在个性越来越昂贵的年代,很多车企为了控制成本减少研发费,开始使用“相同”的技术。但汽车圈从来不缺“个性”,比如奥迪的“灯厂”、马自达的转子技术、本田的红头机等,这些“个性”的背后都融入了车企自身对汽车的理解,有的为速度,有的痴迷于技术,有的则为了销量。
虽然近年来斯巴鲁对市场越来越重视了,但它依旧是一个率真的品牌,始终坚持自己认为对的事情,作为世界上仅有的两家生产、研发水平对置发动机的厂商之一,斯巴鲁一直以来都坚持所有车型采用水平对置发动机。我们不禁好奇,这份坚持的背后,到底是为了什么?
优缺点都很明显
其实水平对置发动机并不是什么新的技术,自从1896年卡尔·本茨申请了世界上第一个关于水平对置发动机的专利后,水平对置发动机几乎伴随着整个汽车发展史。历史中也曾出现过很多搭载水平对置发动机的经典车型,例如1903年的福特Model A、第一代大众甲壳虫和保时捷356、雪铁龙经典国民车2CV、宝马600等。但目前仍在使用这种发动机布局的车企只剩下斯巴鲁和保时捷,加上摩托车的还有宝马、本田。
我们都知道V型发动机的两组气缸夹角不大于180°,当夹角变成180°完全放平后,便成为水平对置发动机,这种气缸布置的精髓在于两边气缸中左右相对的两组活塞在任何时刻的运动方向都是相反的,要么一起远离,要么一起接近,从而抵消掉活塞往复惯性力,拥有出色的平顺性和加速能力,即使是V型发动机也要甘拜下风。
此外,相比于直列式发动机,水平对置发动机在曲轴方面取消了配重设计,而且较低的发动机中心也能有效降低整车重心,提升驾驶稳定性。因此这种发动机适合在追求动力性能和操控性能的车型使用。
水平对置的布置带了这么多先天优势的同时,也带来了另外的难题。首先是重力的影响,气缸下部要承受更多的压力,而上部因为润滑剂和冷却液下滑的缘故,会造成缸体不对称摩擦而容易受损,因此相比同类发动机,水平对置发动机的设计和生产工艺要求更加严苛,制造成本更高,对润滑剂和冷却系统要求更高,紧致的布局也会增加维修难度。
此外,发动机排量受到限制。水平对置发动机一般只有四缸或者六缸,排量一般不超过4.0L,因为要提高排量就要增加气缸数,发动机的宽度就要增加,这将造成发动机舱的设计难题。显而易见,上述各种因结构而生的缺点,对车企和消费者来说都是不小的问题。因此并不是水平对置发动机性能不好,而是车企在权衡各种利弊关系后,选择投奔L/V型等其他类型发动机。
痴迷水平对置发动机50余载
当大家对水平对置发动机望而却步时,斯巴鲁眼里只看到它的好。斯巴鲁自成立以来,一直都是以性能为导向的品牌,虽然造的是民用车,但每辆斯巴鲁都有个赛车梦,所以斯巴鲁做的民用车不仅质量扎实,性能上也不断追求完美。
要赋予车型运动性,首先就要赋予他们跑车般的操控性能。但兼顾到实用性和空间性,一般车型不可能把车身高度压缩到像超跑那样低矮。于是斯巴鲁另辟蹊径,从车身重心下手。发动机的重量占整车重量很大一部分,降低发动机重心就能有效降低整车重点,因此形状宽扁的水平对置发动机成为斯巴鲁的不二之选。
1966年日本国内首辆前置前驱量产车斯巴鲁1000诞生,自此拉开斯巴鲁对水平对置发动机长达五十多年的序幕。在开发斯巴鲁1000时,斯巴鲁舍弃当时轿车一般采用的直列发动机+后驱驱动的模式,采用水冷四缸水平对置发动机+前轮驱动的模式,不仅提升车辆的操控性能,取消传动轴后使得车内后排空间加大,提升轿车的舒适性。
斯巴鲁早期使用的EA系列发动机,即第一代水平对置发动机除了采用四缸水冷、每缸2气门设计,同时分为SOHC和OHV两种。此外,工程师通过矿大缸径的方式将发动机从1.0L发展到1.8L,以满足不同车的需求。
随后,通过对材料和加工工艺的不断改进,第二代EJ系列发动机在1989年正式面世,并成为斯巴鲁发动机开发史上最重要的里程碑。工程师通过缩短曲轴和改进EA发动机曲轴支撑构造等方法,同时每缸气门由原先2个改为4个,采用DOHC和SOHC的设计,使第二代EJ系列发动机具备出色动力和可靠性;出于参战WRC的需要,斯巴鲁还设计出同级别中输出功率最高的2.0T涡轮增压发动机。斯巴鲁持之以恒地研究水平对置发动机的努力终于得到回报,在1995-1997年斯巴鲁翼豹WRX车型连续获得世界拉力锦标赛冠军,也是日本车企首次获此殊荣。
第三代FB型发动机在EJ型发动机的基本骨架上全面更新。为了顺应时代对油耗和排放的需求,FB型发动机对燃烧室结构、驱动链条、进排气等部件重新设计,使燃油经济性提升10%。此外,斯巴鲁还研发出左右对称的全时四驱系统,使水平对置发动机的优势也能得到充分发挥,从发动机到变速箱,从分动器到传动轴再到差速器,所有零部件都呈直线排列,让斯巴鲁的车型在保持家用车的实用性同时,操控特性向跑车看齐。
回到最初的问题,水平对置发动机的低重心、低震动等优势是斯巴鲁一直坚持的原因。这种坚持的背后,正是源于工程师对极致驾驶理念的追求,不但在技术上做到突破,它的个性也让不少车迷着迷。但对于一款不追求操控性能的家用车,安装高成本、高性能的发动机似乎并非明智之选,这也是众多车企“抛弃”水平对置发动机的主要原因。
从现实的层面去看,小车企的生存指导,就是开创难以模仿、独特的产品,以此吸引消费者。虽然水平对置发动机的开发成本较直列四缸要高,优缺点都很明显,但独特的结构和性能上的优势,令斯巴鲁这样一个相对小众的个性品牌在当今车坛中独树一帜。
可以说水平对置发动机已经成为每一辆斯巴鲁重要的DNA,而斯巴鲁对这项技术的贡献也是独一无二的。但在新能源的冲击下,汽车行业面临整体大变革,斯巴鲁也早已开始对电动车的布局,当电动机取代发动机的时候,斯巴鲁将用什么来定义它的驾驶性能呢?