books balance and smoothness

تميل المحركات الرباعية المتعاكسة إلى أن تكون أكثر اتزانا من أشكال المحركات رباعية الأسطوانات الأخرى. يعاني المحرك الرباعي الخطي، أكثر أشكال المحركات رباعية الأسطوانات شيوعا، من مشكلة الاتزان الثانوي الحادث بسبب أن المكابس تتحرك أسرع أثناء دوران النصف العلوي من عمود المرفق عن النصف السفلي، مما يجعل المحرك يهتز مرتين صعودا و هبوطا بدوران عمود المرفق، أي أنه يهتز 4 مرات في الدورة (لأن عمود المرفق يدور مرتين في الدورة). أصبحت هذه المشكلة أكثر سوءا مع زيادة سرعة المكبس و وزنه، الأمر الذي أثر على سعة هذه المحركات بشكل كبير. تحتوي المحركات الخطية رباعية الأسطوانات التي تزيد سعتها عن 2 لتر على أعمدة اتزان، بينما المحركات التي تزيد سعتها عن 3 لتر تكون نادرة الاستخدام في سيارات الركاب. على النقيض، تتعرض المحركات المسطحة رباعية الأسطوانات لعدم اتزان ثانوي أقل مع غياب الاهتزازات الكبيرة، التي تجعلها تدور ذهابا وإيابا حول محور عمودي. يرجع سبب هذا إلى أن الأسطوانات لا يمكن أن تكون متقابلة بشكل مباشر، لكنها يجب أن تكون متباعدة عن بعضها حتى تتمكن أذرع التوصيل من أن تكون على مسامير مرفق منفصلة، مما يجعل القوى الناتجة عن اهتزاز المكابس بعيدة عن مركز عمود المرفق.و في الغالب لا تصل الاهتزازات للدرجة التي تتطلب استخدام أعمدة اتزان.

عيب آخر للمحرك المسطح رباعي الأسطوانات المتقابلة، هو احتياجه لأنابيب عادم طويلة من أجل خلط غازات العادم الخارجة من فتحات العادم في الأسطوانات المتقابلة، لتحقيق نبضة عادم متساوية عند جميع الفتحات. في المحرك رباعي الأشواط، تُنتج كل أسطوانة نبضة عادم كل 720 درجة من دوران عمود المرفق، و تحتاج أن يلازمها نبضة أخرى في الأسطوانة الرابعة بعد 360 درجة من دوران عمود المرفق، للحصول على طرد متساوي للعادم في كل الأسطوانات، التي تكون في حاجة للتزود بالشحنة و الاحتراق.

عندما يبدأ الإشعال في محرك مسطح رباعي في الأسطوانات اليسرى و اليمنى، يكون بالترتيب التالي، يسار يسار يمين يمين أو يمين يمين يسار يسار، و يفصل بين كل اشعال (و كذلك طرد العادم) 180 درجة من دوران عمود المرفق. بعد مرتين من الإشعال سواء في الجانب الأيمن أو الأيسر للمحرك (أي بعد 360 درجة)، تكون الأسطوانة التي يحدث فيها الإشعال على الجانب الآخر من المحرك. إذا صُمم أنبوب العادم المتشعب لكي يخلط الغازات الخارجة من منفذين للعادم في مخرج واحد كما كان شائعا في التصاميم في الماضي، تُصبح الفترة الفاصلة بين كل نبضة عادم و الأخرى غير منتظمة، مما يؤثر على امتلاء الأسطوانات بشحنات متساوية و يبدأ ظهور ضجيج يُعرف باسم "ضجيج العادم" في المحركات المسطحة الرباعية القديمة.

طورت شركة سوبارو نظام عادم متساوي الأطوال و كذلك الفترة الفاصلة بين النبضات، بالإضافة لأنابيب عادم تصل الجانب الأيسر و الأيمن من المحرك من أجل بطولة العالم للراليات في عام 1990، و استخدمت هذا التصميم في إنتاج   سوبارو ليجاسي في 2003 و سوبارو فوريستر في 2005 و سوبارو إمبريزا في 2007. نتيجة لاستخدام تصميم العادم المطور، لم يعد يحدث ضجيج العادم في محركاتسوبارو المسطحة الرباعية. 

مازالت سيارة إمبريزا وركس و وركس اس تي أي يحتويان على أنابيب عادم غير متساوية الطول لتشغيل الشاحن التوربيني الموجود في زاوية غرفة المحرك، و مازالت خاصية "ضجيج العادم" متواجدة فيها. تغير هذا التصميم في وركس 2015 باستخدام شاحن توربيني موضوع بشكل مركزي، فيما احتفظت اس تي أي بنفس التصميم. على الرغم من ذلك، فإن السيارتان مشهورين لحد ما في متاجر التعديل.

توجد في المحركات المسطحة رباعية الأسطوانات رباعية الأشواط، مشكلة شائعة في كل المحركات رباعية الأسطوانات، و هي عدم تشابك أشواط القدرة. عندما يبدأ مكبس شوط قدرته كل 180 درجة من دوران عمود المرفق، و مع دوران عمود المرفق 180 درجة بعد ذلك، تنهي جميع المكابس شوط قدرتها قبل أن يبدأ المكبس التالي شوط قدرته. ينتج عن ذلك وجود فجوات بين أشواط القدرة و وصول نبضات من العزم إلى الحدافة، مما يتسبب في اهتزاز دوراني لكامل المحرك حول محور عمود المرفق. على نقيض ذلك، في المحركات التي تحتوي على أسطوانات أكثر من 4، تتشابك أشواط القدرة و يبدأ المكبس التالي شوط قدرته قبل أن ينتهي المكبس السابق من شوط القدرة، مما يجعل توصيل القدرة الناتجة لعمود المرفق أكثر سلاسة.

كنتيجة لتكاليف التصنيع المرتفعة للمحركات المسطحة الرباعية مقارنة بالمحركات الخطية الرباعية، يختار معظم المصنعون المحركات الخطية الرباعية للطرازات الاقتصادية، و يستخدموا محركات خطية خماسية  الأسطوانات  و محركات على شكل v سداسية الأسطوانات للطرازات التي تتطلب قدرة أكثر. لا تخلو هذه المحركات من مشاكل عدم الاتزان، لكن باستخدام وسائل التصميم بمساعدة الحاسوب الحديثة، يمكن التغلب على هذه المشاكل باستخدام تشكيلة من تصاميم عمود المرفق المعقد و عمود الاتزان و ركيزة المحرك. تفضل الشركات المصنعة للسيارات الفارهة استخدام محركات خطية سداسية و محركات مسطحة سداسية و محركات على شكل v ثمانية، لأن هذه التصاميم أكثر سلاسة من المحركات المسطحة الرباعية، خصوصا عند السعات الكبيرة.