如何让热效率超40%？ 斯巴鲁全新CB系发动机解析

　　从2010年推出FB系列发动机以来，斯巴鲁终于带来使用全新技术的CB系列发动机。热效率超过40%的CB18，展示了斯巴鲁水平对置技术的最新研发成果。

CB18亮点颇多

　　斯巴鲁从代号EJ、EE发展到FB、FA。有不少人猜测按照斯巴鲁的命名规律，下一代发动机的首字母很可能是“G”。

　　代号FB意为“Future Boxer”，而CB是“Concentration Boxer”的简称，即未来斯巴鲁将继续专注水平对置发动机。

　　斯巴鲁开发工程师沼宮内恒朗表示：“开发FB之后的十年中，我们积累了许多新想法。而CB代表了目前斯巴鲁的最高技术水平。”

　　之所以斯巴鲁选择1.8L的排量，首先是为了对Levorg的上一代1.6L发动机做出动力升级，将扭力提升到了300牛·米。另外，新加入的稀薄燃烧技术可以降低低速区间的油耗，做到动力和燃油效率的平衡。

FB16曲轴

　　对于水平对置发动机来说，缸距决定发动机长度，冲程决定发动机宽度。FB／FA的最大冲程是90毫米，CB是88毫米。

CB18曲轴

　　斯巴鲁将发动机缸距和曲轴的长度都缩短，靠的是所谓的“剃刀曲轴”。而CB的曲轴连接板只有FB的三分之一厚，与其说像“剃刀”不如说像“利刃”。

　　按照斯巴鲁工程师的说法：“与其说曲轴连接板的厚度设计到极致，不如说制造技术到极限了”，即使做的如此之薄，曲轴强度却得到了进一步提升。

FA/FB的连杆

　　CB采用了和EJ一样的直线连杆，而不是FA/FB系列的斜线型。提升了发动机在高转速下的表现。

　　CB18的开发目标是替代FB16DIT。CB18相比FB16DIT的主要提升在于低扭，斯巴鲁强化了1000到2000转常用区间的动力输出。CB18的最大马力提升了7匹，扭力提升50牛·米至300牛·米。除此之外，曲轴长度也从FB的350.5毫米缩短到315.9毫米。

　　CB18虽然比FB16的排量高了196cc，但是算上周边部件的总重量依旧轻了5公斤。由于CB的周边部件本身更复杂，实际上发动机本体足足比FB16轻了10公斤之多。CB18可以搭载在除BRZ以外的所有车型上。

　　这是新款LEVORG的引擎仓。CB18在调整身材之后，发动机前方腾出了更多空间，重心也后移了20毫米。斯巴鲁工程师希望这部分空间能够更好的吸能以提升安全性。

加入稀薄燃烧

提高热效率的四个方法

　　CB18的技术亮点是稀薄燃烧。按照斯巴鲁的开发理念，驾驶员不会意识到发动机正处于稀薄燃烧状态。当发动机负荷在40%以下，或2400转以下时，发动机将在稀薄燃烧状态下工作。

　　如果你在郊外以一定的速度行驶，高速道路以80公里/小时的速度巡航时，那么此时发动机将处于稀薄燃烧状态。也就是说，当发动机完成热机之后正常驾驶时，大部分时间都在稀薄燃烧。

　　稀薄燃烧的难点在难以点火。由于CB发动机缸径/冲程比增加带来了吸气流速增加，上一代采用的TGV可变进气控制系统反而取消了。同时CB还采用了EGR冷却系统，将排气尽可能冷却之后再送进气缸。

活塞上方和下方采用的树脂衬垫，特殊图案以减小摩擦力

　　稀薄燃烧同样是让大量空气进入气缸，原理和涡轮增压状态一致。一般来说，涡轮发动机在低转速·低负荷的状态下，涡轮是不启动工作的，稀薄燃烧的发动机将全开节气门，让涡轮将空气送进来，这样可以尽可能减少进排气损失并提升效率。

稀薄燃烧会产生氮氧化物，CB18在三元催化器后增加了两个氮氧化物净化装置

　　GARRETT制造的单涡管涡轮，废气门由电子控制。由于更为重视响应速度，涡轮尺寸比FB16DIT更小

　　CB18还有一个设计重点是提升响应速度。不仅涡轮尺寸比FB16更小，还从双涡流设计改为单涡流。

宝马招牌的TWINPOWER TURBO

　　为何使用单涡流设计？这样做是为了让催化器能够更快热机。而且CB每两个气缸使用一个排气口，在缸盖位置集合在一起，也就是缸盖集成排气歧管。

　　而双涡管设计要求每个气缸的排气歧管分别引出。斯巴鲁希望能尽可能将热量保存住，，所以采用了单涡流设计。

排气歧管到涡轮系统的通路

　　斯巴鲁一直将中冷器放在发动机上方。主要考虑的是碰撞安全性，以及缩短管路行程以提升响应速度。

　　CB18在热量管理方面也有大幅进化。冷却水的水路受到两个活塞控制，发动机启动时先让气缸升温，之后是缸盖，最后再回到散热器。

　　发动机越早完成暖机过程，催化器就能越早进入工作状态，冬天的热风也会越早吹出。以前斯巴鲁是使用恒温器进行水流管理的，而新款车型水流能够自由控制。此外，CB18还采用了全新的可变容量式油泵，进一步提升了油耗效率。

斯巴鲁和马自达谁更强？

　　斯巴鲁和马自达在发动机技术上有着不同的解决方案。虽然直列四缸和水平对置四缸是两码事，但它们却有着一些相似之处。

　　以前有一种说法，短冲程发动机倾向于高转速，长冲程发动机更重视扭矩。而现在的发动机比较重视效率，往往会采用长冲程设计，这样的设计在热量损失方面更小一些。

SKYACTIV-X动力参数为最大180马力，224牛·米

　　CB18（缸径80.6mm×冲程88.0mm）和SKYACTIV-X（缸径83.5mm×冲程91.2mm）的缸径冲程比刚好都是1.092。

　　发动机的理论空燃比是14.7。1分燃油要配上14.7分的空气，可以被称为完全燃烧，也就是λ＝1。

　　马自达SKYACTIV-X能在低／中负荷下处在稀薄燃烧状态。马自达将其称为SPCCI，此时的λ大于2。

　　而斯巴鲁是通过将点火的火花塞和直喷喷油嘴无限接近，强化燃烧室内的“滚流”来实现的。

　　斯巴鲁还有一个优势是价格。新款LEVORG GT售价约为308万日元，而旧款1.6GT售价为291.5万日元。价格高出的这16.5万，包含了换代带来的全面提升。换算成百分比的话约为5到6%。

　　搭载马自达SKYACTIV-X发动机的CX-30 X PROACTIVE版，售价高达353.1万日元。而2.0L发动机版本售价为284.9万日元。仅仅是发动机的差别就贵出了68.2万日元。换算成百分比的话约为20%。

更新发动机战略

　　除了CB18之外，CB15将可能出现代替FB16DIT和2.0L自吸FB20。现在的FB20广泛搭载在进口到国内的XV和森林人上面。

　　之前，斯巴鲁在中期经营计划上提到，在2021年之前，将全世界发动机的80%转为小排量涡轮增压。如果有CB15和CB18的话，那么可以轻松达到这一数字。

　　这台1.5L小排量涡轮增压对标的竞品正是，大众用在8代高尔夫上的EA211evo，1.5T四缸涡轮发动机。

　　斯巴鲁预计在2025年之前重新整理发动机产品线。未来CB18将用在森林人、翼豹、LEVORG和XV上。FA24自吸版将出现在新BRZ/86车型上，FA24DIT用在大型SUV Ascent以及WRX STI上，FB25自吸发动机继续用在傲虎上。

　　除此之外，其实斯巴鲁已经在美国推出了真正的强混动车型。XV PHEV版在丰田THS2混动技术的基础上搭配了纵置水平对置发动机。然而，这款车型是为了符合美国加利福尼亚州的ZEV法规推出的。

　　从技术角度来说，斯巴鲁的水平对置发动机的效率较高，非常适合作为混动系统的一部分。斯巴鲁在日本生产混动车没有任何技术难度，只是因为成本问题没有在其他市场发售。相信在几年之内，大家能买到斯巴鲁出品的混动车。

　　对于斯巴鲁粉丝来说，高效率且平价的涡轮发动机，来自丰田的成熟混动系统，有实力挑战冠军的涡轮性能机。未来，我们可以对斯巴鲁期待更多。

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