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2024.08.20

“哆哆哆”!BOXER的震撼声浪代代相传

目录

在丰田时报刊登斯巴鲁?
发动机的声音会随形状而变吗?
BOXER声音复苏的秘密对策

在丰田时报刊登斯巴鲁?

提及BOXER(拳击手发动机)的声音,您或许会疑惑:那不是斯巴鲁的特色吗?

没错,这次我们想重点谈谈斯巴鲁的水平对置发动机。

今年5月,斯巴鲁、马自达和丰田联合举办了面向电动化时代的新型发动机研发说明会。

自2005年与斯巴鲁结成业务合作以来,丰田和斯巴鲁的关系愈发紧密,并在2019年缔结了新的业务资本合作。随后,时任社长的中村知美与时任社长的丰田章男互访了对方“制造更好的汽车”的一线,以此推进合作。

正如丰田章男社长提到过的,可能很多人对斯巴鲁的印象就是水平对置发动机。

在三家公司联合举办的说明会上,斯巴鲁的大崎笃社长强调:“(在碳中和时代也一样)水平对置发动机将进一步完善。”

被形容为有着“哆哆哆”声浪的BOXER的声音是如何产生的?为了弄清这个问题的答案,我们请斯巴鲁帮助我们一起探寻这吸引斯巴鲁车迷以及众人的声音,并找到其背后蕴藏的秘密。

发动机的声音会随形状而变吗?

接受我们采访的是高岛伸吉先生以及平野顺先生。前者来自斯巴鲁技术本部动力总成设计部发动机系统设计第一科,负责研究斯巴鲁汽车的进气系统;后者入职斯巴鲁并从事发动机设计工作约有20年,现任技术本部车辆环境开发部主查,负责协调未来的尾气排放战略。两人都参与了初代BRZ发动机的设计工作。

首先,水平对置发动机的特点是什么?于其中诞生的BOXER的声音又是怎么一回事呢?

平野

水平对置发动机的特点是其活塞不像传统的直列发动机那样做垂直运动,而是从左到右运动。这种活塞的运动方式可以通过相互抵消振动来减小产生的振动,发动机转动时的振动声也就相对较小。

特别是20世纪90年代的汽车,会发出“咚咚咚”的声音,这就是人们常说的斯巴鲁BOXER的声音。

那么,产生BOXER声音的原理是什么呢?

我们先从许多汽车都使用的直列四缸发动机开始解释。在直列四缸发动机中,由于每个排气管的长度相同,四个气缸排以相等的间隔排出尾气,这就产生了大家常听到的发动机声音。

(如需了解发动机产生不同声音的具体原理,请参阅第1期的内容)。

然而,由于水平对置发动机每个气缸的排气管(下记:排气头段)的长度不同,导致尾气到达交汇点的时间错开,从而造成相互干扰的情况。

为了帮助理解,可以想象成每个气缸各爆炸一次,总共四次爆炸,时间差让这些排气集中在一起,最终一次性从消音器中排出(严格来说,并非每四次才有一次声音,但暂请按照这一方式想象)。因此,结果就会变成集中发出的“咚咚咚”这样的声音,并且声音也会变得更大。

长配管排气(暖色)和短配管排气(冷色)的流动

这就是所谓的不等长排气管(不同长度的排气管)导致的排气干扰。然而,曾经在90年代,喜爱BOXER声音的车迷们曾经扼腕,2003年第四代Legacy力狮和第二代Impreza翼豹的中期车型将排气管长度统一化后,BOXER特有的声音消失了。

2003年第四代Legacy力狮

平野先生说:“从初代Leone雄狮到Legacy力狮、Impreza翼豹、Forester森林人,我们一直采用不等长排气布局。然而,在第四代Legacy力狮和第二代Impreza翼豹中,我们为了制造出更高输出和更好响应的发动机,实施了等长化。这也就让BOXER特有的声音消失了。”

初代Leone雄狮

初代Legacy力狮

然而,这是在当时的法规条件下的最佳选择。相关法规一年比一年更严格,油耗、排气和噪音都受到严格限制,为了应对这一情况,斯巴鲁再次启用了不等长排气布局。

这就是本次介绍的CB18发动机。

CB18发动机

平野

在研发CB18时,我们非常希望同时实现两点改善:一是使涡轮增压器更快地运转以提高响应性,二是提高排气性能。

水平对置发动机排气的位置分为右和左,这之间的距离约为500mm。

在左右集合的位置安装涡轮增压器,而与其将其放置在中间的250毫米处,不如将一个排气管设置为大约100毫米,另一个设置为350毫米或400毫米,左右两侧的长度不同,结果可以更快地转动涡轮。

此外,将催化转化器(用于净化排气的部件)安装在离发动机较近的位置,也是选择这种布局的原因,这样是最优的配置。

CB18的爆发顺序是右气缸组的1号气缸(#1)→3号气缸(#3)→左气缸组的2号气缸(#2)→4号气缸(#4)。因此,我们将涡轮增压器安装在先爆发的#1和#3的正下方,在其入口处集合,并且设置了右侧排气管较短、左侧排气管较长的布局。

当这款发动机首次搭载在2020年第二代Levorg时,发现BOXER的声音复苏的爱好者们都兴奋不已。

平野先生表示,他在消音器等方面试验了多种噪音对策,在普通顾客几乎无法察觉差异中寻找最优。尽管如此,他表示“个人仍然希望保留BOXER的声音,并最终以能够保留BOXER声音的形式实现量产。”

他的秘密对策是……

BOXER声音复苏的秘密对策

是STI*的赛车消音器。

*Subaru Tecnical International。负责支援斯巴鲁参与的汽车赛事的调校工厂,也进行零件研发等。

平野

由于确信STI会制造出赛车消音器,因此我们在设计声音时考虑到那些愿意更换汽车售后零配件的客户,希望用BOXER声音的复苏和优质的声音效果让他们欢欣鼓舞。

采访中,高岛曾遗憾地说道:“在限制规定十分严格的如今,纯正车型必须要以追求静谧性为目标”,但当他回顾起与平野共同致力于初代BRZ的排气声浪制造时,难掩喜悦之情。

高岛

当听说能够不受限制,无论是运动车型还是进气、排气的形式都能随心所欲研发时,我简直太开心了。

于是,我们先确定了有助于激发车手兴奋度的研发概念,竭力打造具备“直接转向感”“扩展感”“稳定响应”这三种车型特点的排气声浪。

初代BRZ的特别之处在于,它能使位于车手身后的排气声音和汽车前方的吸气系统所发声音谐波化,让声浪在驾驶舱内澎湃扩散。

为实现这一点,我们导入了一套名为SOUND CREATOR®*的系统,它能够将吸气音传导至驾驶舱。虽然这个零件只有一个拳头大小,但若想把它安置在发动机舱里,却也并非易事。

*SOUND CREATOR:为株式会社马勒滤清系统的注册商标。这套系统能够将发动机的吸气音传导入驾驶舱内,在汽车加速时可起到增强声浪的作用。

初代BRZ的SOUND CREATOR配置图。

据说,高岛还曾特意找负责设计发动机的平野商量,非常想要加装SOUND CREATOR。不过一开始却被对方拒绝了。后来,高岛便不断地向平野及相关人员证明加装后声浪会有多好听,坚持不懈地说服他们。

高岛

我就先造出一个试作品,然后把大家叫到汽车测试场,让他们亲自开一下!听一下!就这样,大家开始积极地探讨可行性方案了。

平野

是的,被迫积极了一把(笑)。虽然研发过程中进气系统和排气系统有点干扰,但总体来说还是很有趣的体验。

高岛

真的很开心。

为配置SOUND CREATOR需要相应地调整零件布局、确定强调哪个声音频带、讨论性能方面的问题等,研发人员们经过反复地探讨和试错,最后才得出了理想的结果。

在研发时如此注重排气声浪的表现,给人一种最初致力于营造排气尾音的车型就是初代BRZ的感觉,但实际并非如此,最早注重声音的车型其实是“第四代Legacy”。

平野

斯巴鲁从很久前发动机音和发动机总成布置就没有变过,一直都是发出“哆哆哆”的煮水声音。但是在第一次制造等长排气管的第四代Legacy时,就侧重打造了声浪音质,制作出了全新的斯巴鲁声浪。

高岛

还记得我第一次坐上车启动发动机时,听到的不是熟悉的“哆哆哆”声,而是全新的斯巴鲁声浪,这让我感到兴奋不已。

当二人被问到“自己最喜欢的声浪车型”时,平野回答道:“我从很久以前就一直喜欢初代Impreza翼豹的涡轮增压发动机音。当我还是中学生时听到那个‘嘟嘟嘟’的声音,真的觉得太酷了。也因此才爱上汽车,从事了现在的工作”。

高岛则回答说:“我的话有两款。一款是进入公司后购买的第一辆车,第三代Legacy GT-B。我一辈子也忘不了第一次驾驶那辆车时所听到的BOXER声浪,真的令人心潮澎湃。另一款就是初代BRZ了。”

看来,BOXER发动机的声浪果然是由热爱着BOXER的斯巴鲁人制作而成。

既然提到了BOXER声浪,那就一定要来听听这个声音了。

各位读者们可以听一下LAYBACK的BOXER尾音和安装了STI赛车消音器套件的BOXER尾音声浪对比。

LAYBACK标配版BOXER发动机音。

LAYBACK安装了STI套件版BOXER发动机音。

如果有想听更多BOXER发动机尾音声浪的读者,敬请享受本视频。

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