其中,由活塞上下运动所产生的一阶振动其实是很容易解决的。因为当一个活塞向下运动时,只需有另外一个活塞进行反方向的向上运动,便可以将这两个活塞运动时所产生的震动相抵消。由此也可以得出,只要发动机的缸数为双数,且活塞互相呈相反方向运动,便可以有效避免一阶振动的影响。
不过,由曲轴产生的二阶振动就比较难以避免了。二阶震动之所以会产生,是因为发动机使用的活塞曲轴连杆结构,天生就具有一个特性,即曲轴每个阶段所旋转的角度,与活塞上下运动的距离,并不是时刻等比例的。简单来说就是,在一个冲程内,曲轴进行180°旋转的过程中,前90°旋转所对应的活塞上下移动距离,与后90°旋转所对应的活塞上下移动距离,并不相等。
其中,根据物理学原理,活塞在缸体上半部分的运动速度,是要明显快于活塞在下半部分缸体的运动速度的。所以在实际中,曲轴(上图蓝色部件)从任何一个冲程的起始位置,比如吸气、做功冲程的12点位置(如上图左侧12:00位置),曲轴经过90°旋转运行到3点位置;或是压缩、排气冲程起始的6点,经过曲轴90°旋转运行到9点位置,活塞都会处于缸体更靠下的位置。而正是这种活塞上下运转时,加速度的不对称性,最终引发了发动机的二阶震动。
所以,要想彻底杜绝二阶震动,就需要像三缸发动机一样,将每个缸的做功间隔定为曲轴连杆旋转120°(如上图“1缸缸内视角”中蓝色柱形代表的3个缸的曲轴连杆的相对位置)。当发动机运转,1号缸的曲轴连杆在经历从上图12点钟位置到4点半位置的过程中(上图左侧绿色扇形),活塞会同期经历一个从顶点开始向下运动至气缸下半部的过程(如上图右侧“1缸整体视角”所示)。那根据我们上面所说的,活塞在气缸上半部运行较快的定律,所以此时活塞在气缸内的运动速度将呈现出一个从快到慢的趋势。