Subaru 不放弃 Boxer 引擎:全新一代引擎开发中,不仅有涡轮、热效率直逼50%!

根据日本媒体 Car Watch 最新报道,Subaru 已经确认正在开发新一代 Boxer 水平对向引擎,不仅会保留 Turbo 涡轮增压技术,更将挑战高达 50% 的引擎热效率,希望在提升动力表现的同时,大幅改善过去水平对向引擎油耗偏高的问题。这也意味着,即使未来电动车逐渐普及,Subaru 仍然不打算放弃传统燃油引擎!

Subaru 最近在日本举行的技术开发说明会上,公开了未来新一代汽车平台、动力系统以及电子控制架构的发展方向。其中最令人关注的,就是品牌确认正在研发全新一代 Boxer 水平对向汽油引擎,而且这次的技术目标相当大胆,那就是将热效率提升至 50%。
所谓引擎热效率,简单来说就是燃油燃烧后所产生的能量,有多少比例能够真正转换成推动汽车的机械动力。一般传统汽油引擎的热效率大约落在 30% 至 40% 左右,而近年来部分先进 Hybrid 引擎已经能够突破 40% 的水平。
因此,50% 热效率绝对不是一个容易实现的目标,尤其是对于 Subaru 一直坚持的 Boxer 水平对向引擎来说更是如此。事实上,Subaru 过去已经提出过在2030年达到45%热效率的技术目标,如今进一步挑战50%,反映出品牌对于内燃机发展依然抱有相当大的信心。
这次最让 Subaru 车迷兴奋的地方,就是新一代 Boxer 引擎不仅追求低油耗,同时还会继续采用涡轮增压技术。一般来说,汽车厂商为了提高汽油引擎的热效率,往往需要在动力输出、燃烧效率以及机械损耗之间作出取舍。不过 Subaru 的开发方向并不是单纯牺牲动力换取油耗,而是希望同时提高两者的表现。根据日本媒体报道,Subaru 工程师希望利用过去累积的 Turbo 技术与全新的燃烧设计,提高引擎在低转速区域的扭力表现,同时继续向50%的热效率目标迈进。

这意味着未来的 Subaru Boxer Turbo 引擎除了能够提供更好的燃油经济性,也希望保留涡轮引擎应有的加速反应以及驾驶乐趣。在技术展示中,Subaru 也公开了新开发的汽缸头以及涡轮增压组件。另外,品牌未来也有意研究电动涡轮技术,为引擎性能及效率带来进一步提升。
熟悉 Subaru 的朋友应该知道,Boxer 水平对向引擎与一般直列四缸引擎最大的差别,就是汽缸采用左右水平排列,而活塞则以相反方向运动。这种设计最大的优势,就是引擎本身的重心比较低,而且运转平顺性出色,因此长期以来都是 Subaru 引以为傲的技术特色。不过,这种设计同样存在先天限制。由于 Boxer 引擎的水平布局,工程师在增加活塞冲程方面面对更多空间限制。因此相较于近年来流行的长冲程引擎,水平对向引擎往往采用相对较短的冲程以及较大的缸径。
这样的设计虽然有利于高转速运转,但在低转速区域,汽缸内部的进气流速相对较低,不利于形成理想的油气混合状态,进而影响燃烧效率。为了解决这个问题,Subaru 这次大量采用 CAE(Computer-Aided Engineering)电脑辅助工程技术,利用过去累积的测试数据建立引擎模拟模型,再进一步优化进气道形状。

通过改善汽缸内部的气流运动,Subaru 已经能够让油气混合更加均匀,进一步提高燃烧效率。除此之外,工程师还利用3D燃烧模拟技术,分析汽缸内部的燃烧情况,甚至能够预测异常燃烧发生的位置与过程。这些技术的最终目的,就是在不放弃 Boxer 引擎原有结构优势的情况下,尽可能减少能源损失,让每一滴汽油都能够发挥更大的作用。

值得一提的是,Subaru 继续开发 Boxer 引擎,并不代表品牌排斥电动化技术。事实上,Subaru 目前已经推出结合 Toyota Hybrid 技术的新一代 Strong Hybrid 系统,并将这套系统与自家的 Boxer 引擎以及 Symmetrical AWD 四轮驱动技术结合。以 Subaru 新一代 Strong Hybrid 为例,系统采用2.5L水平对向汽油引擎,搭配电动马达以及高压锂电池,在保留 Subaru 四轮驱动特色的同时,进一步改善燃油经济性。

因此,未来更高效率的 Boxer 引擎,同样有机会应用在 Hybrid 动力系统上。如果 Subaru 最终能够实现接近50%的引擎热效率,再配合 Hybrid 系统让引擎尽可能维持在高效率运转区域,那么未来的 Subaru 车型将有机会进一步缩小与其他日系 Hybrid 车型之间的油耗差距。%。

另一方面,Subaru 还提出全新的 Dynamic Stiffness Concept 动态刚性开发理念,通过分析车辆行驶时能量在车身内部的传递方式,优化底盘结构以及转向反应。按照目前的开发目标,未来新平台希望将车身能量传递时间缩短约30%,让驾驶者转动方向盘之后,车辆能够作出更加直接的反应。对于一直强调驾驶乐趣的 Subaru 来说,这些改变显然不只是为了提升技术规格,更是希望让未来的新车继续保留品牌独有的驾驶感受。
从目前公开的技术方向来看,新一代 Boxer 引擎未来有机会成为 Subaru 燃油车型及 Hybrid 车型的重要动力基础。对于现有车系来说,包括 WRX、Forester、Crosstrek 以及 Outback,都有可能从未来更高效率的水平对向引擎技术中受惠。
消息来源:Carwatch