赵朴煜说车|神车系列特刊之荣耀讲技术(1)

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楼主 2020-05-22 15:11:43
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第一期:Impreza,Let's go!


哈喽,大家好,欢迎来到神车系列新年后的第一期,经过前十期在中国大陆上的神车们关于马自达品牌,海马品牌,东南品牌和三菱品牌的介绍,大家应该对他们旗下的车型非常熟悉的吧,但是毕竟神车系列对于车型的介绍比较多,较少技术类的介绍,一些技术类的车迷可能觉得并不是很过瘾,别着急,现在神车系列推出特刊:荣耀讲技术专题,请来我的微博和微信好友李荣耀,他的微信号是CL7H22A,微博号行动目标CL7,这期他将带我们走进日本著名汽车品牌斯巴鲁的特色技术水平对置发动机的历史以及那些搭载这款著名发动机的车型的发展。


对于无数车迷和拉力爱好者来说,Subaru这个品牌几乎等同于WRX以及它的究极版STI。这台全轮驱动、标志性的引擎盖进气口的三厢车在世界拉力锦标赛上留下了浓墨重的彩的一笔,在1995年到2003年间斯巴鲁凭借着不同型号的Impreza(翼豹)WRX STI赢下了三次世界冠军。而就像它一生的死敌——三菱Lancer Evolution一样,斯巴鲁将翼豹的成功元素复制到了民用版,推出了公路版的WRX。最为特别的是,翼豹从第一代开始到现在一直搭载的是水平对置发动机。以至于那时有一句广告词“除了你有,只有保时捷有”。


这篇文章不只说翼豹,不只说斯巴鲁,而是来重点谈谈斯巴鲁的水平对置发动机。就跟上面那句广告词一样,世界上一直坚持采用水平对置发动机的只有两个厂商,除了斯巴鲁,另外一个就是保时捷。在这个知天命的年纪,斯巴鲁水平对置究竟有过怎样的故事?目前主流的发动机形式无非就是直列和V型,而水平对置发动机在汽车界可谓是独树一帜,就像伊布在足球场上神挡杀神一般,虽然战斗力爆棚,但永远都成不了主流。究竟它有什么过人之处,能够自成体系屹立在车坛,又有什么经典的代表性车型?

水平对置发动机又被称为BOXER,原意为拳击手。这种气缸分为左右两边,活塞作180度对向运动,就好像拳击手出拳一般。这种发动机气缸和活塞平均分布在曲轴两侧,在水平方向上左右运动。由于发动机是在水平方向上进行布置,较低的重心使活塞运动产生的横向震动比较容易被支架所吸收,也有效的降低了整车的重心,使得行驶时的具有较为理想的稳定性。而左右对称布置的活塞,工作时相互作用力抵消,其运动平衡性更好。而在直列发动机上所采用的曲轴配重设计在水平对置发动机上根本不需要,曲轴的重量下降,转速的提升更快。低重心、提速快的特点使得它很适合在运动车型上使用。但是较高的制造难度与成本,结合水平对置发动机较宽的缸体形状所带来的复杂的发动机舱布局,使得这种形式的发动机没办法得到大范围使用。


说到斯巴鲁的第一款水平对置车型,就不得不提到斯巴鲁在汽车史上的另一款名车。1958年,斯巴鲁从之前胎死腹中的1500车型,开发出斯巴鲁360,以廉价实用的特点冲击了日本汽车市场,成为日本汽车小型化的先驱者。该车采用了后置后驱的布局,酷似甲壳虫的外形使得它获得了“瓢虫”的昵称。3米长的车身采用了轻巧的车架结构,能够容纳四名成年人。而采用横置设计的EK31引擎虽然为356cc的二冲程二气缸设计,但是增加了座舱的空间,简化了传动结构,降低了生产成本,取得了极高的性价比

凭借360车型,使得斯巴鲁在小型车市场上找到了生存空间。在1960年时,斯巴鲁开发出一款前置前驱并搭载了四缸水平对置发动机的原型车A-5。而三年后,斯巴鲁将A-5小型化,开发出A-4原型车,并随后投入量产。量产车型即为斯巴鲁的第一款搭载了水平对置发动机的车型——斯巴鲁1000


该车保留了A-5原型车的大部分设计元素,采用前置前驱布局,搭载四缸水平对置发动机。在该车出现前,日本汽车只存在FRRR两种驱动布局斯巴鲁1000的出现极大的冲击了日本汽车业,不仅实现了其它车厂无法实现的前置前驱布局,而且第一次将水平对置发动机实用化。由斯巴鲁1000为起点,水平对置发动机成为日后斯巴鲁的标志之一。


水平对置发动机+前轮驱动系统的配置在家用轿车上应用其实非常的合理,有利于提高车辆操控性能,并且取消的传动轴使得后排空间更大,提高了车辆的舒适性。而在那时几乎是纯机械操控,没有多少驾驶辅助设备的后驱车在湿滑路面的表现非常差,并且偏小的动力使用后轮驱动对于燃油经济性和动力性而言都是灾难性的表现。斯巴鲁打破了常规,除了创造出独特的水平对置发动机,还将前置前驱第一次引入量产车中,可谓极具前瞻性。


第一代水平对置发动机


斯巴鲁第一代水平对置发动机代号EA包括斯巴鲁1000上的EA521971年首代Leone车型的EA63EA71EA系列发动机采用水平对置的四缸四冲程布局,水冷式散热。而水平对置发动机能够很容易地通过扩大缸径来提高排量,由此在没有大幅度变更基本设计的前提下,EA系列发动机能够衍生出不同排量等级的型号,从1.0L覆盖到1.8L,对于斯巴鲁早期的汽车生产发挥了巨大的作用。而在1972年,Leone发布一年后,斯巴鲁将四轮驱动系统塞进了这台小型房车。这引起了一定的轰动,因为这是日本国内第一部四轮驱动量产房车,并且正式外销至北美洲。由于日元走跌,就算在石油危机、尾气排放标准事件等大环境下,斯巴鲁Leone仍然卖得很好。70年代中期开始,斯巴鲁慢慢将出口扩大到南美洲、大洋洲、欧洲和中东地区,年销量直接翻了一倍。

1984年,通过对材料和加工工艺进行改进,缩短曲轴和和改进曲轴支撑结构等方法,加上对于四气门DOHCSOHC的应用,斯巴鲁完成了高刚性、高输出功率、低震动的新型水平对置发动机。而且由于准备出战世界汽车拉力锦标赛,斯巴鲁还设计了同级别中输出功率最大的2.0T发动机。


第二代水平对置发动机


第二代水平对置发动机代号EJ,摒弃了第一代老旧的底置凸轮轴技术,使用了SOHCDOHC技术,每缸气门数由第一代的2个变成4个,大大改善了发动机在中高转速下的进排气效率,同时它还分为自然吸气和涡轮增压两个版本。

19891月,3台安装了EJ20涡轮增压发动机的斯巴鲁力狮在美国亚利桑那州测试赛道上创造了连续10万公里,平均车速223.345km/h的纪录,充分证明了新开发的EJ系列发动机的出色动力性及可靠性。

而在1992年,随着三菱推出Lancer Evolution后,斯巴鲁迅速做出反应,针锋相对地推出了Impreza WRX车型,小小的发动机舱里塞进了一台240马力的涡轮增压EJ20G引擎。而在两年后,斯巴鲁高性能部门推出了STI版本的翼豹,通过对发动机的强化升级,动力输出达到250马力。随着STI的逐渐进化,EJ20G也慢慢强化,最终达到了日本默认的280马力上限。每当4G63随着新一代Evo亮相而提升发动机性能后,斯巴鲁总会紧跟着强化EJ20G来与之抗衡。STIEvo是一对老冤家,而EJ20G4G63更是一对绝代双骄

1995-1997年,斯巴鲁翼豹WRX车型连续三年垄断WRC厂商冠军,这是日本厂商第一次连续三年在WRC中获得此殊荣。赛车上搭载的就是EJ20发动机。而在199520012003年斯巴鲁也分别夺得WRC车手冠军。斯巴鲁对于水平对置发动机的坚持终于得到了回报。

1998年,一代神器EJ207被用在第五代Impreza WRX STI车型上。该型发动机从第四代翼豹的EJ20K/E基础上改进而来,铸铁缸体可承受巨大的压力,引擎内部经过了进一步强化。1998-2008年,该型发动机一直是STI的心脏,红头的设计让车迷瞄一眼就热血沸腾。顶置式中冷器的加入让STI拥有日系同级车中不俗的响应速度


斯巴鲁EJ252.5升双顶置凸轮轴涡轮增压水平对置发动机曾两次获得“国际年度最佳发动机”称号(2006年和2008年),除了在每个转速区域都有强劲的动力输出外,通过使用新型双主动气门控制系统(AVCS)并重新设计改良的涡轮增压器,尾气排放也大为减少。这台升功率过百,最大马力265匹的引擎被装在力狮B4身上,配合斯巴鲁独家的智能驾驶提升系统,兼顾了出众的动力性能和出色的燃油经济性能。


第三代水平对置发动机


2010年斯巴鲁已经完成对第三代发动机F系列的开发,距离第二代EJ系列的首秀已经过去了21年。这次斯巴鲁非常有针对性的采用了全新的设计,不再一如既往的刷数据,更多的是考虑发动机的平顺表现和经济性。为此,斯巴鲁在群马大泉工厂内新建了专用工厂。新发动机重新调整了缸径和冲程,改变了水平对置发动机发力点偏后的输出特性,使高扭矩区间提前,更加适合日常生活的使用。新发动机配备了正时链条系统,取代了老款的正时皮带,节约了车主的使用成本。发动机整体采用了轻量化的材质,双VVT可变气门正时系统也经过了技术升级,装备了新的废气循环冷却系统等。这些都使得这台新一代的水平对置发动机的燃油经济性和排放指标得到了进一步的改善。

2011年,斯巴鲁在法兰克福车展上发布全新双门硬顶跑车BRZ,采用了第三代FA20水平对置发动机,排量2.0升,前置后驱的设计使得该车前后重量分布能接近理想的50:50,再加上经典的水平对置发动机使得左右重量也能达到平衡状态,该车成为广大漂移爱好者的向往。而该车的姊妹车型——丰田86,从名字上更是向丰田的经典车型Corolla AE86致敬


       很显然,这台第三代的水平对置发动机不再纯粹的追求性能,更多的是为了取悦家用车消费者,以平顺与经济为设计初衷使得搭载该发动机的车型将更加适合城市道路行驶。但是这种设计会消磨掉水平对置发动机本身转速提升快、高转动力强劲的特点。其实从近几年斯巴鲁推出的新车型,无论是有点跨界意味的XV,还是斯巴鲁小跑车BRZ,抑或是新一代的翼豹,都可以看出斯巴鲁完全转变了以往桀骜不驯的犀利风格,显得更加经济和平衡。这种适合家用的设计理念不能说不好,但作为一个之前以运动性能而闻名世界的个性品牌,难免会让某些热爱斯巴鲁的车迷感到失望。

       这是最好的时代,也是最坏的年代。无论多有情怀的车厂最后还是要无奈地面对利润、年产量、财务报表等等这些很实实在在的东西。STiEvo的绝代双骄年代一去不复返,我们也只能从资料里去回忆那段激情燃烧的岁月。无论如何,斯巴鲁一直在坚持水平对置发动机,一直在为其做能够符合当前发展潮流的改进。只希望,在现在直列、V型发动机大行其道的同时,斯巴鲁还能为我们保留那么一点世外桃源的世界。


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