50 多年來,斯巴魯汽車一直使用水平對置發動機,左右活塞交替水平運行。世界上隻有斯巴魯和保時捷在少數汽車發動機中采用的水平對置發動機是什麼原因?
斯巴魯汽車在國内的銷量并不是很好,但是,有很多人這樣形容“一日斯巴魯,終身斯巴魯”。斯巴魯汽車引擎不僅非常優秀,而且四驅技術也是一流的。另外,結合鍊條式CVT變速箱,在燃油經濟性與駕駛性能方面取得了很好的平衡。
但是,就拿賣得比較多的“森林人”這款車來說似乎不适合中國市場。主要原因是整車進口,導緻售價較高;引擎成本占比較大;空間緊湊等。相比中國市場大部分人喜歡的空間大、配置高、外觀漂亮等這些汽車特征,“森林人”所擁有的優勢卻正好相反。
目前銷售的斯巴魯森林人是在2021年11月份發布的,搭載的依然是水平對置引擎,不過,排量有所下降,将2.0L引擎取代了老款的2.5L引擎。可以看出,即使是全球汽車制造商都在加速向電動汽車轉型的時代下,斯巴魯依然将該引擎看得很重要。
水平對置發動機通過消除對置活塞之間的振動而獲得良好的旋轉平衡,并且通過将氣缸橫向放置,可以縮短上下和前後方向,從而易于降低重心和緊湊性。因此,轉動平穩,在高轉速範圍内振動小,無需平衡器。此外,發動機低重心設計對汽車的機動性有很大的影響。由于這一因素與汽車的運動性和高運動性能直接相關,因此得到了很多用戶的大力支持。
然而,雖然有許多物理優點,但也有許多缺點。首先,由于它需要兩個氣缸蓋,因此零件數量更多,成本也更高。因此,如果将其安裝在低價汽車上,除非在發動機以外的地方取得利潤或降低成本,否則将無法在價格方面保持競争力。
另外,水平對置式發動機具有上下前後方向較短但橫向較長的結構,因此該特性成為汽車安裝發動機的主要障礙。當安裝在車身尺寸受到限制的車身上時,進氣和排氣系統部件等輔助設備的布置變得困難,這增加了設計難度。尤其是安裝在汽車總寬度為 1700 mm 以下的車上時,由于發動機室的橫向沒有空間,因此很難處理排氣。在EJ20渦輪中,渦輪被擡高到發動機的右側并放置,排氣管不得不加長。另外,還存在三元催化的熱量問題。
由于難以橫向擴展的特性,有各種限制,傾向于短行程/大口徑。短沖程/大缸徑發動機便于轉高轉速并産生高輸出,但大缸徑燃燒室的尺寸和形狀基本難以降低油耗。EJ20 發動機最終退役,因為它已經變得難以燃燒以達到未來所需的燃油效率水平。由于短沖程不适合産生低速扭矩,因此它是難以制造出中低速扭矩大、油耗低的發動機的一個因素。新一代FA/FB發動機通過對連杆和活塞的形狀進行設計,實現了較長的沖程。
雖然水平對置發動機的特性非常适合安裝在跑車上,但有許多因素使其不适用于省油的多功能車,并且成本往往很高。這也正是斯巴魯以外的廠商沒有新采用水平對置發動機的原因,這種發動機在理論上有很多優秀的因素。即使在追求真正運動性能的保時捷中,911和Boxster繼續采用水平對置,而其他車型則采用V型。這很大程度上是由于上述原因。
斯巴魯前身公司是一家名為 Nakajima Aircraft 的飛機制造商,因此堅持使用水平對置發動機的原因之一是它有制造活塞相對運行的徑向發動機的曆史,例如飛機發動機“Sakae” 。
斯巴魯在第一代翼豹的開發概念階段也曾考慮過搭載直列4缸,甚至還做出了在測試中成績不錯的原型車,但最終還是采用了水平對置發動機。
曾在發動機設計部門擔任過主考官的野村拓士先生說:“因為我們是一家追求汽車“樂趣”的制造商,除此之外,司機感覺“好玩”和“感覺好”的元素絕對少不了。當然,它是一個優秀的運動工具是一個大前提,由于我們對理想汽車的追求,我們仍然到達了水平對置發動機。”
斯巴魯的工程師發現解決其他公司已經放棄并克服的問題是值得的,因為他們發現水平對置發動機通過彌補其弱點而更具吸引力。許多斯巴魯車迷被水平對置發動機本身所吸引,也被這些斯巴魯工程師在選擇斯巴魯汽車時的想法和願望所吸引。
不過,在電動汽車普及的大環境下,燃油車将舉步艱難。但是,搭載水平對置引擎的斯巴魯汽車絕對是經典之作。
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