斯巴鲁的疯狂实验：序列式-双涡轮-水平对置-四缸发动机

来源：CLauto酷乐汽车

如今的斯巴鲁风格趋于保守，始终坚守自身熟知的技术领域，多年来对车型的升级也以渐进式推进，比如万年不变的CVT以及老旧的内饰设计，即便推出新功能，往往也远晚于行业内其他品牌。

但回溯20世纪90年代，斯巴鲁却以极具个性的“怪异”风格和勇于尝试的姿态著称，其推出的序列式双涡轮水平对置四缸发动机便是典型例证，如今这款发动机虽已鲜少被提及，但在当时堪称大胆的技术实验。

基本上这算是全球唯一一款搭载于量产汽车的双涡轮汽油四缸发动机。

部分车企曾研发过双涡轮柴油四缸发动机，不过在此需澄清一点，宝马的“双涡管单涡轮”（Twin-Power Turbo）发动机，本质上仅采用一个双涡管涡轮增压器，并非两个独立涡轮。

因此，在双涡轮汽油四缸发动机这一领域，斯巴鲁可谓独树一帜。

1993年，斯巴鲁在第二代力狮车型上首次搭载这款双涡轮水平对置发动机，而当时序列式涡轮增压技术正风靡全球，保时捷率先在959车型上应用序列式双涡轮技术，随后日本其他车企也纷纷跟进。

在日本资产泡沫经济鼎盛时期，汽车行业的研发预算大幅增加，催生出序列式涡轮增压等各类新技术。其中，丰田率先为旗下Supra Turbo车型配备2JZ-GTE直列六缸序列式双涡轮发动机，成为日本车企中首个采用该技术的品牌。

紧接着，马自达也为RX-7车型搭载了13B-REW双转子序列式双涡轮发动机。

序列式双涡轮技术的设计理念并不复杂：小尺寸涡轮启动速度快，能在发动机低转速区间提供充足动力，同时有效降低涡轮迟滞现象，但在高转速区间会因进气量不足而动力衰减；大尺寸涡轮则相反，启动所需时间更长，即存在明显涡轮迟滞，且需达到较高转速才能进入最佳增压状态，但在高转速区间可输出更强动力。

序列式双涡轮技术试图实现“两者优势的融合”：低转速区间由经过优化的小涡轮单独工作，高转速区间则切换为经过优化的大涡轮负责。

具体而言，从发动机怠速到3500-4500转/分的区间内，均由第一个（小）涡轮承担增压任务，当转速达到该区间上限时，部分排气会被引导至第二个（大）涡轮，为其提前“预旋”。最终，两个涡轮同时全力运转，为高转速区间提供强劲动力输出。

不过，斯巴鲁的技术方案略有不同。

正如1993年力狮车型的产品手册所记载，斯巴鲁采用了两个尺寸相同的涡轮，以实现与其他序列式双涡轮系统相同的核心目标。

为实现第二个涡轮的提前预旋，发动机控制系统会先关闭第一个涡轮的泄压阀，随后将多余排气导入第二个涡轮，当发动机转速继续攀升时，系统会打开第二个涡轮的切换阀，此时两个涡轮进入协同工作状态，共同为发动机提供增压。

斯巴鲁力狮论坛上有一篇深度帖子，进一步详细介绍了EJ20系列双涡轮发动机的不同版本。尽管所有版本的涡轮尺寸相近，但并非完全一致，且除后期某一款衍生机型外，第二个涡轮均未配备泄压阀。

第二代力狮GT车型搭载的初代双涡轮水平对置发动机，最大功率为246马力，自1996年起，斯巴鲁为该发动机推出两种功率版本，分别为256马力和276马力。

与所有序列式双涡轮系统一样，斯巴鲁这套技术的理念虽简洁，实际工程实现却极为复杂。打开发动机盖可见，为确保整套系统正常运转，内部布满了错综复杂的真空管、管路及电磁阀，而控制这些部件的则是20世纪90年代水平的电子控制单元。

这套系统不仅结构复杂，故障隐患也较多，而且其最终带来的实际收益也存在争议。

斯巴鲁研发这套系统，似乎主要出于两方面考量：一是针对力狮车型尺寸更大、重量更高的特点，解决旗下单涡轮水平对置四缸发动机（最具代表性的是翼豹WRX车型搭载的版本）低转速扭矩不足的问题。二是在日本市场，车主需根据发动机排量缴纳税费，因此在2.0升排量基础上通过涡轮增压提升动力，比直接研发更大排量发动机更具成本优势。

但澳大利亚杂志《AutoSpeed》在2001年对Liberty B4车型（即澳大利亚市场版力狮）的评测中指出，当第二个涡轮开始介入工作时，发动机扭矩会出现明显下降。测试数据显示，在4000-4500转/分的区间内，增压值最大降幅达4.4磅/平方英寸（约0.3巴），这一落差极为显著。

许多车迷将这一转速区间称为“死亡谷”，而当时测试的车型，搭载的已是该系列发动机中最成熟的版本，论坛中的资深玩家认为，这一版本不仅可靠性最高，也是最能体现序列式双涡轮技术设计初衷的版本。

此类问题并非斯巴鲁独有。

序列式双涡轮技术普遍存在动力输出不平顺的问题，且往往伴随可靠性隐患。正因如此，一些改装厂在拿到搭载2JZ-GTE或13B-REW发动机的车型后，几乎都会拆除原厂双涡轮系统，换装结构更简单的单涡轮系统。

不过，尽管存在这些缺陷，斯巴鲁的这套双涡轮系统在当时仍颇具市场人气。

《Car and Driver》2003年的一篇文章提到，当时搭载该双涡轮水平对置发动机的力狮B4（最后一款采用该发动机的力狮车型），是日本市场最受欢迎的运动型轿车。

但该文章同时指出，低转速扭矩不足是力狮B4的短板，这也解释了为何斯巴鲁在2004年决定将该车型引入美国市场时，选择用2.5升单涡轮水平对置四缸发动机替代原有双涡轮系统。

此外，原厂双涡轮系统并未针对左舵车型进行适配，因此该版本车型主要在日本本土销售，仅在产品生命周期后期少量进入澳大利亚及新西兰市场。

2004年，第四代力狮车型正式推出，斯巴鲁也随之停产了这款双涡轮水平对置四缸发动机。与此同时，斯巴鲁也为EJ20系列水平对置四缸发动机换装了单双涡管涡轮增压器。这套系统无需依赖复杂的真空及液压控制机构，就能解决传统涡轮增压发动机的核心痛点，兼顾动力响应与可靠性。

然而大家是否会好奇，斯巴鲁为何从未尝试过更常规的并列双涡轮布局（即发动机两侧各配备一个涡轮）？诚然，当时行业内确实掀起了一股“序列式双涡轮热潮”，但序列式布局其实更适合2JZ这样的直列发动机，或13B这样的转子发动机，原因如下：

直列发动机

排气脉冲特性

直列发动机的各个气缸排气依次进行，排气脉冲较为规律且间隔均匀。这种特性使得序列式涡轮增压系统能够更好地利用排气能量，按照顺序依次推动涡轮工作。例如2JZ直列六缸发动机，其排气过程中产生的排气脉冲可以稳定地先推动小涡轮工作，在高转速时再平稳地过渡到大涡轮，实现动力的线性输出。

结构布局优势

直列发动机的气缸呈直线排列，发动机舱内的布局相对规整，为序列式涡轮增压系统的管路布置提供了更便利的条件。序列式双涡轮增压系统需要布置复杂的管路和控制阀门等部件，直列发动机的结构特点使得这些部件可以更合理地安装和布局，减少相互之间的干扰，保证系统的正常工作。

转子发动机

高转速特性

转子发动机具有转速上升快、最高转速高的特点。序列式涡轮增压系统能够很好地适应这一特性，在低转速时利用小涡轮提供快速的响应，满足转子发动机低转速时的动力需求，随着转速的升高，大涡轮介入工作，进一步提升发动机在高转速下的动力输出，充分发挥转子发动机的高转速性能优势。

排气特性

转子发动机的排气方式与活塞式发动机不同，其排气过程相对连续且平稳。序列式涡轮增压系统可以根据转子发动机的排气特点，更有效地利用排气能量来驱动涡轮，实现涡轮增压的效果。

例如13B-REW型转子发动机的序列式双涡轮增压系统，一开始将所有废气集中在小涡轮里，使其在低转速时就开始工作，减少涡轮迟滞，当达到一定转速后，废气再被导入大涡轮，实现不同转速下的最佳增压效果。

保时捷在959车型之后便放弃了序列式双涡轮技术，转而在993 Turbo车型上采用并列双涡轮布局，并一直沿用这一方案，直到新款混动版Carrera GTS车型才重新回归单涡轮水平对置六缸发动机。

自斯巴鲁之后，再也没有车企尝试研发过任何形式的双涡轮汽油四缸发动机，且大概未来也不会有品牌涉足这一领域。

毕竟，即便采用水平对置布局，四缸发动机的进气需求也有限，无需通过双涡轮系统来满足。就连保时捷为718车型研发涡轮水平对置四缸发动机时，也选择了单涡轮方案。

如今的翼豹WRX车型，更是印证了涡轮增压技术在改善动力响应方面的巨大进步，其350Nm的峰值扭矩，能在2000-5200转/分的区间内保持“平台式”输出，彻底摆脱了过去涡轮迟滞与扭矩波动的问题。

尽管斯巴鲁的序列式双涡轮方案未必是“更优解”，但绝对是“更具趣味性的答案”。

它折射出一个完全不同的时代，当时的日本车企为推动各类新技术，不惜投入重金，几乎不考虑成本约束。那么，究竟是理性的解决方案更有价值，还是充满探索精神的“趣味尝试”更值得肯定？

答案显然是后者，当然，前提是你无需亲自负责这套系统的维护与维修。

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