斯巴魯的瘋狂實驗：序列式-雙渦輪-水平對置-四缸發動機

來源：CLauto酷樂汽車

如今的斯巴魯風格趨于保守，始終堅守自身熟知的技術領域，多年來對車型的升級也以漸進式推進，比如萬年不變的CVT以及老舊的內飾設計，即便推出新功能，往往也遠晚于行業內其他品牌。

但回溯20世紀90年代，斯巴魯卻以極具個性的“怪異”風格和勇于嘗試的姿態著稱，其推出的序列式雙渦輪水平對置四缸發動機便是典型例證，如今這款發動機雖已鮮少被提及，但在當時堪稱大膽的技術實驗。

基本上這算是全球唯一一款搭載于量產汽車的雙渦輪汽油四缸發動機。

部分車企曾研發過雙渦輪柴油四缸發動機，不過在此需澄清一點，寶馬的“雙渦管單渦輪”（Twin-Power Turbo）發動機，本質上僅采用一個雙渦管渦輪增壓器，并非兩個獨立渦輪。

因此，在雙渦輪汽油四缸發動機這一領域，斯巴魯可謂獨樹一幟。

1993年，斯巴魯在第二代力獅車型上首次搭載這款雙渦輪水平對置發動機，而當時序列式渦輪增壓技術正風靡全球，保時捷率先在959車型上應用序列式雙渦輪技術，隨后日本其他車企也紛紛跟進。

在日本資產泡沫經濟鼎盛時期，汽車行業的研發預算大幅增加，催生出序列式渦輪增壓等各類新技術。其中，豐田率先為旗下Supra Turbo車型配備2JZ-GTE直列六缸序列式雙渦輪發動機，成為日本車企中首個采用該技術的品牌。

緊接著，馬自達也為RX-7車型搭載了13B-REW雙轉子序列式雙渦輪發動機。

序列式雙渦輪技術的設計理念并不復雜：小尺寸渦輪啟動速度快，能在發動機低轉速區間提供充足動力，同時有效降低渦輪遲滯現象，但在高轉速區間會因進氣量不足而動力衰減；大尺寸渦輪則相反，啟動所需時間更長，即存在明顯渦輪遲滯，且需達到較高轉速才能進入最佳增壓狀態，但在高轉速區間可輸出更強動力。

序列式雙渦輪技術試圖實現“兩者優勢的融合”：低轉速區間由經過優化的小渦輪單獨工作，高轉速區間則切換為經過優化的大渦輪負責。

具體而言，從發動機怠速到3500-4500轉/分的區間內，均由第一個（小）渦輪承擔增壓任務，當轉速達到該區間上限時，部分排氣會被引導至第二個（大）渦輪，為其提前“預旋”。最終，兩個渦輪同時全力運轉，為高轉速區間提供強勁動力輸出。

不過，斯巴魯的技術方案略有不同。

正如1993年力獅車型的產品手冊所記載，斯巴魯采用了兩個尺寸相同的渦輪，以實現與其他序列式雙渦輪系統相同的核心目標。

為實現第二個渦輪的提前預旋，發動機控制系統會先關閉第一個渦輪的泄壓閥，隨后將多余排氣導入第二個渦輪，當發動機轉速繼續攀升時，系統會打開第二個渦輪的切換閥，此時兩個渦輪進入協同工作狀態，共同為發動機提供增壓。

斯巴魯力獅論壇上有一篇深度帖子，進一步詳細介紹了EJ20系列雙渦輪發動機的不同版本。盡管所有版本的渦輪尺寸相近，但并非完全一致，且除后期某一款衍生機型外，第二個渦輪均未配備泄壓閥。

第二代力獅GT車型搭載的初代雙渦輪水平對置發動機，最大功率為246馬力，自1996年起，斯巴魯為該發動機推出兩種功率版本，分別為256馬力和276馬力。

與所有序列式雙渦輪系統一樣，斯巴魯這套技術的理念雖簡潔，實際工程實現卻極為復雜。打開發動機蓋可見，為確保整套系統正常運轉，內部布滿了錯綜復雜的真空管、管路及電磁閥，而控制這些部件的則是20世紀90年代水平的電子控制單元。

這套系統不僅結構復雜，故障隱患也較多，而且其最終帶來的實際收益也存在爭議。

斯巴魯研發這套系統，似乎主要出于兩方面考量：一是針對力獅車型尺寸更大、重量更高的特點，解決旗下單渦輪水平對置四缸發動機（最具代表性的是翼豹WRX車型搭載的版本）低轉速扭矩不足的問題。二是在日本市場，車主需根據發動機排量繳納稅費，因此在2.0升排量基礎上通過渦輪增壓提升動力，比直接研發更大排量發動機更具成本優勢。

但澳大利亞雜志《AutoSpeed》在2001年對Liberty B4車型（即澳大利亞市場版力獅）的評測中指出，當第二個渦輪開始介入工作時，發動機扭矩會出現明顯下降。測試數據顯示，在4000-4500轉/分的區間內，增壓值最大降幅達4.4磅/平方英寸（約0.3巴），這一落差極為顯著。

許多車迷將這一轉速區間稱為“死亡谷”，而當時測試的車型，搭載的已是該系列發動機中最成熟的版本，論壇中的資深玩家認為，這一版本不僅可靠性最高，也是最能體現序列式雙渦輪技術設計初衷的版本。

此類問題并非斯巴魯獨有。

序列式雙渦輪技術普遍存在動力輸出不平順的問題，且往往伴隨可靠性隱患。正因如此，一些改裝廠在拿到搭載2JZ-GTE或13B-REW發動機的車型后，幾乎都會拆除原廠雙渦輪系統，換裝結構更簡單的單渦輪系統。

不過，盡管存在這些缺陷，斯巴魯的這套雙渦輪系統在當時仍頗具市場人氣。

《Car and Driver》2003年的一篇文章提到，當時搭載該雙渦輪水平對置發動機的力獅B4（最后一款采用該發動機的力獅車型），是日本市場最受歡迎的運動型轎車。

但該文章同時指出，低轉速扭矩不足是力獅B4的短板，這也解釋了為何斯巴魯在2004年決定將該車型引入美國市場時，選擇用2.5升單渦輪水平對置四缸發動機替代原有雙渦輪系統。

此外，原廠雙渦輪系統并未針對左舵車型進行適配，因此該版本車型主要在日本本土銷售，僅在產品生命周期后期少量進入澳大利亞及新西蘭市場。

2004年，第四代力獅車型正式推出，斯巴魯也隨之停產了這款雙渦輪水平對置四缸發動機。與此同時，斯巴魯也為EJ20系列水平對置四缸發動機換裝了單雙渦管渦輪增壓器。這套系統無需依賴復雜的真空及液壓控制機構，就能解決傳統渦輪增壓發動機的核心痛點，兼顧動力響應與可靠性。

然而大家是否會好奇，斯巴魯為何從未嘗試過更常規的并列雙渦輪布局（即發動機兩側各配備一個渦輪）？誠然，當時行業內確實掀起了一股“序列式雙渦輪熱潮”，但序列式布局其實更適合2JZ這樣的直列發動機，或13B這樣的轉子發動機，原因如下：

直列發動機

排氣脈沖特性

直列發動機的各個氣缸排氣依次進行，排氣脈沖較為規律且間隔均勻。這種特性使得序列式渦輪增壓系統能夠更好地利用排氣能量，按照順序依次推動渦輪工作。例如2JZ直列六缸發動機，其排氣過程中產生的排氣脈沖可以穩定地先推動小渦輪工作，在高轉速時再平穩地過渡到大渦輪，實現動力的線性輸出。

結構布局優勢

直列發動機的氣缸呈直線排列，發動機艙內的布局相對規整，為序列式渦輪增壓系統的管路布置提供了更便利的條件。序列式雙渦輪增壓系統需要布置復雜的管路和控制閥門等部件，直列發動機的結構特點使得這些部件可以更合理地安裝和布局，減少相互之間的干擾，保證系統的正常工作。

轉子發動機

高轉速特性

轉子發動機具有轉速上升快、最高轉速高的特點。序列式渦輪增壓系統能夠很好地適應這一特性，在低轉速時利用小渦輪提供快速的響應，滿足轉子發動機低轉速時的動力需求，隨著轉速的升高，大渦輪介入工作，進一步提升發動機在高轉速下的動力輸出，充分發揮轉子發動機的高轉速性能優勢。

排氣特性

轉子發動機的排氣方式與活塞式發動機不同，其排氣過程相對連續且平穩。序列式渦輪增壓系統可以根據轉子發動機的排氣特點，更有效地利用排氣能量來驅動渦輪，實現渦輪增壓的效果。

例如13B-REW型轉子發動機的序列式雙渦輪增壓系統，一開始將所有廢氣集中在小渦輪里，使其在低轉速時就開始工作，減少渦輪遲滯，當達到一定轉速后，廢氣再被導入大渦輪，實現不同轉速下的最佳增壓效果。

保時捷在959車型之后便放棄了序列式雙渦輪技術，轉而在993 Turbo車型上采用并列雙渦輪布局，并一直沿用這一方案，直到新款混動版Carrera GTS車型才重新回歸單渦輪水平對置六缸發動機。

自斯巴魯之后，再也沒有車企嘗試研發過任何形式的雙渦輪汽油四缸發動機，且大概未來也不會有品牌涉足這一領域。

畢竟，即便采用水平對置布局，四缸發動機的進氣需求也有限，無需通過雙渦輪系統來滿足。就連保時捷為718車型研發渦輪水平對置四缸發動機時，也選擇了單渦輪方案。

如今的翼豹WRX車型，更是印證了渦輪增壓技術在改善動力響應方面的巨大進步，其350Nm的峰值扭矩，能在2000-5200轉/分的區間內保持“平臺式”輸出，徹底擺脫了過去渦輪遲滯與扭矩波動的問題。

盡管斯巴魯的序列式雙渦輪方案未必是“更優解”，但絕對是“更具趣味性的答案”。

它折射出一個完全不同的時代，當時的日本車企為推動各類新技術，不惜投入重金，幾乎不考慮成本約束。那么，究竟是理性的解決方案更有價值，還是充滿探索精神的“趣味嘗試”更值得肯定？

答案顯然是后者，當然，前提是你無需親自負責這套系統的維護與維修。

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