斯巴魯水平對置發(fā)動機(jī)詳解

1、不斷進(jìn)化 斯巴魯水平對置發(fā)動機(jī)詳解文章要點： 水平對置發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)及特點 斯巴魯曾憑借水平對置發(fā)動機(jī)屢獲殊榮，但在近年市場需求的變化中做出了妥協(xié) 柴油發(fā)動機(jī)的推出拓展了水平對置發(fā)動機(jī)的應(yīng)用     水平對置發(fā)動機(jī)憑借其獨特的結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的性能揚名四海，隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，今天的水平對置發(fā)動機(jī)更是成為了高品質(zhì)高性能發(fā)動機(jī)的代名詞。本文將為您詳細(xì)介紹斯巴魯水平對置發(fā)動機(jī)。水平對置發(fā)動機(jī)的特點：    水平對置發(fā)動機(jī)又被稱為BOXER，因為BOXER原意是拳擊手，這種汽缸分成左右兩邊，活塞作180度的對向運動，猶如拳擊手

2、出拳動作，因而得此稱呼。這種發(fā)動機(jī)的特點是汽缸和活塞平均分布在曲軸兩側(cè)，在水平方向上左右運動。較低的重心使活塞運動產(chǎn)生的橫向震動容易被支架吸收。發(fā)動機(jī)的重量占了整車重量的很大一部分，較低的發(fā)動機(jī)重心也能有效降低整車重心，使車輛行駛穩(wěn)定性更好。左右對稱布置的活塞，由于相互作用力抵消，其運動平衡性變得更好。相對于直列式發(fā)動機(jī)，在曲軸方面也取消了配重設(shè)計，曲軸重量下降，有助于轉(zhuǎn)速的提升。這種發(fā)動機(jī)非常適合在追求動力性能與操控性能的運動車型上使用。但由于較高的制造難度與成本，以及水平對置發(fā)動機(jī)較寬的缸體形狀，對于發(fā)動機(jī)艙的布局相對復(fù)雜。目前世界上只有保時捷和斯巴魯在使用這種形式的發(fā)動機(jī)。更低的發(fā)動機(jī)重

3、心，可以有效減小車輛的橫向擺動，從而提高車輛操控性能    低重心：水平對置發(fā)動機(jī)的最大優(yōu)點是重心低。由于它的汽缸為“平放”，不僅降低了汽車的重心，較小的發(fā)動機(jī)體積還能讓發(fā)動機(jī)艙設(shè)計得又扁又低，這些因素都能增強(qiáng)汽車的行駛穩(wěn)定性和運動性。    低阻力：水平對置的汽缸布局是一種對稱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，這使得發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)平順性比V型發(fā)動機(jī)更好，運行時的功率損耗也是最小，可以提供更強(qiáng)勁的輸出功率與更加經(jīng)濟(jì)的油耗。    低振動：由于活塞曲軸在左右運動時產(chǎn)生的振動互相抵消，進(jìn)而實現(xiàn)了低噪音、低

4、震動。    成本高：制造成本比較高，對潤滑及冷卻系統(tǒng)要求高。緊湊的布局導(dǎo)致維修難度也比較高。    排量受限:寬扁的外部形狀造成了發(fā)動機(jī)艙的設(shè)計難題，考慮到車身尺寸，發(fā)動機(jī)排量一般不能超過4.0升。關(guān)于水平對置發(fā)動機(jī)油耗高與偏磨的疑惑我們經(jīng)常提到斯巴魯水平對置發(fā)動機(jī)是高轉(zhuǎn)速發(fā)動機(jī)，高轉(zhuǎn)速油耗是不是也很高？    相對一般的四缸發(fā)動機(jī)來說水平對置發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的確要高于一般發(fā)動機(jī)，傳統(tǒng)的水平對置發(fā)動機(jī)的峰值扭矩輸出范圍也偏向中高轉(zhuǎn)速。四缸發(fā)動機(jī)的曲軸每旋轉(zhuǎn)180度就有一個汽缸燃燒

5、，由于一般直列發(fā)動機(jī)沖程都要大于水平對置發(fā)動機(jī)，所以就延長了噴油，點火的時間，長沖程無疑是要噴射更多的燃油，那么在進(jìn)氣歧管噴射的油越多（暫不考慮缸內(nèi)直噴車型），就會讓燃油得不到更好的霧化與在缸體內(nèi)完全燃燒。水平對置發(fā)動機(jī)的短沖程提前了噴油、點火動作的完成，汽缸內(nèi)作工次數(shù)多，相對每次做工的燃油噴射量也減少了，燃油可以得到更理想的霧化效果，燃燒更充分效率自然更高。在保證發(fā)動機(jī)動力強(qiáng)勁的同時，燃油經(jīng)濟(jì)性有很好的表現(xiàn)，也降低了尾氣排放污染。發(fā)動機(jī)的磨損比其他發(fā)動機(jī)磨損更大？    說到水平對置發(fā)動機(jī)會有很多人提到汽缸偏磨的問題。首先，人們常常認(rèn)為水平對置發(fā)動機(jī)最

6、大的敵人是地球引力造成的氣缸偏磨問題。一般發(fā)動機(jī)氣缸壁依靠的是飛濺潤滑，但對于水平對置發(fā)動機(jī)，這種潤滑方式不太理想，氣缸上半部往往機(jī)油過少，會加劇氣缸磨損，氣缸下半部分往往機(jī)油過多，會引起過度消耗，這就要求水平對置發(fā)動機(jī)必須有比其他發(fā)動機(jī)更特殊、更精密的潤滑系統(tǒng)。斯巴魯還通過采用在活塞表面鉬金屬涂層來減少摩擦阻力，強(qiáng)化活塞的耐磨性能，曲軸由高硬度的鉬鉻合金鋼鑄造而成，強(qiáng)度及耐磨性能均大大提高。水平對置發(fā)動機(jī)曲軸比直列發(fā)動機(jī)的要短，而硬度要求更高，直列機(jī)需要平衡塊，而對置發(fā)動機(jī)本身就有很好的平衡，所以質(zhì)量更輕。以上幾種設(shè)計讓水平對置發(fā)動機(jī)有了高超性能的同時耐用性也非常出色。但這一切的代價是高精度

7、制造與特殊材料造成的成本價格的提高。斯巴魯水平對置發(fā)動機(jī)的發(fā)展勇于創(chuàng)新 第一代水平對置發(fā)動機(jī)    斯巴魯?shù)暮诵募夹g(shù)水平對置發(fā)動機(jī)于1966年伴隨日本國內(nèi)首輛正式采用前置前驅(qū)(FF)系統(tǒng)的量產(chǎn)車型斯巴魯1000而誕生。在開發(fā)斯巴魯1000車型時，斯巴魯沒有采用當(dāng)時轎車一般采用的直列發(fā)動機(jī)+后輪驅(qū)動的模式，而是決心自己開創(chuàng)一條新的道路，選擇采用水冷4缸水平對置發(fā)動機(jī)。這是因為水平對置發(fā)動機(jī)+前輪驅(qū)動系統(tǒng)的配置在轎車上應(yīng)用非常合理，并有利于提高車輛的操控性能。取消的傳動軸使得車內(nèi)后排空間加大，提高了轎車的舒適性。由于當(dāng)時的車型動力較弱，后輪驅(qū)動相對前輪驅(qū)動車

8、型會造成更多的動力損耗，使得動力性能與燃油經(jīng)濟(jì)性都不理想，并且在當(dāng)時幾乎沒有任何駕駛輔助設(shè)備的后驅(qū)車型在濕滑路面的行駛穩(wěn)定性令人擔(dān)憂，設(shè)計師們打破常規(guī)，自由設(shè)想，遇到困難時他們也沒有退縮，也正是這種開發(fā)者的精神，創(chuàng)造了獨特的斯巴魯水平對置發(fā)動機(jī)。    斯巴魯最早配備量產(chǎn)車使用的是水平對置、四缸、水冷式、4沖程EA系列發(fā)動機(jī)，包括斯巴魯1000上采用的EA52發(fā)動機(jī)，1971年首代Leone車型使用的EA63型以及EA71型發(fā)動機(jī)等等。斯巴魯靈活應(yīng)用了水平對置發(fā)動機(jī)可以很容易地通過擴(kuò)大缸徑來提高排量這一特性。EA型系列發(fā)動機(jī)，在基本設(shè)計沒有大幅變更的情況

9、下，對斯巴魯早期的汽車生產(chǎn)發(fā)揮了重要作用。    1984年4月，通過對材料和加工工藝進(jìn)行改進(jìn)，縮短曲軸、改進(jìn)EA型發(fā)動機(jī)曲軸支撐構(gòu)造等方法，同時采用四氣門的雙頂置凸輪軸（DOHC）和單頂置凸輪軸（SOHC）的設(shè)計，斯巴魯完成了高剛性，高輸出功率，低震動的新型水平對置發(fā)動機(jī)的研發(fā)。出于參戰(zhàn)WRC世界汽車?yán)﹀\標(biāo)賽的需要，斯巴魯還成功設(shè)計了同級別中輸出功率最大的2.0升渦輪增壓發(fā)動機(jī)。斯巴魯持之以恒地研制新款水平對置發(fā)動機(jī)的努力終于得到回報。輝煌的年代 第二代EJ系列水平對置發(fā)動機(jī)    1989年1月，3臺安裝了第

10、二代EJ20型渦輪增壓發(fā)動機(jī)的力獅車，在美國亞利桑那州測試賽道上創(chuàng)造了新的連續(xù)行駛10萬公里，平均車速 223.345km的紀(jì)錄，充分證明了新開發(fā)的第二代EJ系列發(fā)動機(jī)的出色動力性及可靠性。這也成為斯巴魯發(fā)動機(jī)開發(fā)歷史上最重要的里程碑。第二代EJ系列發(fā)動機(jī)首先使用在力獅車型上以新型斯巴魯水平對置發(fā)動機(jī)為基礎(chǔ)，力獅和翼豹車型取得巨大的市場成功，斯巴魯汽車的高性能形象也因此樹立。在這之后，斯巴魯水平對置發(fā)動機(jī)仍不斷取得更多技術(shù)上的進(jìn)步。第二代力獅車型配備的水平對置發(fā)動機(jī)采用了雙渦輪二級增壓器，使發(fā)動機(jī)從低速到高速的各個轉(zhuǎn)速區(qū)域都能提供充沛的動力輸出。2003年5月，在日本銷售的第4代力獅的發(fā)動機(jī)采

11、用了雙渦輪增壓器和新開發(fā)的等長等爆排氣系統(tǒng)，不僅動力輸出性能得到了提高，更實現(xiàn)了操控性、燃油消耗、廢氣低排放等方面的大幅度進(jìn)化。斯巴魯公司在1996年推出了第一款SUV車型森林人，森林人的渦輪增壓車型于當(dāng)年成功地在印第安納波里斯賽道上創(chuàng)下了新的24小時連續(xù)高速行駛速度世界記錄。由此可以看出，斯巴魯一直不斷想方設(shè)法地檢驗旗下搭載斯巴魯水平對置發(fā)動機(jī)（SUBARU BOXER）的車型，使其不僅速度表現(xiàn)優(yōu)越而且值得信賴。在1995、1996和1997年，斯巴魯?shù)囊肀猈RX車型連續(xù)三年在世界拉力錦標(biāo)賽中獲得廠商杯冠軍，這也是日本汽車生產(chǎn)廠商第一次連續(xù)三年在汽車?yán)Ρ荣愔蝎@此殊榮。著名車手科林麥克雷、理

12、查德伯恩斯和皮特索爾伯格曾經(jīng)駕駛搭載2.0升EJ系列發(fā)動機(jī)的賽車分別在1995年、2001年和2003年獲得世界汽車?yán)﹀\標(biāo)賽的車手冠軍。這些成績，充分展示斯巴魯水平對置發(fā)動機(jī)的優(yōu)異性能。斯巴魯?shù)纳秩?、翼豹、力獅和傲虎車型，憑借其獨有的水平對置發(fā)動機(jī)，在過去20年內(nèi)榮獲汽車行業(yè)諸多獎項。紅頭神器，斯巴魯EJ207發(fā)動機(jī)在WRC賽場上叱咤風(fēng)云的EJ207渦輪增壓水平對置發(fā)動機(jī)，強(qiáng)大的改裝潛力更是為車迷們所狂熱追捧    1998年的9月，被車迷們奉為神器的EJ207發(fā)動機(jī)被用在第5代翼豹STi車型上，最初的EJ207是從配備于第4代翼豹STi的EJ20K

13、/E基礎(chǔ)上改進(jìn)而來，引擎內(nèi)部經(jīng)過了進(jìn)一步的強(qiáng)化，鑄鐵中缸可使其承受巨大的動力。這臺發(fā)動機(jī)從1998年到2008年，一直是STi的心臟。在這10年中，EJ207進(jìn)行了持續(xù)的改進(jìn)，讓自己日趨完美。簡單的STI三個字母就足以令斯巴魯粉絲們熱血沸騰    斯巴魯為了提高發(fā)動機(jī)的響應(yīng)性苦心研究，憑借水平對置發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速攀升速度較好的先天優(yōu)勢，再加上頂置式中冷器，讓STi擁有了采用渦輪發(fā)動機(jī)的日系性能車中較好的響應(yīng)性。不幸的是，從斯巴魯正式向內(nèi)地市場銷售STi車型開始，配備的就是最初運用于更青睞大排量引擎的北美市場的美規(guī)車型所使用的EJ257發(fā)動機(jī)，這臺引擎雖然排量較

14、大，但是在實際的耐用性、改裝潛力上都不及日規(guī)車型上所使用的EJ207發(fā)動機(jī)。在EJ207系列之后，斯巴魯開始為了得到更多用戶青睞的家用車市場以及日趨嚴(yán)格的環(huán)保規(guī)定而做出妥協(xié)。隨著銷量的提高斯巴魯也逐漸失去了一群狂熱的鐵桿車迷。第八代翼豹STI是日本市場以外最后一代使用EJ207發(fā)動機(jī)的車型國際年度最佳發(fā)動機(jī)    斯巴魯生產(chǎn)的EJ25型2.5 升雙頂置凸輪軸(DOHC) 渦輪增壓水平對置發(fā)動機(jī)曾兩次(2006 年和2008年) 榮獲“國際年度最佳發(fā)動機(jī)”稱號。經(jīng)過改進(jìn)之后，在各個轉(zhuǎn)速區(qū)域都具備了極為強(qiáng)勁的動力輸出。此外，通過使用新型雙主動氣門控制系統(tǒng)(A

15、VCS) 并重新設(shè)計改良的渦輪增壓器，尾氣排量也大為減少，接近理想水平。最大功率：195千瓦(265馬力)/5600轉(zhuǎn)，峰值扭矩為350牛米/24005200轉(zhuǎn)，這臺升功率過百匹的強(qiáng)勁心臟被裝在了力獅B4型號上。配合斯巴魯特有的智能駕駛提升系統(tǒng)，保證了迅猛的動力性能以及出色的燃油經(jīng)濟(jì)性能。在日常駕駛中，這款發(fā)動機(jī)確實做到了各方面都趨于完美，但是相對之前的2.0升渦輪增壓發(fā)動機(jī)，似乎少了一些讓人熱血沸騰的快感。轉(zhuǎn)型之作 第三代水平對置發(fā)動機(jī)    2010年斯巴魯己經(jīng)開發(fā)出第三代水平對置發(fā)動機(jī)，代號由第二代的EJ系列改為FB，新發(fā)動機(jī)將會取代己經(jīng)使用了21

16、年的第二代型號，被使用在未來的斯巴魯車型上。這次斯巴魯非常具有針對性地進(jìn)行了全新的設(shè)計，不再一如既往的追求強(qiáng)大的賬面數(shù)據(jù)，更多地考慮到發(fā)動機(jī)的平順表現(xiàn)以及經(jīng)濟(jì)性。顯然斯巴魯已經(jīng)拋棄了之前一味追求性能與駕駛快感的設(shè)計路線。這是一個嶄新的產(chǎn)品，富士重工為了生產(chǎn)這顆第三代Boxer在群馬制作所大泉工廠內(nèi)新建了專用工廠。進(jìn)排氣門夾角由原來的41度減小到27度，這一結(jié)構(gòu)同樣對燃燒室的小型化作出了貢獻(xiàn)，并且使得發(fā)動機(jī)的動力輸出更加線性和順暢    新發(fā)動機(jī)的缸徑及沖程均有調(diào)整，F(xiàn)B20和FB25的缸徑、沖程都較老款EJ系列發(fā)生了改變，2.0升機(jī)型將缸徑和沖程由EJ發(fā)

17、動機(jī)的92mm×75mm調(diào)整到84mm×90mm；2.5L機(jī)型將缸徑和沖程由EJ發(fā)動機(jī)的99.5mm×79.0mm調(diào)整到94.0mm×90.0mm，很顯然這樣設(shè)計的目的就是要改變水平對置發(fā)動機(jī)發(fā)力點偏后的輸出特性，讓高扭矩輸出區(qū)域提前，以更加適合城市使用。第三代水平對置發(fā)動機(jī)對排氣系統(tǒng)也進(jìn)行了重新設(shè)計    2.5升發(fā)動機(jī)排量從2457毫升增加到2498毫升，峰值扭矩也增加到236牛米，比現(xiàn)款發(fā)動機(jī)增加了7牛米。另外，新發(fā)動機(jī)配備正時鏈條系統(tǒng)，從而取代了舊款的正時皮帶，節(jié)約了用戶的使用成本。而2.5T發(fā)動機(jī)也有不同

18、程度的提升，最大功率為169千瓦（230馬力），最大扭矩達(dá)到330牛米。新發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性得到了10%的提升。    第三代發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣口也被重新設(shè)計，活塞和連桿變得較輕，以降低內(nèi)部摩擦，使加速行駛更為平順。FB系列發(fā)動機(jī)相比EJ系列而言，重新設(shè)計了缸蓋，將氣門的驅(qū)動方式由直打式改成了使用滾輪搖臂的方式，從而使進(jìn)排氣門夾角由原來的41度減小到27度，這一結(jié)構(gòu)同樣對燃燒室的小型化作出了貢獻(xiàn)，并且使得發(fā)動機(jī)的動力輸出更加線性和順暢。雙VVT可變氣門正時也經(jīng)過了技術(shù)升級；裝備了新的廢氣循環(huán)冷卻系統(tǒng)；并且通過科技創(chuàng)新而大幅度減少了缸內(nèi)摩擦損失，最終第三代水平對

19、置發(fā)動機(jī)在燃油經(jīng)濟(jì)性和排放指標(biāo)等方面都得到明顯改善。    顯然斯巴魯這次全新開發(fā)的FB系列發(fā)動機(jī)取悅了更多的家用消費者，平順與經(jīng)濟(jì)的設(shè)計初衷使得新款發(fā)動機(jī)更適合城市道路及未來汽車的發(fā)展趨勢，但這種設(shè)計會使水平對置發(fā)動機(jī)本身具有轉(zhuǎn)速提升快，高轉(zhuǎn)動力強(qiáng)勁的優(yōu)秀特性消失，失去了水平對置發(fā)動機(jī)應(yīng)有的優(yōu)勢，其實不難看出，近幾年斯巴魯推出的新車型也完全轉(zhuǎn)變了以往桀驁不馴的犀利風(fēng)格，更經(jīng)濟(jì)更平衡，適合家用的設(shè)計理念不能說不好，但作為一個以運動性能聞名世界的個性品牌，難免會讓一些熱愛斯巴魯?shù)能嚸愿械绞?。SI-DRIVE與柴油水平對置發(fā)動機(jī)SI-DRIVE( 斯巴魯智

20、能駕駛提升系統(tǒng))    這一系統(tǒng)能使車輛具有三種截然不同的發(fā)動機(jī)動力輸出模式。通過簡單操作SI-DRIVE 模式轉(zhuǎn)換旋鈕，駕駛者可以隨心所欲地根據(jù)路況和自己的喜好在三種不同模式中做出選擇，從而在一輛車上獲得完全不同的駕駛體驗。在市區(qū)行駛，你可以選擇行駛平穩(wěn)、節(jié)省燃油的智能模式。而行駛于高速公路或超車并線時，您可以選擇運動模式甚至超級運動模式，最大限度地發(fā)揮斯巴魯水平對置發(fā)動機(jī)的性能。    S運動模式：在這一模式下，系統(tǒng)控制發(fā)動機(jī)能夠帶來線性的加速響應(yīng)，發(fā)動機(jī)令人滿意的動力輸出能夠滿足大部分人的要求，從而保證在各種

21、道路條件下提供富有運動感和充滿樂趣的駕駛體驗。    S#超級運動模式：選用此模式時，斯巴魯水平對置發(fā)動機(jī)的性能潛力將得到全面發(fā)揮，油門響應(yīng)會快如閃電，系統(tǒng)會將腳下的每一個動作放大，使車輛進(jìn)入相對亢奮的狀態(tài)，更適合在賽道上享受激情的駕駛。    I智能模式：車輛表現(xiàn)出行駛平穩(wěn)，乘座舒適以及具有較高燃油經(jīng)濟(jì)性的特點，適合城鎮(zhèn)道路和長途旅行。在行駛中，車輛加速表現(xiàn)溫和，但仍能感覺其蘊(yùn)藏的強(qiáng)勁動力，同時擁有更出色的燃油經(jīng)濟(jì)性。水平對置柴油發(fā)動機(jī)    從2008年3月起，斯巴魯公司配備新型2升共軌噴射系統(tǒng)臥式對置氣缸發(fā)動機(jī)的Legacy力獅和Outback傲虎面世。兩升柴油發(fā)動機(jī)是斯巴魯公司自己的研發(fā)成果，足夠常規(guī)車輛使用。在行駛測試中，斯巴魯力獅2.0D中的發(fā)動機(jī)以其很好的靈活性和運行平穩(wěn)性令人折服。在全負(fù)荷和低速運行時，發(fā)動機(jī)的噪聲使得所有的競爭對手都“聞所未聞”。與其他中檔四驅(qū)車的油耗相比，力獅柴油型每百公里5.6