发动机技术巡礼(15) 斯巴鲁FB20发动机解析

● FB20发动机技术解析

为了提供更好的输出效率，以及达到更好的油耗和排放性能，斯巴鲁以原本的EJ20型发动机为基础，推出了更新款的FB20水平对置四缸发动机。FB20发动机并没有加入当下最为流行的缸内直喷技术，而是对燃烧室结构，驱动链条，进排气等机械部件进行重新设计，使发动机的燃油经济性提升10%。

新改进的FB20发动机缸径和行程由EJ20发动机的92mm×75mm变为84mm×90mm。原来EJ型发动机着重低速扭力表现的长冲程设计，改为注重高转速表现。FB20发动机的凸轮轴驱动方式也由原来的皮带式改成链条传动式。

因此EJ型发动机的塑胶侧盖已改成金属材质，并与发动机合为一体。而且周边的驱动皮带由原本的两条配置，改成以一条皮带带动所有元件。

进排气阀门的驱动方式也由原来的直打式改成使用滚轮摇臂的方式。进、排气阀门的相对角度由原来的41°减至27°，进排气阀门的间隔从126mm缩至104mm，燃烧室的形状将更紧凑，以获得更佳的空气压缩效果并加快燃烧速度。虽然FB20的行程从75mm增加到90mm，但是却没有因此增加引擎体积，这要归功于重新设计的气门结构与汽缸盖。

FB20发动机的进排气系统也有所改进，安装有EGR(废气再循环)系统。水平对置发动机原本就有连接左右气缸列的冷却水配管，此次通过将冷却水配管与EGR配管合为一体，实现了尾气冷却功能。由此一来便可以增加EGR导入量来降低进气温度，有助于减少泵气损失。

排气系统方面，为了尽快激活三元催化剂，并提高尾气净化性能，缩短了排气歧管的长度。EJ20发动机采用首先将4个气缸的排期汇集成2条，然后再汇集成1条的传统4-2-1式排气系统，而新改进的FB20发动机则采用简单的4-1形式，同时缩短了长度。从而缩小了排气系统的体积与表面积。

同时，排气端也安装了原来只在进气端才有的可变正时机构。值得一提的是，此次改进还全球首次在进气端加入了可在最快角和最迟角的中间位置固定阀门开闭时间的“中间锁止机构”。原来的可变正时机构因启动发动机时油压不稳定，只能归位至最迟角端。因此，这种机构驱动的最迟角只能限定在能够启动发动机的角度范围。

此次通过采用中间锁定机构，使以往只能在50°范围内改变阀门开闭时机扩大到了70°，提高控制自由度。

而在进气系统则是安装了用来促进燃烧室内生成滚流的隔板。尽管原来就配备了可在低转速区关闭进气口下半部分来提高进气流速并促进产生滚流的TGV(Tumble Generation Valve，TGV，俗称蝴蝶阀，是一个控制冷车气动排放的阀门。发动机冷机启动时，这个阀门不完全打开，控制进气的量以达到排放的标准。一旦发动机启动了，这个阀门完全打开)，但此次通过追加隔板，进一步提高了效果。

总结：斯巴鲁作为世界上最为著名的水平对置发动机研发厂商之一，对水平对置发动机技术的贡献是独一无二的。虽然FB系列发动机没有加入当下最为流行的缸内直喷技术，但是从这么多细节的改变，足以看到FB发动机相比EJ发动机确实进步了不少。正是这种看似渺小的改进，积少成多却足以让一辆车的性能几乎完美。

更多技术频道文章请点击以下链接查看：