[汽車之家 技術(shù)] 癡狂,、激進(jìn)是我對本田技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)的整體印象,。當(dāng)年為了向世人證明本田公司擁有制造汽車的能力,,一眾熱血青年在本田宗一郎的帶領(lǐng)下加入了那個(gè)原本只屬于歐洲車廠的F1比賽,,那也是本田筑夢的開始,。在接下來的每個(gè)年代里,,本田都能給我們帶來特別的感動(dòng),,K20A發(fā)動(dòng)機(jī)就是其中之一,它是本田在進(jìn)入21世紀(jì)后推出的主力發(fā)動(dòng)機(jī),。
注:在進(jìn)入21世紀(jì)的頭十年里,,K20A共經(jīng)過3次進(jìn)化,而在每個(gè)階段里,,不同車型搭載的K20A發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)校又存在細(xì)微差異,,因此,在文章中,,我會(huì)盡可能的著重展示它們的共通之處,,至于每款車的情況將穿插在相關(guān)段落之中。
● K20A的衍變
自從K20A發(fā)動(dòng)機(jī)誕生至今日,,這臺發(fā)動(dòng)機(jī)共經(jīng)歷過3次升級,,它的每一次衍變都為其帶來了新的生機(jī)。
○ 第一階段
2002年,,本田推出了第四代Integra,,那也是最后一代Integra車型, DC5是這款車型的代號,,為了實(shí)現(xiàn)其Type-R車型對上一代的超越,,本田特意將原先的B系列發(fā)動(dòng)機(jī)舍棄(B系列發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)排氣方面采用傳統(tǒng)布局,相比于反置發(fā)動(dòng)機(jī),,這顯然不利于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣,,這是為什么?),,進(jìn)而采用由F20C(搭載于S2000的那臺升功率破百的自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī))改進(jìn)而來的K20A發(fā)動(dòng)機(jī),。
K20發(fā)動(dòng)機(jī)是本田K系列的首臺發(fā)動(dòng)機(jī)(2000年10月,,K20發(fā)動(dòng)機(jī)搭載于第一代本田Stream正式面世)。和F20C相比,,這臺發(fā)動(dòng)機(jī)所裝配的i-VTEC(增加了連續(xù)可變氣門正時(shí)技術(shù),,本田把這項(xiàng)技術(shù)稱之為VTC)技術(shù)不僅可以對氣門升程進(jìn)行調(diào)整,還能通過液壓機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣門的開啟和關(guān)閉時(shí)刻的控制,,與氣門升程技術(shù)相結(jié)合,,使得氣門的工作節(jié)奏可以迎合不同工況下發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)排氣方面的需求。
連續(xù)可變氣門正時(shí)技術(shù)的運(yùn)用也在一定程度上緩解了原先F20C在高功率輸出過程中不夠連續(xù)的問題,。另外,,在配氣結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)方面,滾子軸承式的氣門搖臂則省去了舊款需要定期調(diào)整氣門間隙的工序,。
當(dāng)然,,F(xiàn)20C發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速特性還是被延續(xù)了下來,反置式的發(fā)動(dòng)機(jī)布局,,角度更小的氣門重疊角等,,在這些發(fā)動(dòng)機(jī)信息中,有很多都是高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)的印證,。不過,,在我們平常所關(guān)注的缸徑和行程的參數(shù)中似乎就沒有這么強(qiáng)的傾向性了,一般來說,,短行程的氣缸結(jié)構(gòu)更適合高轉(zhuǎn)速時(shí)的表現(xiàn),,但在低轉(zhuǎn)速階段的加速性能就會(huì)有所欠缺,反之則是善于加速而高轉(zhuǎn)速的表現(xiàn)相對就不那么盡如人意,,而K20A的氣缸采用了相對中庸的86mm×86mm的結(jié)構(gòu),,從結(jié)構(gòu)上來說,你可以認(rèn)為它能夠讓發(fā)動(dòng)機(jī)兼顧到加速和極速狀態(tài)下的表現(xiàn),,再加之較高的壓縮比(11.5:1)設(shè)定,,因此,K20A依舊是一臺偏高轉(zhuǎn)速的性能發(fā)動(dòng)機(jī),,只不過是多了幾分理性罷了,。
11.5:1的壓縮比對于一臺汽油發(fā)動(dòng)機(jī)來說并不低,如不加以控制,,很容易導(dǎo)致氣缸內(nèi)出現(xiàn)燃燒異常(爆震)的問題,,我們深知爆震對于一臺發(fā)動(dòng)機(jī)的影響,那么,,K20A是如何避免此類問題的呢,?
解決問題的關(guān)鍵在于K20A的排氣歧管,它采用了在賽車領(lǐng)域被廣泛運(yùn)用的4-2-1結(jié)構(gòu),在減少各氣缸間排氣干涉的同時(shí),,還能控制氣缸工作溫度,,另外,更為通暢的排氣也可以促使氣缸在之后的進(jìn)氣行程吸入更多的空氣,。綜合來看,,4-2-1結(jié)構(gòu)的排氣歧管可謂是一舉多得。
這個(gè)階段的K20A并非完美,,由于冷卻系統(tǒng)的工作效率問題,,在發(fā)動(dòng)機(jī)長期高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)水溫偏高的情況,這無疑對性能造成了影響,,穩(wěn)定性也略顯不足,在下一階段的開發(fā)中,,這個(gè)劣勢將成為重點(diǎn)的攻克目標(biāo),。
○ 第二階段
在隨后的改進(jìn)中,工程師對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)整,,排除了之前所遇到的冷卻問題,。此外,為提高進(jìn)氣的順暢度,,還針對進(jìn)氣歧管部分做了進(jìn)一步的完善工作,。事實(shí)上,第二階段的發(fā)動(dòng)機(jī)較上一階段的發(fā)動(dòng)機(jī)僅有40%的部件可以通用,,言下之意,,除配氣機(jī)構(gòu)、活塞和連桿等主要部件外,,已提升至第二階段的K20A發(fā)動(dòng)機(jī)做出的調(diào)整是十分全面的,。
○ 第三階段
2007年底,本田思域Type-R(FD2)面世,,這款車所搭載的發(fā)動(dòng)機(jī)便是已完成第三階段調(diào)整的K20A發(fā)動(dòng)機(jī),,這一階段主要是以第二階段為基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化性的調(diào)整,其中變化最為顯著的要屬節(jié)氣門部分,,節(jié)氣門的控制由原先的機(jī)械拉索改為電腦調(diào)整,,口徑由62mm增至64mm。
此外,,壓縮比因燃燒室的細(xì)微調(diào)整也出現(xiàn)變化,,11.7:1的數(shù)值相比之前則有所提升。在排氣歧管部分,,為更進(jìn)一步改善排氣效果,,特此引用了排氣管內(nèi)壁打磨技術(shù),這樣的技術(shù)此前用于NSX的發(fā)動(dòng)機(jī),可見本田方面對于K20A的重視,。在一系列優(yōu)化之后,,第三階段的K20A發(fā)動(dòng)機(jī)在8000rpm時(shí)可以釋放225馬力的動(dòng)力,219N•m的最大扭矩出現(xiàn)在6100rpm時(shí),。
● K20A存在的問題
要說到K20A這樣一臺高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)的問題,,如果你長期關(guān)注我們的技術(shù)文章就會(huì)想到發(fā)動(dòng)機(jī)始終不可避免的竄氣現(xiàn)象,這是所有內(nèi)燃機(jī)都不可避免的一個(gè)“缺陷”,,然而,,這一現(xiàn)象在高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)還會(huì)有所加劇,燃燒室內(nèi)的混合氣穿過活塞環(huán)竄入潤滑系統(tǒng)并對其造成一定的影響,,更為重要的是,,發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)組件對于潤滑系統(tǒng)又有著非常高的依賴性,為此,,除了采用必要的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)外,,尺寸更大的機(jī)油濾芯也可以在一定程度對凈化機(jī)油起到作用,以此來確保潤滑系統(tǒng)能夠更好地保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī),。
機(jī)油消耗也是這臺發(fā)動(dòng)機(jī)所面臨的問題,。由于K20A發(fā)動(dòng)機(jī)在內(nèi)部油道的設(shè)計(jì)上大多十分細(xì)微,因此,,略稀且流動(dòng)性更好的機(jī)油更適合它,,但也不能使用過稀的機(jī)油。有些激進(jìn)的車主為了追求極致的加速感受(越稀的機(jī)油對發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的運(yùn)轉(zhuǎn)部件形成的阻力越�,。┒匾膺x用粘稠度更低的機(jī)油產(chǎn)品,,但這就對氣缸和活塞及活塞環(huán)之間的配合間隙提出了更高的要求,其中,,就會(huì)出現(xiàn)燒機(jī)油情況,。不得不說,這就是K20A玩家的態(tài)度,。
● 我們身邊的本田K系列發(fā)動(dòng)機(jī)
整篇文章中我們一直圍繞著本田那些遙不可及的性能車來介紹K20A發(fā)動(dòng)機(jī),,事實(shí)上,我們還是有很多機(jī)會(huì)可以接觸到本田K系列發(fā)動(dòng)機(jī)的,,例如,,雅閣、CR-V車型,,它們所使用的2.4升發(fā)動(dòng)機(jī)就是K系列發(fā)動(dòng)機(jī),,當(dāng)然,紅色的氣門室蓋也不會(huì)屬于這樣的相對平民化的發(fā)動(dòng)機(jī),,在調(diào)校環(huán)節(jié)也是以滿足大多數(shù)車主用車需求為出發(fā)點(diǎn),,斗狠肯定也不是它的熱衷,。不過,它還是保留了K20A身上的主要技術(shù),,i-VTEC就是很重要的一項(xiàng),。其它差異則出現(xiàn)在塑料材質(zhì)的進(jìn)氣歧管以及鐵質(zhì)的油底殼等細(xì)節(jié)之處。
○ K24Z發(fā)動(dòng)機(jī)的VTEC系統(tǒng)的工作狀態(tài)
搭載于普通量產(chǎn)車(雅閣,、CR-V)的發(fā)動(dòng)機(jī)所使用的VTEC系統(tǒng)與上面提到的Type-R所使用的VTEC系統(tǒng)有所不同,,區(qū)別出現(xiàn)在每個(gè)氣缸的進(jìn)排氣側(cè)的凸輪數(shù)量以及相對應(yīng)的搖臂數(shù)量。
結(jié)構(gòu)上的差異自然也會(huì)導(dǎo)致VTEC系統(tǒng)在工作狀態(tài)的差異,。相比于上面提到的3個(gè)工作狀態(tài),它省去了單一氣門開啟的低轉(zhuǎn)速狀態(tài),,僅保留了兩個(gè)氣門以不同升程同時(shí)開啟的狀態(tài)和以最大升程開啟的狀態(tài),。在視頻中可以可以看到這樣的結(jié)構(gòu)以及工作方式。
編輯總結(jié):
K20A發(fā)動(dòng)機(jī)是本田在進(jìn)入21世紀(jì)后主推的一臺四缸發(fā)動(dòng)機(jī),,Integra Type-R車型的傳奇成就了K20A發(fā)動(dòng)機(jī)的地位,,我知道,這樣說對K20A發(fā)動(dòng)機(jī)或許有些不公平,,畢竟,沒有這臺趨于理性的高轉(zhuǎn)速自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)也很難延續(xù)之后車型的輝煌,,而在普通民用車中,,基于K20A的技術(shù)構(gòu)架衍變而來的不同排量不同調(diào)校的K系列發(fā)動(dòng)機(jī)也在發(fā)揮著各自的作用。
這臺以F20C發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)開發(fā)而來的K20A發(fā)動(dòng)機(jī)在技術(shù)方面進(jìn)行了擴(kuò)展,,VTC連續(xù)可變氣門正時(shí)系統(tǒng)的引入更進(jìn)一步完善了發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣體系,,與VTEC可變氣門升程技術(shù)相結(jié)合,使得進(jìn)排氣的效率得到提升,。另外,,缸徑和行程的參數(shù)也不再像F20C發(fā)動(dòng)機(jī)那樣采用更偏向于高轉(zhuǎn)速的設(shè)定,這讓發(fā)動(dòng)機(jī)也能兼顧到低轉(zhuǎn)速時(shí)的動(dòng)力表現(xiàn),。這樣來看,,如果說F20C發(fā)動(dòng)機(jī)是個(gè)不知天高地厚的毛頭小子,那K20A發(fā)動(dòng)機(jī)則更像是歷經(jīng)滄桑且深諳事勢的智者,。(圖/文 汽車之家 李博旭)
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