涡轮柠檬哥《Subaru Levorg 1.8T》年底上市《水平对卧引擎》就是难搞(三)最终回!
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▲相信许多车主并不了解水平对卧引擎与对称式AWD设计,只因为“帅”就把柠檬哥带回家去,但上路后意外发现此车之加速与操控竟是如此凌厉,才惊觉到Subaru对于科技的坚持原来是如此地自信!
首先很快带过2021年Subaru新车款上市期程:
《Outback 2.5 Eyesight》顶规单一车款4月16日即将在台湾发表
要你好看的《XV GT Edition》预计6月发表
最夯 全新直喷涡轮动力Levorg 1.8T《柠檬哥》年底在台上市
Subaru Levorg 1.8T 规格表 / 车身尺码 4755×1795×1500mm / 轴距 2670mm / 最短回转半径 5.5m / 底盘最小离地高 145mm / 重量 1580kg / 动力 1.8升直喷涡轮水平对卧四缸引擎+CVT+AWD / 马力 177hp@5200~5600rpm / 扭力 30.6kgm@1600~3600rpm / 悬吊 前麦佛逊+后双A臂 (以上为日本右驾车款规格)
接著整理水平对卧引擎的优点:
◎低重心利于操控性能发挥
◎优异的运转平衡性与精致度
◎仅有纵置架构使得运转震动更轻微
◎排气声浪宁静舒适完胜直四引擎
以下是水平对卧引擎的先天限制
◎引擎太宽不利空间设计、悬吊应用、组装与维修
◎引擎复杂不利研发生产、成本控管、重量与体积控制
◎研发与量产旷日废时、需要庞大的技术与资金、有赖“富爸爸”在背后支持
◎维修不易、严苛挑战后勤服务能量、难以大规模快速拓展与行销
◎本回重点 加装涡轮系统成本较高、配重调不好、不利于性能与油耗
◎本回重点 搭配对称式全时四轮驱动系统不利前后配重与外观设计(非缺点、纯探讨、看未来)
水平对卧引擎 优点 4/16发表《Subaru Outback》AWD+大空间+《水平对卧引擎》优点分析
水平对卧引擎 缺点一 《Subaru Levorg》涡轮柠檬哥年底登台|谈谈《水平对卧引擎》哪里难搞?(一)
水平对卧引擎 缺点二 涡轮柠檬哥《Subaru Levorg 1.8T》年底登台《水平对卧引擎》为何难搞(二)
▲Subaru水平对卧引擎只能将涡轮增压器放在前端,可以偏左或偏右就是不能摆中央!因日本是右驾的缘故所以选择在车身的左方(非图中的左方),可惜并没有因为左驾车款而将涡轮位置改成右方…窘了…
▲水平对卧引擎+对称式AWD=车头重心偏高,这不是缺点,而是爱屋及乌,换成其它引擎更惨!然而此设计因引擎完全落在前轴前方,所以不利前后配重平衡性,相信看到此图不难理解。
▲此图清楚解释前横置引擎、前中置+纵置引擎的全时四轮驱动结构设计,只有水平对卧引擎适合对称式AWD,其它AWD都无法达到前后对称的要求,甚至连左右都不对称。
水平对卧引擎+涡轮增压系统 的难题
如果是直三、直四、直五、直六引擎,加装涡轮系统相对容易,因为所有汽缸的排气端位于一条线上,进、排气通道设计难度不高,而且很容易在单涡轮、双涡轮、单涡轮双涡流等多重方案做变化,加上目前最新的设计趋势~将排气头段整合在汽缸头内,减少零件数量,降低重量和体积,维修也很容易,并能增进生产速度,同时还能将废气的热能与压力损失降至最低,涡轮迟滞现象更轻微,一举数得。
如果是V6引擎,很好!直接用双涡轮设计准没错,性能吓吓叫、涡轮迟滞几乎感觉不到,如果嫌V6双涡轮引擎体积太宽,没关系,有60度小夹角的V6双涡轮引擎科技,也有将涡轮夹藏在V6引擎中央的“反向排气”三明治设计,都能让FR或4WD车款顺利应用性能指标性的前双A臂悬吊。至于V8引擎双涡轮引擎和上述情况一致,但多了“双涡轮+双涡流”高端技术应用,中低转速扭力更威,当然,价格也很威!
但是“水平对卧四缸引擎”要加上涡轮增压器,真的是超尴尬的问题!首先不适合采用双涡轮设计,因为用双缸推动一颗涡轮会有明显的增压迟滞,最大增压值也不容易打上去,成本、体积、重量、性能、油耗…通通都有疑虑。至于双涡流其实也不可行,因为此引擎的排气端位于左右二侧,排气管线过长、过于复杂,会有严重的废气热能与压力损耗,徒增成本且徒劳无功。
目前唯一办法就是就是使用单涡轮增压器,Porsche是如此、Subaru也没有例外,但是对Subaru来说,增压器只能放在引擎前方、偏左或是偏右的空档位置,不但不利于前后配重,也不利于左右均衡,简单说就是略微破坏水平对卧引擎原本优异的左右平衡与低重心等特质。
因为日本是右驾国家,车身右方有驾驶者、有操控介面所以右半边重量偏高,因此涡轮增压器放在引擎的左边是相当合理的事,当然是为了平衡。但尴尬的是~台湾是左驾!Subaru有针对左驾车型将调整涡轮增压器的位置吗?当然没有!于是乎“左弯极限比右弯更高”成为台湾速霸陆玩家山道与赛道攻略必备常识与必修课程,尤其是高速弯道。
找一位体重稍重的乘客进行左右配重平衡也是一种方式,所以在台驾驭Subaru呸山路时,请不要找太瘦的副驾驶!女友或老婆嘴馋多吃2碗也没关系!
为何不能将涡轮增压器放在水平对卧引擎的后方?因为会卡到传动轴与变速箱,由左至右完全没有可塞的地方!为何不能将涡轮增压器放在水平对卧引擎的前方中央?因为有皮带驱动系统卡在这个地方,再塞一个涡轮增压器,前后平衡变得更尴尬。
此外“直喷涡轮水平对卧四缸引擎”注定无法缩短排气头段的长度,以及进气通道的长度,增压迟滞相对明显,连带影响性能、油耗、重量表现,对于专营跑车与豪华车款的Porsche来说不是大问题,但是对于国民车款Subaru而言就是“硬伤”了!这也是Subaru直喷涡轮动力上市推迟的原因之一,毕竟水平对卧四缸引擎较适用自然进气架构,Subaru原本想借由Hybrid系统解决扭力、油耗、性能等多重难题,没想到Hybrid研发成效未如预期(原因请参考Hybrid科技单元相关报导),赶紧回过头来研发直喷涡轮引擎以免继续蹉跎光阴。
如果Levorg 1.8T提前一年问世与布局,相信对Subaru全球销售将有举足轻重的影响力。
今日的Subaru等同加入Toyota阵营,未来“水平对卧引擎+Hybrid”性能与油耗可望大幅跃进。
▲因为引擎位置完全落在前轴的前方,因此Subaru旗下车款没有办法有效缩减前悬身的长度,但Subaru凭藉其它造型设计,如锐利的线条、丰富的层次,让Levorg充满运动气势。
▲某方面来说,Subaru已经竭力将引擎重心后移,请注意前传动轴略微朝向前端的角度,没错,原厂已经尽力了!事实上水平对卧引擎没有那么宽,还是可以放在前轴正上方,采用前中置设计没有问题,目前的架构完全是迁就对称式AWD的关系。
水平对卧引擎+对称式AWD 的难题
所谓的“对称式”全时四驱系统,意指四轮的四根传动轴长度一致、角度一致、阻抗与惯性也一致,这是四驱的最高境界,代表低能量耗损、高传动效率、最佳机械式扭力分配性,正是4WD领域“性能+油耗”最高指标。Subaru之前号称全车四根传动轴尺寸一致可以互换,不只轮胎可以对调,连传动轴也一样!今日因空间设计使然、机械布局规划,就没有再提这件事,但四根传动轴的长度和角地依然非常相近。
至于“对称式全时四轮驱动系统”目前也是“唯一搭配纵置水平对卧引擎”,二者就是绝配!如果配上纵置直四、V6、V8引擎,车头会太长与太重,加上重心不够低,将严重失去平衡。一辆车的操控性能最终还是比拼“整体均衡”,对称式AWD并非万灵丹切莫强吞,因此目前也只有Subaru一家车厂大力推销对称式AWD之精神。
Subaru之前为何能在WRC战场上叱吒风云,与水平对卧引擎、对称式AWD系统有很大的关系,直到电子式4WD系统崛起并大幅跃进,对称式AWD系统才渐渐失去优势。
但Subaru之设计并没有那么完美,为了对称式AWD设计,原厂做出不得已的牺牲,包括引擎位置完全落在前轴的前方,前悬身偏长不利于外观美学设计(当代车辆都朝向短前悬身动感造型),亦会影响前后配重平衡,因此Subaru不适合发展短轴距车款,车头偏重的问题会更重。相反地Subaru适合发展掀背车、旅行车、CUV、SUV,更利于前后配重平衡,不适合发展中小型房车,因此Subaru目前的车型发展方向为何是如此,并非完全针对市场导向、还包含科技导向。
此外,为了屈就前传动轴的机械结构,水平对卧引擎的重心也略微提高。没错,某方面来说,Subaru的引擎重心还可以再降低,操控性可望再提升,直逼超级跑车的水准!这并非空穴来风或是痴人说梦话,因为Subaru BRZ / Toyota 86证明了水平对卧引擎的真实威力,除了性能!毕竟2.0升自然进气四缸引擎再强悍,还是敌不过涡轮增压或是六缸动力。
接著谈谈水平对卧引擎未来发展的数种可能性,当然BRZ就是一种,此车取消AWD系统改为纯后轮驱动之后,操控性能再次脱胎换骨,因为引擎位置得以向后移动“非常多”,让前后配重达53:47的优异境界,加上引擎位置降低约10公分,车身重心高度仅有46公分,比许多超级跑车更低,也比一般房车低10公分以上!操控能不好吗?只可惜BRZ或86不适合塞涡轮增压器破坏前后与左右的重量平衡,但是当代跑车没个300hp怎么能叫“跑车”?毕竟售价159万元的Infiniti Q50 300GT都有三百匹!只可惜,下一代的2.4升自然进气水平对卧四缸引擎,应该是无望达到300hp这样的境界,看样子BRZ与86只能朝向轻量化迈进。
马力非无解的难题,比如说换上水平对卧六缸引擎,或者是采用机械增压设计,但是针对一辆非销售主力、非赚钱工具的入门小跑车如此大费周章…Subaru不可能、Toyota虽有本事让梦想成真,但是为了损益平衡,终究还是万万行不得!好吧,这段可以省略…
那么水平对卧引擎的未来为何?涡轮增压或机械增压其实都不算是真正的未来,发展Hybrid与PHEV才能生存与赚钱。此外,和单纯的后轮驱动架构相比较,对称式AWD仍有高重量与高惯性的缺点,SUV或CUV或许可以坚持这一点,但不排除以类似BRZ的后轮驱动架构去发展Hybrid,不但重量轻、传动阻力低,生产成本也能大幅降低,亦能应用在高端豪华房车身上。
毕竟水平对卧四缸引擎的运转精致度和宁静表现媲美直六引擎,而新一代S-Class正是采用特殊的直六电动涡轮引擎,此引擎也将做出更广泛的运用,此外Mazda也在发展直六引擎,因此“Boxer”会不会成为Lexus对抗德、日汽车科技高端势力的秘密武器?目前双方才刚开始谈深度合作,目前仍未有谱,但不失为一条可行之路,毕竟目前Toyota的直六引擎,主要是倚靠BMW的奥援,似乎没有另外开发的可能性。但直六引擎有这么重要吗?这个问题之后再来讨论。
▲这是BRZ / 86的布局,引擎重心后移、下移,达到更优异的操控境界,但必须舍弃AWD,这样的架构,其实可以发展成Hybrid,成本较低、重量较轻,还可以降低传动阻力,达到更好的省油与加速性,搭配前轴轮内马达,其实还是可以实现4WD的可能性。
▲因干式油底壳的关系,LFA的车身重心高度为445mm,Ferrari的中置引擎跑车可达450mm,Porsche 718为482mm,GT-R为495mm,WRX STi为534mm,但BRZ / 86没有干式油底壳,就能达到460mm!
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