交叉平面或交叉平面是用于活塞發動機的曲軸設計，曲柄行程之間具有90°角（曲柄旋轉相位）。交叉平面曲軸是V8公路??車中最常用的配置。除了已經提到的V8，使用這種90°活塞相位的其他配置示例包括直列2、直列4、V2和V4發動機。交叉平面曲軸可以與許多其他氣缸配置一起使用，但下面描述的優點和缺點可能不適用于其中的任何一個或全部，必須根據具體情況進行考慮。

用于90°V8發動機的最常見的交叉平面曲軸有四個曲柄銷，每個曲柄銷為相對的氣缸列上的兩個氣缸提供服務，與相鄰的曲柄銷成90°偏移。四個曲柄銷中的xxx個和最后一個與第二個和第三個曲柄銷相互成180°，每對相互成90°，因此從末端看曲軸形成一個十字形。因此，曲柄銷位于以90°交叉的兩個平面中，因此稱為交叉平面。在八行程設計的情況下，交叉平面V8曲軸可能有多達九個主軸承，并且通常有五個軸承支持四個行程，每個都有一個共享的曲柄銷。交叉平面設計于1915年首次提出，由凱迪拉克和Peerless開發，他們在引入交叉平面設計之前都生產了平面V8。凱迪拉克于1923年推出了xxx款交叉飛機，1924年Peerless緊隨其后。

交叉平面V8的開發旨在產生比平面設計更平穩的發動機。由于兩個活塞排中的四個活塞在同一平面上同時停止和啟動，因此平面設計固有的二階力會疊加并在大排量發動機中變得明顯。交叉平面發動機的每一排都有四個不同的活塞相位，它們完全抵消了二階自由力，由于制造過程中部件質量的變化而只留下輕微的振動。然而，末端和中間曲柄行程的180°布置確實會導致主要（曲柄速度）搖擺副，在90°V的情況下，可以通過適當地加重曲軸來抵消，就像V-Twin一樣。其他V角通常需要平衡軸來保持平穩。由于每個曲柄上的配重很重，大多數交叉平面V8的曲軸都很重，這意味著它們通常不像平面對應的那樣自由旋轉。早期的克萊斯勒HemiV8有很重的配重，但中央主軸承兩側的中間兩個位置（5個主軸承中的第3個）沒有任何配重。因為這些位置靠近發動機中心，它們對抵抗任何搖擺運動的貢獻較小-因此使用外部平衡重（例如在曲柄鼻輪中），這需要較少的額外質量來獲得相同的平衡效果。不幸的是，每排的不均勻點火（見下文）以及90°活塞相位本身確實會導致曲軸的扭轉，這可能是顯而易見的-正是由于這個原因，交叉平面V8已調整安裝在它們上的質量阻尼器，通常在曲軸的自由端。CoventryClimax發現足夠短沖程的平面發動機在更高的轉速下更平穩、更強大，這可能部分是由于相對沒有這些扭轉振動，并在1963年用他們的Mk.IIIFWMV切換到這種設計。BRM制造了大約在同一時間進行了相同的轉換，這延續到了他們1964年的P261F1賽車中。

四沖程交叉平面V8發動機甚至具有90度的點火間隔，但每個氣缸列內的點火模式不均勻。左排和右排的點火順序通常為LRLLRLRR或RLRRLRLL，每個“L”或“R”點火由90°曲柄旋轉分開，總共720°進行8次點火。通過計算每個“L”或“R”右側的四個字符（4x90°=360°）可以看出，以360°相位差點火（并因此排氣）的氣缸位于相對的排中交叉平面V8。每排的實際間隔為180-90-180-270曲軸度數，根據發動機的不同順序不同，而且通常每排的順序不同。確切的組合取決于曲軸的旋向性、旋轉方向以及360°對中的哪一個按順序首先被點燃。

交叉平面V8的特征性氣泡來自排氣歧管設計，該設計通常將每排四個氣缸上的所有四個排氣口合并到一個出口中，以方便使用。這突出了上面概述的模式，有時被描述為土豆-土豆，模仿交替的連續間隔和更長的間隙。發動機的特定點火順序和排氣配置可能會導致細微的變化，這些變化可能會或可能不會引起發燒友的注意。通過對排氣脈沖進行仔細分組，其他聲音是可能的，但包裝（空間）要求通常使這在公路機器中不可行。

回想一下，即使點火對布置在相對的排中，所以需要長等長的排氣管來合并這些對并實現均勻的掃氣。在1960年代初期，這種用于交叉平面V8的調諧排氣裝置的最早示例之一是安裝在1.5升考文垂ClimaxFWMVMk.I和Mk.II發動機上——眾所周知，這些發動機會妨礙發動機本身的維修，然而。許多賽車交叉平面V8發動機（如用于Indy賽車的福特4.2LDOHCV8）在V角內側有排氣口，以縮短這些排氣管長度，并且更容易實現合并而不會導致包裝問題。福特GT40使基于量產的V8概念車以精心布置的長排氣管（綽號為BundleofSnake）而聞名。此類系統有時也稱為180度集管，參考在每個分支中收集的180度間隔，類似于平面V8。在此之前，有時會使用直的單個煙囪管或縮放管（例如BRM）來避免不均勻的排氣脈沖干擾對掃氣的負面影響，但代價是無法從合并的積極提取效果中受益，如上所述。甚至在之后的許多情況下，性能缺陷都被接受，為方便起見，每家銀行都采用了普通的4合1系統。一些差距可以通過以性能為導向的4合2合1或Tri-Y排氣來彌補，例如用于NASCAR和V8超級跑車的排氣。

與V8不同，直列四缸發動機中的交叉平面布置會導致點火模式分布不均勻，因此其使用往往僅限于極高轉速的發動機。在這樣的發動機中，較少二次不平衡的優點超過了不規則點火間隔的缺點。這種設計沒有將活塞以90°布置在單獨的排中，因此需要平衡軸來抵消由往復質量和旋轉質量上的平面不平衡引起的搖擺振動缺點。有關詳細信息，請參閱發動機平衡文章。

2009款雅馬哈YZF-R1摩托車使用交叉平面曲軸，采用曲柄速度平衡軸來抵消上述固有的搖擺振動（初級搖擺偶）。這是受到Yamaha的M1MotoGP賽車模型的啟發，該模型至今仍在使用交叉曲柄，因為它們在這些發動機所見的極高轉速下具有顯著的慣性扭矩優勢。雅馬哈聲稱金屬鍛造技術的進步使其成為一款實用的量產運動自行車。

所謂的Fath-Kuhn直列四缸發動機，自1968年起由私人URS賽車隊用于在摩托車和邊車比賽中取得相對成功，也是一種交叉飛機類型。它與通常在V8或實際上在上述Yamaha中使用的配置不同，其中兩個投擲被交換-即投擲可以被描述為xxx角度為0、90、180和270度，與更常見的0、90、270、180相比。這導致初級搖擺偶數略有減少，但會引入數量級低得多的高階偶數。選擇不同的布局主要是為了減少由于活塞加速（啟動-停止運動）而產生的曲柄行程間隔90°所固有的慣性扭轉的影響，因為該發動機是為了高轉速和慣性力規模發動機轉速的平方。扭力的減少是通過將曲柄分成兩個獨立的部分來實現的，這些部分從它們各自的中點通過一個副軸齒輪傳動在一起，從該副軸將動力傳遞到變速箱。曲柄內的這種慣性扭轉很可能是雅馬哈引用曲柄鍛造改進作為交叉平面曲柄在公路自行車中可行的原因的原因。在V8中這不是一個問題，因為每次投擲都由已經偏移90°的兩個活塞共享。

四沖程四缸發動機中使用的交叉平面曲軸會導致點火不均勻，因為在這種發動機中點火事件的自然分離是(720°/4=)180°（因此180°平面曲柄很受歡迎））。CrossplaneR1和URS發動機的點火間隔（點火事件之間的間隔）為90-180-270-180（曲柄度），但其他間隔也是可能的，包括所謂的大爆炸點火順序。不均勻的發聲是這種配置發出獨特聲音的原因，它表面上是270-450（90°V-Twin）、180-540（180°直雙）和90-630（雙絞V-Twin）的組合)間隔，感知上的主要間隔是270°間隔。90°間距分離將使交叉平面曲柄成為二沖程直列四缸發動機的自然選擇，當增加的搖擺振動與曲柄速度平衡軸相抵消時，提供均勻間隔點火和較少二次振動的優點。

直列雙缸摩托車發動機（又名平行雙缸和垂直雙缸）在歷史上分為兩種類型，它們都不是橫切面的：360°曲柄，其活塞串聯移動，或180°曲柄，活塞反向移動。從EdwardTurner的TriumphSpeedTwin開始，大多數經典的英式4沖程跑車（Triumph、BSA、Norton、RoyalEnfield等）都使用360°曲柄；但在1960年代，本田為其OHC4沖程平行雙胞胎采用了180°曲柄，例如450ccBlackBomber和CB500T。在小排量自行車上，沒有平衡軸的搖擺車是可以接受的，特別是與同樣沒有平衡軸的類似尺寸的360°雙胞胎相比。400ccDream/HawkCB250/400T取代了4缸CB400F，為了獲得更平穩的運行，它有一個帶有平衡軸的360°雙胞胎-360°曲柄的均勻點火明顯比不均勻的180°曲柄更平滑。1995年，雅馬哈在其TRX850上安裝了270°曲軸，并在1996年在TDM850MK2上安裝了一個平衡軸，以抵消由此產生的自由力和搖擺力偶的組合。270°曲柄比360°曲柄具有更小的自由力（但比180°曲柄大得多），并且比180°曲柄具有更小的搖擺力偶（360°曲柄沒有這種力偶）。雖然點火與90°V-Twin一樣不均勻，但270°曲柄并不像180°那樣不均勻。270°配置代表了一種成功的折衷方案，并已被本田的NC700和2016年非洲雙胞胎、欣克利凱旋的Scrambler和雷鳥巡洋艦、雅馬哈的MT-07/FZ-07和許多其他車型采用。一些定制工程師已將英國和雅馬哈XS650平行雙缸摩托車改裝成277°發動機，接近交叉平面曲軸（又稱偏置曲軸或重新定相曲軸），并成功減少了庫存360°垂直雙缸的振動。這種改進的發動機沒有額外的平衡系統，但它們可以有更輕的飛輪，因為活塞不會同時靜止，所以旋轉動量不需要儲存太多來補償，它只是在活塞之間直接傳遞（通過曲軸）。這似乎是受到菲爾歐文早期作品的啟發。這與雅馬哈的交叉平面四缸發動機的原理相似，額外的兩個氣缸在其沖程的上半部分和下半部分解釋了活塞運動的非對稱性，從而更大程度地減少了因行程變化引起的慣性扭矩。轉動動量。在2沖程平行雙缸發動機上，幾乎普遍采用180°曲柄配置，每轉提供兩個動力沖程。