富士重工公司的新一代水平对置发动机

【日】 富士重工公司

1 开发背景

日本富士重工公司的Subaru 1000是1款1966年上市的车型，该车的核心技术就是水平对置发动机。现在，富士重工公司融合了多年来研发的技术和经验，开发了新一代水平对置发动机。

新型发动机在结构上作了全面的改进，除维持质量轻、紧凑、低重心，以及优异的振动平衡性等水平对置发动机原有的优势外，还同时兼顾了环保性（改善燃油经济性约10%），以及在整个负荷区域实现了平稳加速的运动性能，满足了新一代发动机对各项基本性能的要求。此外，新型发动机的设计也具备满足未来排放法规的潜力。

自富士重工公司1989 年推出配装于第1 代Legacy车上的第2代水平对置发动机以来，到此次的发动机全面改进，其间已经历了21年。

为制造新型水平对置发动机，富士重工公司在日本群马制作所大泉工厂内新建了专用车间，利用以往发动机积累的制造技术和经验，添置了最先进的生产线，整合出1套将高品质与高生产效率结为一体的生产体系。

2 新一代水平对置发动机的主要特点

新型发动机在结构上作了全面改进。发动机的行程比现有水平对置发动机的更长，在设计上，始终追求提高发动机的基本性能。另一方面，提高了发动机实用运行区域的扭矩及环保性，实现了水平对置发动机独有的运动型动力性能。整个发动机系列包括4缸2.5 L和4缸2.0 L 2种机型，被用作富士重工公司今后的主力发动机。

开发过程中，重新设计了发动机基本技术规格中的缸径和行程参数，实现了以往因车载条件所限而难以达到的长行程，以及燃烧室的紧凑设计。由此，获得了更高的燃烧效率，实现了优异的燃油经济性，以及在实际使用中具有优异的低、中速扭矩性能。

优化了发动机进气道的形状，并在气道内设置隔板，采用了涡流导人阀门的进气控制系统及废气再循环（EGR）冷却器等，实现了极高的燃油经济性。

新型发动机的进、排气门均采用主动阀门控制系统。尤其在进气侧，改为能对气门正时的提前及推迟实施双向控制的中间锁定方式，从而能精细地控制进、排气门正时，最大限度地发挥输出功率、燃油耗、排放等方面的发动机性能优势。

减轻了以活塞、连杆为首的主运动系零部件的质量，并采用高效率的小型机油泵，使发动机的摩擦损失降低约30%，提高了燃油经济性，也改善了发动机的转速响应性。

对发动机气缸体侧和气缸盖侧的冷却回路实施分离设计方案，从而优化了冷却效果，同时提高了发动机的燃油经济性和动力性能。

表1列出了新开发水平对置发动机的主要技术规格，表2则给出新型发动机的主要改进项目及效果。

表1 发动机的主要技术规格（与2.0 L自然吸气发动机的比较）

表2 新型发动机的主要改进项目及效果（日本国内市场机型）

3 水平对置发动机的优势

3.1 运动性能

与直列式发动机及V 型发动机相比，水平对置发动机降低了发动机的整体高度，从而能在配装车辆时降低整车的重心。

由于发动机轻量、紧凑型的设计，以及左右对称的结构布局，因而能减小偏转惯性矩。

3.2 低振动性能

在水平对置发动机中，呈左右对置的活塞动作也是左右对称的，因此，可平衡相互间往复运动的惯性力，从而实现低振动、柔顺及平稳的运转。此外，由于无须采用平衡轴，也有利于减轻发动机的质量。

3.3 抗碰撞安全性

由于发动机的整体高度较低，因而在承受正面碰撞情况下产生巨大载荷时，因发动机置身于车体下侧，所以能够避免发动机舱内部件被撞人驾驶室内危及人体。

同样由于发动机的整体高度低，与发动机罩之间的空间就较大，这一空间能起到吸收部分冲击力的作用，一旦发生碰撞，也可以减轻对行人的伤害。

4 结语

此次开发的新一代水平对置发动机将“舒适、可靠的新型车用动力与地球环境的融合”列为开发主题，并将新开发的发动机定位于作为今后动力单元战略起点的主力机型。同时，新开发的水平对置发动机将首先配装于富士重工公司的Forester车，并将以此为契机，不断扩大其匹配车型的范围。