2018-01-25 13:17

粉丝少了,肯定要发文章啊,不发没有粉丝啊。

做生意这方面,做生意是不可能做的,这辈子都是不可能做生意的。

卖车又会不卖,就是写这种东西,才能维持得了粉丝这样子。

进到微博里面就像回家一样,大年三十晚上我都不回去,在微博里面的感觉比家里好多了,进到微博里面个个都是人才,说话又好听,超喜欢在里面。

                                                                         狮达.格拉瓦


哈哈哈,言归正传,要我解读GT300组的EJ20,我肯定是没那个水平,不过以下这三个人嘛肯定没问题!他们分别是:


斯巴鲁技术国际股份公司—动力技术部—动力系统开发组主任:土岐文二

斯巴鲁技术国际股份公司—动力技术部—动力系统开发组主查:小泽正弘

富士重工业股份公司—斯巴鲁技术本部—引擎设计部主查A3主查:岩井智俊


首先来看看BRZ GT300的EJ20的主要部件


发动机数据

发动机号:EJ20

结构:水平对置4缸双顶置凸轮轴16气门单涡轮

排量:1994cc

中缸材料:铝合金

气门驱动方式:直动

缸径×冲程:92.0mm×75.0mm

压缩比:10.0以上

马力:221千瓦以上/6000转

扭矩:450牛米以上/4000转

进气限制器:直径37.5mm×1

涡轮:IHI制

机油供给系统:干式油底壳

机油:摩特300V(15W-50)

照片是从前方拍摄的,可以看到排气是4合1然后到涡轮,齿型皮带驱动凸轮轴,还能看到短裙活塞,这台EJ20纵置在机舱防火墙的略微前面一点,仅用于驱动后轮。前面的半轴和方向机放在发动机的前面,完全的FMR 布局。


干式油底壳

油底壳采用了干式,只给需要润滑的部分提供适量的机油进行润滑,虽然在过去的赛用EJ20也采用这个方式,但是BRZ GT300上的这套系统是完全重新设计的,缸体下边配置了2枚叶片的罗茨4连装油泵。


燃料喷射系统

这张图片是缸体上边的油轨部分。将燃料喷射到进气歧管的喷射方式和WRC用的EJ20一样,不过进气歧管和WRC的EJ20略微不同。在装车状态下,油轨附近应该还有各种电线。


气缸

与民用EJ20相比,活塞侧裙部分更短。火花塞配置在燃烧室中央部分。进气气门(上侧)和排气气门(下侧)形成的气门夹角和民用的一样。虽然近年来赛车发动机有缩小气门夹角来抑制燃烧室表面积的倾向,但是EJ20还是和以前一样采用了屋脊式燃烧室。


涡轮

IHI制涡轮和排气管的结合部分,WRC的EJ20虽然是4-2-1,但是GT用以车辆搭载前提为最优先事项,采用了4-1的不等长排气歧管。涡轮侧的涡管形状并不是最适合4-1集合的。


进气限制器

图上像喇叭一样的东西就是进气限制器,内部直径37.5mm,发动机的进气只能从这个地方进入,它的后边是涡轮的进气压缩机。


油泵

缸体正下方的油泵,为了将发动机搭载位高度降到最低,采用了直径小的2枚叶片的罗茨4连装油泵(结构和机械增压的罗茨式一样),驱动油泵的动力来自于曲轴。

左右侧缸体的连接部分有一个很大的缺口,正好把油泵当成一个盖子装在这里。


曲轴

水平对置发动机特有的曲轴,曲柄非常薄。WRC用EJ20连曲轴的平衡块都没有,但是GT用的曲轴平衡块却很普通。曲轴使用铬钼钢制造并经过窒化处理和超精密的加工。


节气门

经过压缩的空气会通过这个节气门最后进到气缸里,这个节气门的后边分成了4条进气道,在进气道之后就是进气歧管了。


活塞

活塞冠面和WRC用EJ20的活塞一样。压缩比10.0以上,但是比起WRC用EJ20的12.25还是要低很多。


连杆

连杆是由SNCM(镍类金刚石)锻造切削加工而成,机油通过大小端部内的机油孔进行润滑,机油孔的开孔位置和润滑方式属于中央润滑式,机油孔也是经过超精密加工的。


凸轮轴

凸轮轴是从整块的锻造材料上加工出来的。表面的黑色是类金刚石碳涂层。进气/排气的升程是11mm,和WRC的EJ20一样,不过根据发动机的特性,凸轮形状和WRC用完全不一样。


气缸周围

水平对置发动机宽度大,燃烧室-气缸头的设计需要花很大的功夫。GT300的EJ20将气门夹角缩小,把燃烧室设计得更紧凑,这也导致了发动机变得更宽。

BRZ GT300机舱图片,左右侧的黑色隆起是轮拱,图片中央偏后边就是发动机,S型的进气管道和涡轮值得留意。


Super GT用EJ20解读

WRC用EJ20在3000转附近能够产生近700牛米的扭矩,这是因为比赛规则要求在涡轮的压缩机侧安装直径34mm的进气限制器。即使排气能够轻松推动涡轮叶片转动,但是吸气侧的进气口直径只有34mm,增压值在3500转附近就会达到极限。


这样的话,高转速下的扭矩就很悲剧了,不过WRC根本就不需要高转速,高转下的扭矩并没有实际意义。所以WRC的赛车发动机设计主流是只要发动机转速超过怠速区间,增压就介入了。拉力赛比的是通过SS区间的时间,最后把每段SS区间的成绩加起来决定排名。比赛都是单车进行,不会出现和其它车一起混跑的情况。对于如何以最快的时间通过比赛区间,我们认为就是要让发动机在低、中转速区间拥有强大的扭矩。


不仅要让转速的上升变得敏捷,转速的下降也要同样敏捷。所以曲轴的平衡块被去掉了。赛车手对油门的微妙控制会直接反映到发动机转速上,只要一收油,转速便迅速下降,一给油,增压便毫无延迟地到来。时刻变化的路面状况对发动机的扭矩性能有很高的要求,WRC用EJ20通过敏捷的反应和低、中转速区间的强大扭矩,赢得了WRC的冠军。

上图是2007年翼豹WRC的机舱,发动机搭载位置和民用的一样。发动机上方放置了分线箱,涡轮在发动机正后方,中冷在车辆前方。


  上面简单介绍了一下WRC的EJ20,现在来看看超级GT用EJ20。赛道上参赛车辆都是同时起跑,谁能最先通过终点谁就能夺冠,赛道是固定的,只要天气和比赛时间不出现大的变化,所有外在环境都是相同的,发动机的转速也只是根据直线长度和弯道而发生变化。直线上的最大动力和全油门的加速能力才是重要的,低转速的扭矩并不像拉力赛那么受重视,直线上油门操作也只有大开大合两种方式。


  也就是说,拉力赛和场地赛对发动机的要求完全不同。


从上边2张图可以看出来,日本拉力全SS区间,发动机有72%的比例工作在3000-5250转,5500转以上的使用率不到10%。富士赛道上发动机有68%的比例工作在5000-6000转。虽然赛道上边发动机的转速会根据弯道半径和弯道数量发生变化,但是比起拉力用发动机工作转速还是高多了。


各种比赛对发动机特性所提出的不同要求自然也会反映到设计上。GT300用EJ20比起WRC用EJ20是往高转的方向设计的。我们来看一下GT300用EJ20的各个部分。


  首先,GT300的缸体和民用EJ20相同,WRC的也和民用相同。缸体是铝合金制造的半封闭是缸体,气缸头侧能看到冷却水路露出来,曲轴由5个轴承支撑。缸体自身是民用品。不是专门为比赛设计的,以民用的状态去参加比赛,这就是斯巴鲁所说的【水平对置的骄傲】。

 

  燃烧室的设计上,民用/GT300/WRC也几乎相同。只是进/排气门的夹角略大,形成了典型的屋脊式燃烧室。每个缸进/排气门各2根,和民用一样采用了直动式。在4根气门的中央放置了火花塞,火花塞采用赛车发动机经常用的沿面型(沿面型就是不带接地电极,外周整个一圈作为接地电极,优点是不容易失火,减小爆震的几率,缺点是低温始动性不太好,而且只有高热价的。转子发动机的火花塞也是这种类型)。点火线圈使用了强化型,但是火花发生时间和民用的一样。气门弹簧流用WRC的,GT300的EJ20在7000转断油,弹簧完全没有问题。


  气门重叠角(就是进/排气门同时打开的时间)远远大于民用EJ20,但是比WRC的小。因为不想把本来就受到限制的进气量再用到扫气上边(就是把燃烧室里边的废气赶到排气口去)。GT300的EJ20还很重视燃油经济性,如果省油的话可以减少进入维修站的时间。


WRC用EJ20在最大功率下的空燃比略微高于理论空燃比,酸素过剩率在0.83附近。酸素过剩率为1的时候等于理论空燃比,1以上为稀薄燃烧,1以下为混合气偏浓。GT300用EJ20在最大功率下的酸素过剩率在0.9附近。最新的民用发动机油门全开的情况下混合气也是偏浓的。氧传感器在4条排气管合成一条的位置,通过观察酸素过剩率,反馈信息给ECU来调节喷油。安装三元催化器的民用车也是用的这一套控制方法,当然超级GT也要求赛车必须装备三元催化器。


动力传输部件那一块的话,曲轴使用铬钼钢制造并经过窒化处理和超精密的加工。凸轮轴是从整块的锻造材料上加工出来的,表面有类金刚石碳涂层。它们都是经过WRC考验的零部件。


润滑系是完全重新设计的,WRC虽然禁止使用干式油底壳,但超级GT却允许使用。干式油底壳降低了发动机的高度,4连装的油泵通过皮带连接曲轴,并由曲轴驱动。曲轴对油泵的驱动是不到2倍的增速驱动(因为油泵的齿轮比曲轴普利要小)。由于水平对置发动机的气缸分别在两侧,但是又必须从两侧回收同等量的机油,很有难度。在缸体这个密封的空间里充满了空气,发动机也总是朝一个方向转动,所以会在缸体了产生空气的流动,如果不采取什么办法阻挡空气的流动的话,就无法均等地回收两侧气缸的机油。GT用EJ20在缸体内设置隔板阻挡气流可是费了大把功夫。

排气系的设计和WRC用EJ20完全不同。08年的WRC采用了4-2-1集合,这种结构很占地方,GT用改为了4-1集合,涡轮放在发动机前方,将搭载性和机舱的布局作为最优先事项。排气管装在车上的时候看上去很长,这是因为要绕过很多其它零件所致。


另外涡轮在发动机前方,所以进气管的长度也增加了。我们本来是想缩短连通管(这个我还真不知道他说的连通管是哪个地方,谁能猜出来)长度获得排气脉动,但这已经不可能实现,于是我们采用了WRC时代的思想,既然不能缩短连通管长度,那么就把迟来的压力运用到下一个冲程好了。吸排气系的改装手法和一般的直4,V6/V8还是不一样。


在耐用性和信赖性上,GT300用EJ20还是比不上WRC用EJ20,08年的WRC规定1台发动机要跑三站,而斯巴鲁在此之上还把发动机的耐用性提高了30%,GT300不需要这么高的耐用性,所以发动机可以做得轻量化。零部件的生命周期GT300要远大于WRC。


全文完!我只想说赛用EJ20简直是民用EJ20的超级版!可是国内只能买到EJ25,不过总比没有好,话说我有台车况不错的GVF,谁有兴趣,私信我吧!






















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