسطوانات المسطح "المتقابل" الذي طُوّر عام 1897. استُخدم هذا المحرك في سيارات سباق بنز، وكان يُنتج 20 حصاناً (15 كيلوواط) ، بسعة 5.4 لتر (330 بوصة مكعبة ) ، وقد صممه جورج ديل.     

أصدرت شركة ويلسون-بيلشر اللندنية أول سيارة لها عام 1901، والتي كانت تعمل بمحرك رباعي الأسطوانات مسطح. كان هذا المحرك مثبتًا طوليًا في هيكل السيارة، ومبردًا بالماء، ويولد قوة 9 أحصنة (7 كيلوواط) ، وسعته 2.4 لتر (146 بوصة مكعبة) . وبشكل غير مألوف في ذلك الوقت، كان قطر الأسطوانة وشوط المكبس متساويين، حيث بلغ كل منهما 95 ملم (3.7 بوصة) .       

في عام 1902، زُوِّدت سيارة بافوم بمحركات رباعية الأسطوانات متقابلة بقوة 16 حصانًا. أنتج هربرت هـ. بافوم سيارة أمريكية تحمل اسم بافوم في أبينغتون، ماساتشوستس، من عام 1903 إلى عام 1907. ^{[ 10 ]}

بعد أن أنتجت شركة تاترا التشيكية سابقًا محركات ثنائية الأسطوانات، كان طراز تاترا 30 لعام 1926 أول طراز يعمل بمحرك رباعي الأسطوانات. وقد أنتجت تاترا العديد من الطرازات المزودة بمحركات رباعية الأسطوانات خلال عشرينيات وثلاثينيات القرن العشرين.

محرك جويت جوبيتر المبرد بالماء موديل 1952

محرك بورش 550 سبايدر موديل 1955 المبرد بالهواء

كانت سيارة تاترا T97 موديل 1936 رائدةً في تصميم هيكل السيارة ذي المحرك الخلفي، رباعي الأسطوانات المسطح المبرد بالهواء، والمزود بهيكل أساسي (وهو التصميم الذي استخدمته لاحقًا سيارة فولكس فاجن بيتل ). وفي الوقت نفسه، وإن كان غير مرتبط بهما، ظهرت سيارة شتاير 50 ​​النمساوية، المزودة بمحرك بوكسر رباعي الأسطوانات أمامي ونظام دفع خلفي. وفي عام 1936 أيضًا، وسّعت شركة جويت الإنجليزية نطاق طرازاتها من المحركات ثنائية الأسطوانات المسطحة لتشمل أيضًا المحركات رباعية الأسطوانات المسطحة. واستمر إنتاج محركات جويت رباعية الأسطوانات المسطحة حتى عام 1954، عندما توقف إنتاج طرازي جويت جافلين الصالون وجويت جوبيتر الرياضي.

يُعدّ محرك فولكس فاجن ذو الأربع أسطوانات المسطحة الأطول عمراً في الإنتاج ، حيث استمر إنتاجه من عام 1938 حتى عام 2006، واشتهر استخدامه في سيارتي فولكس فاجن بيتل (1938-2003) وفولكس فاجن ترانسبورتر (1950-1983) ذواتي المحرك الخلفي . ^{[ 11 ]} صُمّم هذا المحرك ذو التبريد الهوائي من قِبل شركة بورش، واستُخدم أيضاً في سيارات بورش 356 (1948-1965 )، وبورش 550 (1953-1956)، وبورش 912 (1965-1969) ، وبورش 914 (1969-1976 ). وفي عام 1984، وللامتثال لأنظمة انبعاثات العادم، طُرحت نسخة مُبرّدة بالماء تُعرف باسم محرك فولكس فاجن واسربوكسر في سيارة فولكس فاجن ترانسبورتر (T3).

خلال الستينيات والسبعينيات، أنتجت العديد من الشركات المصنعة محركات رباعية الأسطوانات مسطحة بما في ذلك محرك سيتروين رباعي الأسطوانات المسطح المبرد بالهواء، ومحرك ألفا روميو رباعي الأسطوانات المسطح المبرد بالماء ، ومحرك لانشيا رباعي الأسطوانات المسطح المبرد بالماء، ومحرك سوبارو EA المبرد بالماء .

كان هناك محركان مهمان تم تصميمهما خلال هذه الفترة، لكنهما لم يريا النور في الإنتاج التسلسلي، وهما محرك موريس ذو الصمامات الجانبية سعة 800 سم مكعب من تصميم أليك إيسيجونيس في عام 1947 والذي كان مخصصًا في الأصل لسيارة موريس مينور، ومحرك فيرجسون ذو عمود الكامات العلوي المفرد سعة 2.2 لتر من تصميم كلود هيل في عام 1966 كجزء من مشروع أبحاث المركبات R5.

بحلول عام 2000، استبدلت معظم الشركات المصنعة محركات الأسطوانات المسطحة بمحركات الأسطوانات المتتالية. وتُعدّ سوبارو استثناءً بارزًا، حيث يتوفر محرك سوبارو EJ المبرد بالماء بشاحن توربيني في سيارة سوبارو WRX الرياضية ونظيرتها في بطولة العالم للراليات . وكان اعتماد سوبارو لنظام الدفع الرباعي عاملاً في الإبقاء على محرك الأسطوانات المسطحة، نظرًا لأن طوله الأقصر يُسهّل تركيب مكونات نظام الدفع الرباعي في هيكل السيارة. ^{[ 12 ]} ورغم أن محرك الأسطوانات المسطحة أغلى من محرك الأسطوانات المتتالية، إلا أنه يُتيح لسوبارو تصنيع سيارة بنظام دفع رباعي بتكلفة إضافية بسيطة مقارنةً بنظام الدفع الثنائي. ^{[ 12 ]}

في عام 2012، استُخدمت نسخة ذات سحب طبيعي من محرك سوبارو FA في سيارة تويوتا 86 (المعروفة أيضًا باسم "سوبارو BRZ" و"سايون FR-S") الرياضية ذات الدفع الخلفي. ^{[ 13 ]} هذا المحرك مُبرّد بالماء، ويحتوي على نظام حقن مباشر للبنزين ، ويُنتج 147 كيلوواط (197 حصانًا) بسعة 2.0 لتر (122 بوصة مكعبة) .     

في عام 2016، قامت سيارتا بورش بوكستر/كايمان (982) الرياضيتان ذواتا المحرك الوسطي بتقليص حجم محركهما من محرك سداسي الأسطوانات مسطح ذي سحب طبيعي إلى محرك رباعي الأسطوانات مسطح مزود بشاحن توربيني، وهو أول محرك رباعي الأسطوانات مسطح من بورش منذ منتصف سبعينيات القرن الماضي. يُنتج هذا المحرك بسعات تتراوح بين 2.0 و2.5 لتر (122-153 بوصة مكعبة) ويولد قوة تصل إلى 365 حصانًا (272 كيلوواط) . ^{[ 14 ]} انتقد العديد من المراجعين صوت محرك بوكستر/كايمان غير الملهم. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}     

في عام 2025، كشفت شركة BYD Auto الصينية لصناعة السيارات عن أول محرك رباعي الأسطوانات مسطح في سيارتها السيدان الفاخرة Yangwang U7 ، مُعلنةً بذلك إحياءً عصريًا لتصميم محرك البوكسر. جمع هذا المحرك المبرد بالماء والمزود بشاحن توربيني بين تقنية الحقن المباشر والتقنية الهجينة، مُولِّدًا قوة 268 حصانًا (200 كيلوواط) مع الحفاظ على تصميم صغير الحجم مثالي لنظام الدفع الرباعي في السيارة. استُلهم تصميم المحرك من وحدات بورشه رباعية الأسطوانات المسطحة المزودة بشاحن توربيني، مُبرزًا سعي BYD نحو تطوير أنظمة توليد الطاقة عالية الأداء إلى جانب مجموعتها من السيارات الكهربائية. ^{[ 18 ] [ 19 ]}