發動機技術巡禮(15) 斯巴魯FB20發動機解析

● FB20發動機技術解析

　　為了提供更好的輸出效率，以及達到更好的油耗和排放性能，斯巴魯以原本的EJ20型發動機為基礎，推出了更新款的FB20水平對置四缸發動機。FB20發動機并沒有加入當下最為流行的缸內直噴技術，而是對燃燒室結構，驅動鏈條，進排氣等機械部件進行重新設計，使發動機的燃油經濟性提升10%。

　　新改進的FB20發動機缸徑和行程由EJ20發動機的92mm×75mm變為84mm×90mm。原來EJ型發動機著重低速扭力表現的長沖程設計，改為注重高轉速表現。FB20發動機的凸輪軸驅動方式也由原來的皮帶式改成鏈條傳動式。

　　因此EJ型發動機的塑膠側蓋已改成金屬材質，并與發動機合為一體。而且周邊的驅動皮帶由原本的兩條配置，改成以一條皮帶帶動所有元件。

　　進排氣閥門的驅動方式也由原來的直打式改成使用滾輪搖臂的方式。進、排氣閥門的相對角度由原來的41°減至27°，進排氣閥門的間隔從126mm縮至104mm，燃燒室的形狀將更緊湊，以獲得更佳的空氣壓縮效果并加快燃燒速度。雖然FB20的行程從75mm增加到90mm，但是卻沒有因此增加引擎體積，這要歸功于重新設計的氣門結構與汽缸蓋。

　　FB20發動機的進排氣系統也有所改進，安裝有EGR(廢氣再循環)系統。水平對置發動機原本就有連接左右氣缸列的冷卻水配管，此次通過將冷卻水配管與EGR配管合為一體，實現了尾氣冷卻功能。由此一來便可以增加EGR導入量來降低進氣溫度，有助于減少泵氣損失。

　　排氣系統方面，為了盡快激活三元催化劑，并提高尾氣凈化性能，縮短了排氣歧管的長度。EJ20發動機采用首先將4個氣缸的排期匯集成2條，然后再匯集成1條的傳統4-2-1式排氣系統，而新改進的FB20發動機則采用簡單的4-1形式，同時縮短了長度。從而縮小了排氣系統的體積與表面積。

　　同時，排氣端也安裝了原來只在進氣端才有的可變正時機構。值得一提的是，此次改進還全球首次在進氣端加入了可在最快角和最遲角的中間位置固定閥門開閉時間的“中間鎖止機構”。原來的可變正時機構因啟動發動機時油壓不穩定，只能歸位至最遲角端。因此，這種機構驅動的最遲角只能限定在能夠啟動發動機的角度范圍。

　　此次通過采用中間鎖定機構，使以往只能在50°范圍內改變閥門開閉時機擴大到了70°，提高控制自由度。

　　而在進氣系統則是安裝了用來促進燃燒室內生成滾流的隔板。盡管原來就配備了可在低轉速區關閉進氣口下半部分來提高進氣流速并促進產生滾流的TGV(Tumble Generation Valve，TGV，俗稱蝴蝶閥，是一個控制冷車氣動排放的閥門。發動機冷機啟動時，這個閥門不完全打開，控制進氣的量以達到排放的標準。一旦發動機啟動了，這個閥門完全打開)，但此次通過追加隔板，進一步提高了效果。

　　總結：斯巴魯作為世界上最為著名的水平對置發動機研發廠商之一，對水平對置發動機技術的貢獻是獨一無二的。雖然FB系列發動機沒有加入當下最為流行的缸內直噴技術，但是從這么多細節的改變，足以看到FB發動機相比EJ發動機確實進步了不少。正是這種看似渺小的改進，積少成多卻足以讓一輛車的性能幾乎完美。

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