话说这段时间公司事情多,作为写手的我正好在日本出差,没有时间更新车家号,但是以此为借口不更新作品实在不是我司风格。鄙公司一贯秉承着面对困难,克服困难要上,没有困难制造困难也要上的优良品格,百忙之中抽出时间为大家带来最新作品。
因为正好在日本出差,所以当然要写一篇和日本车有关的文章才能接地气嘛。说到日本车嘛,好像最近还真没有比较有趣的车型。不过这似乎也不能怪日本车厂,毕竟在全球节能减排的大环境下, 大家似乎都在做着同一件事——小排量涡轮化和混动。再加上资本逐利的本质,越来越多的同平台车型应运而生。不由得让我想起一句话,好看的车越来越多,有趣的灵魂越来越少。
那么今天就让我们暂时忘掉那些该死的节能环保,来谈谈有趣的灵魂吧。汽车的灵魂是什么?也许每个人心中都有一个答案,而我的答案有一半是引擎,一半是底盘。日本过去有许多让车迷为之雀跃的车型,用哪台作为这次的主角都不会有问题,而在涡轮泛滥的今天我们还是先把涡轮放一放,来一台有趣的自吸引擎好了。说到自吸王者,无外乎轴心国三大家,意呆利的法拉利,德意志的宝马,最后就是本文的主角脚盆家的本田。
要说到本田的自吸发动机,很多人脑中一定会浮现出诸如B16B、B18C、F20C、K20A这些引擎的型号,但是纵观网络上关于这些引擎的文章无外乎是吹捧转速如何之高,动力如何之NB这种只停留在表面上的东西,少有实质内容,而这次我司剑走偏锋,誓要从深层次解读本田最后的自吸名机——K20A,带给你们不一样的感受!
众所周知,K20A是一款集之前引擎技术大成的高性能自吸引擎,曾有多款本田的性能车搭载了该引擎。这次我司便是要对最后的日规思域Type-R(FD2)的K20A进行深度挖掘,来看看这台引擎到底有何玄机!
引擎型号:K20A
结构:直列4缸
排量:1998cc
缸径x冲程:86.0mm x 86.0mm
压缩比:11.7
动力:225PS/8000rpm
扭矩:215Nm/6100rpm
25米/秒:挑战活塞平均移动速度
当汽车活塞平均移动速度接近25米/秒的时候,通过吸气气门进入燃烧室的空气流速将会达到音速,音速是气体震动的最高速度,地球上气体的流动速度不可能超过音速。也就是说活塞平均移动速度超过25米/秒的时候,也不能吸入更多的空气,就算是F1赛车也不例外。这也是现在引擎设计的一个理论。而本田的民用高性能引擎却一次次地向25米/秒的活塞平均移动速度看齐。
友情放出活塞平均移动速度计算公式:缸径x2÷1000x最高动力输出转速÷60
其实在2.0L排量的自吸引擎领域里K20A是没有竞争对手的,如果非要设定一个对手的话,那也只能是它自己。K20A最初面世时,是在本田另一款高性能跑车Integra Type-R(DC5)上边。
当时DC5上边搭载的K20A只有220PS/8000rpm和206Nm/5000rpm的动力输出。6年后本田推出了FD2,K20A也得到进一步改良,除开S2000上那一台F20C引擎,K20A成了为全球当之无愧最强2.0L自吸引擎,因为它除了自己根本就没有对手嘛!
虽然本田在高性能民用引擎开发上是个老司机,但是要造出K20A也并非易事。因为本田绝大多数车都是FF+引擎横置,而K系列引擎也是以横置为前提设计的,所以K20A引擎全长必然有一个限制摆在那里。既然全长有限制,那么就不可能通过扩大缸径来获得排量,只能通过增加冲程来获得排量。而长冲程引擎要实现高转化就面临一个活塞平均移动速度的问题,而它的物理极限在25米/秒。K20A的冲程在8000转时,活塞平均移动速度接近23米/秒。而考虑到K系引擎的特性,本田把K20A的红线转速放在了8400转,这个转速下活塞平均移动速度超过了24米/秒。
另外FD2的开发目标要求是在筑波赛道比DC5一圈快上1秒,但是FD系思域是为获得更多美国市场份额开发的,不但是四门,而且车还重,所以这些劣势都只能通过底盘性能的大幅升级才能弥补,除此以外就是升级引擎了,当时本田的目标是做到230PS,这是一个完全可行的数值,但是本田考虑到各转速下的动力表现,最后只把动力做到了220PS。比起DC5的动力只多了5PS,本田已经尽力了,毕竟K系引擎还要搭载在各种车型上边,不能因为是Type-R就不计成本各种造。比如当初开发部门认为K20A气门夹角需要改动,但最终还是因预算原因而放弃了。既然大的变动无法实现,那么只能从进排气入手了。
FD2用K20A首先就想到的就是进气道抛光,这个可以说是改装店的常用手法,为的是降低进气阻力,使得高转速下的进气更为顺畅。不过改装店无一例外都是进行手工研磨,但是量产的K20A明显不可能这么玩儿,所以本田在进气道内壁加入了树脂涂膜来达成进气道的光滑化。
排气方面为了降低排气压力,并让各缸排气相互促进排气效果,采用了4-2-1集合。不过这里有个问题,因为K系是前吸后排的机器,所以排气会撞到防火墙,而且防火墙下边又有方向机横着,如果要在回避它们的情况下安装排气的话,那排气走线必然让会扭曲,这样就无法保证高转下排气的顺畅了。所以FD2在这里下了血本,本田为了保证排气管的形状,直接把FD2车底和方向机的结构给改了!
除了进、排气外,FD2用K20A比起DC5的K20A压缩比提高到了11.7,这是通过改善气缸头的冷却水道从而提高了燃烧室的冷却效果达成的。另外,考虑到引擎转速上升时平衡轴对动力的吸收,所以废弃了平衡轴。双质量飞轮也换成了惯性重量更低的单质量飞轮。剩下就是为了对应高转的需求,曲柄连杆机构和轴瓦都得到了加强。
FD2用K20A的传家宝刀——VTEC的设定
VTEC作为本田的成名绝技,自然也装配在了K20A上,设定方面也是在保证最大
动力输出的同时保持较好的燃油经济性。FD2的VTEC的设定如下。
怠速时:延缓进气气门打开时间,从而避开进、排气门同时开启的区间,
提升怠速时的稳定性。
低负荷时:提前进气气门打开时间,减少机械损失,提升燃油经济性。
高转高负荷时:气门升程全开同时延缓进气气门打开时间,全力利用进气惯性吸
入更多空气。
剩下就是VTEC的开启转速,本田设定在5800rpm,其实设在这个转速是有学问
的,如果为了扭矩过度的平顺性其实VTEC开启转速可以设定得更低一些,但这
样做的话,在感官上就不太能感受到VTEC开启的快感,所以本田反而以牺牲扭
矩的平顺性来换取VTEC开启的瞬间感受,从商品性上来说是很有魅力的。
FD2用K20A气缸头的改良
自吸引擎动力提升的第一步便是提高压缩比,所以FD2用K20A也不例外,比起
DC5用K20A增加了0.2。虽然0.2看上去不多,不过要做起来可没那么容易,因
为这0.2几乎是只靠专门设计的活塞冠面形状达成的,燃烧室则原封不动。压缩比
升高之后就要面对另一个由压缩比引发的问题,引擎爆震。所以本田通过改良气
缸头的冷却水道来解决这一问题。最后是控制气门开闭的摇臂,摇臂的作用点采
用了滑轮结构来降低凸轮轴的摩擦损失。
FD2用K20A进气道抛光
进气道抛光可以说是高转引擎的必修项目,DC5的K20A使用铝制铸造进气道的
时候,进气道内壁添加了极其微小的中子颗粒来达成光滑化。而FD2的K20A又
在中子颗粒之上涂装了树脂膜,使得进气道内壁更加光滑。DC5的进气道表面粗
糙度为70-140微米,而FD2的仅为40-50微米。如果把这一项换算成动力来看,
这一工艺提升了动力2马力。
FD2用K20A进气道形状
FD2用K20A进气道相比DC5的进行了改良,FD2用进气道比起DC5更短更直,
而且进气口也稍微粗了一点,所以进气惯性的峰值会出现在更高的转速,这点从
DC5的最高扭矩出现在5000rpm上升到FD2的6100rpm就能看出来。
FD2用K20A节气门
自吸引擎提升进气效率的常用方法之一就是加大节气门,节气门加大了自然能吸
到更多空气,DC5的K20A节气门直径是62mm,FD2则加大到了64mm,而
且节气门采用了电控,这是为了防止节气门打开后动力突然增大,影响驾驶员的
操作稳定。
FD2用K20A排气
DC5的K20A排气虽然是等长的,但是不难看出为了做到等长,排气管不得不做
成了弯曲的形状,反观FD2就基本上是直的,这是因为FD2下了血本改变了车底
的结构并重新设计了引擎机脚位才达成的,对于本田来说,一定要多压榨出这5
马力。
其实总结下来不难看出K20A是一台非常优秀的引擎,本田在经过一些改良后,
让它在FD2上面的表现更上一层楼,在兼顾日常使用的同时还能发挥出如此高水
准的动力输出,无奈如此优秀的产品当年无缘天朝市场。在利益至上的现在,就
算是当年的本田也再不会花大把票子开发这种高性能的高转自吸引擎,毕竟涡
轮压榨动力成本低多了不是,而且相对容易做到节能环保。现在这个时代你还想
体验高转自吸的乐趣也许只剩下那些超跑可以选了。。。。。。