汽车源动力:图解汽车动力传动系统
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4 斯巴鲁第三代水平对置发动机

在汽车界,斯巴鲁是个另类,其水平对置发动机与全轮驱动的组合独树一帜。可以说,水平对置发动机是斯巴鲁汽车最大的招牌。

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斯巴鲁无疑是水平对置发动机最忠实的拥护者和使用者之一(另一个是保时捷)。第一代水平对置发动机始于1966年的斯巴鲁1000车型,1989年伴随着力狮的推出第二代水平对置发动机浮出水面,2010年,全新第三代斯巴鲁水平对置发动机终于千呼万唤始出来。

毫无疑问,第三代发动机并不是对前款发动机进行重新调校,而是斯巴鲁投巨资重新研发的产物。制造规格上,缸径和行程均与第二代有不小的变化(第三代84毫米×90毫米,第二代92毫米×75毫米)。此外,进气口被重新优化,活塞、连杆采用轻量化材料,新式紧凑型机油泵、缸体和缸盖分别设有单独冷却通道,这些改进令摩擦损失减少约30%,发动机燃烧效率及响应特性得到明显改善。

斯巴鲁新一代水平对置发动机均为4缸,包含2.0升和2.5升两种排量,率先搭载于新款森林人。随后,该发动机陆续应用于斯巴鲁其他车型上。为此,斯巴鲁还专门在日本修建了一座工厂,专门用于生产第三代水平对置发动机。

(1)斯巴鲁发动机的优势

在水平对置发动机内,活塞对向运动,彼此降低了冲击和振动。在加速时作用更明显,让你控制加速踏板随心所欲,在享受加速乐趣时不失舒适性。

低平的发动机很容易让动力输出保持在同一直线上(发动机曲轴旋转中心和中间传动轴),这使得斯巴鲁汽车的驾驶特性与众不同。水平相对的活塞运动抵消了大部分不必要的振动,使得整车运转更顺滑,使用寿命也相应延长。1989年1月,3台安装了EJ20型涡轮增压发动机的力狮车,在美国亚利桑那州测试赛道上创造了10万公里无故障的行驶记录。这也成为斯巴鲁发动机开发历史上最重要的里程碑。

低位和平坦的布置构架使车辆行驶更平衡和稳固。水平对置发动机还特别适合全轮驱动系统,造就全对称的车身底盘系统,使整车行驶更平顺、更舒适。1)对直列发动机。

直列发动机活塞竖直安放,并往复上下运动。这样的结构决定了直列发动机机体和重心都较高,且工作时的振动较大。通常,当代的直列发动机都采用横置安装,即与车辆中心线呈90o角,很难做到完全的平衡,进而影响整车的运动效果。至于全轮驱动,斯巴鲁发动机尽显简单、对称的优势。这点,普通的直列发动机很难做到。2)对V型发动机。

V型发动机活塞行程构成一个夹角,有60o和90o之分。相对于水平对置发动机,V型发动机运转过程中上下振动更大一些。V型发动机的重心高度介于直列发动机和水平对置发动机之间,这一点是由三种不同发动机结构形式决定的。发动机重心位置会影响到整车重心和质量分配,进而影响车辆的动态性能。这方面重心低的斯巴鲁汽车有更好的行驶平顺性和操控严谨性,动态响应理论上也相对好一些。另外,为了抵消额外的振动,有些V型发动机还要添加平衡轴等部件(按理说直列发动机更需要,但装V型发动机的往往是高档车,对振动的敏感度更强些),进一步增加了重量和体积。

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用于森林人的2.0升水平对置发动机

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2.0升涡轮增压水平对置柴油机

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水平对置发动机与全轮驱动的结合,带来非常平衡的整车布局

(2)水平对置发动机的缺陷

润滑系统与其他发动机有较大的不同,技术要求高,否则润滑油没办法良好润滑到活塞与缸壁的某些部位(润滑油因重力的原因润滑不均匀,容易造成磨损不平均)。冷却系统要求也很严格,制造成本相对较高。总的来说,水平对置发动机属于动力系统的少数派,厂家有更严格和特殊的需求,所以发动机各部分的设计和生产工艺相对更加苛刻,制造成本因此也相应升高了。

另外,水平对置发动机在汽车上纵向布置才能发挥优势,不像其他机型布置灵活,限制了使用。

最后一点就是维修不便(如V6发动机的气门都在发动机顶端,而水平对置6缸发动机的气门在两端)。

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