[汽車之家 技術] 癡狂,、激進是我對本田技術研發(fā)團隊的整體印象,。當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下加入了那個原本只屬于歐洲車廠的F1比賽,,那也是本田筑夢的開始,。在接下來的每個年代里,,本田都能給我們帶來特別的感動,K20A發(fā)動機就是其中之一,,它是本田在進入21世紀后推出的主力發(fā)動機,。
注:在進入21世紀的頭十年里,K20A共經過3次進化,,而在每個階段里,,不同車型搭載的K20A發(fā)動機的調校又存在細微差異,因此,,在文章中,,我會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段落之中,。
● K20A的衍變
自從K20A發(fā)動機誕生至今日,,這臺發(fā)動機共經歷過3次升級,它的每一次衍變都為其帶來了新的生機,。
○ 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)動機舍棄(B系列發(fā)動機在進排氣方面采用傳統(tǒng)布局,,相比于反置發(fā)動機,,這顯然不利于發(fā)動機進氣,這是為什么,?),進而采用由F20C(搭載于S2000的那臺升功率破百的自然進氣發(fā)動機)改進而來的K20A發(fā)動機,。
K20發(fā)動機是本田K系列的首臺發(fā)動機(2000年10月,,K20發(fā)動機搭載于第一代本田Stream正式面世)。和F20C相比,,這臺發(fā)動機所裝配的i-VTEC(增加了連續(xù)可變氣門正時技術,,本田把這項技術稱之為VTC)技術不僅可以對氣門升程進行調整,還能通過液壓機構實現(xiàn)進氣門的開啟和關閉時刻的控制,,與氣門升程技術相結合,,使得氣門的工作節(jié)奏可以迎合不同工況下發(fā)動機在進排氣方面的需求,。
連續(xù)可變氣門正時技術的運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,,在配氣結構的細節(jié)方面,,滾子軸承式的氣門搖臂則省去了舊款需要定期調整氣門間隙的工序。
當然,,F(xiàn)20C發(fā)動機的高轉速特性還是被延續(xù)了下來,,反置式的發(fā)動機布局,角度更小的氣門重疊角等,,在這些發(fā)動機信息中,,有很多都是高轉速發(fā)動機的印證。不過,,在我們平常所關注的缸徑和行程的參數(shù)中似乎就沒有這么強的傾向性了,,一般來說,短行程的氣缸結構更適合高轉速時的表現(xiàn),,但在低轉速階段的加速性能就會有所欠缺,,反之則是善于加速而高轉速的表現(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的結構,,從結構上來說,,你可以認為它能夠讓發(fā)動機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)設定,,因此,,K20A依舊是一臺偏高轉速的性能發(fā)動機,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)動機來說并不低,,如不加以控制,很容易導致氣缸內出現(xiàn)燃燒異常(爆震)的問題,,我們深知爆震對于一臺發(fā)動機的影響,,那么,K20A是如何避免此類問題的呢,?
解決問題的關鍵在于K20A的排氣歧管,,它采用了在賽車領域被廣泛運用的4-2-1結構,在減少各氣缸間排氣干涉的同時,,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氣行程吸入更多的空氣,。綜合來看,,4-2-1結構的排氣歧管可謂是一舉多得。
這個階段的K20A并非完美,由于冷卻系統(tǒng)的工作效率問題,,在發(fā)動機長期高轉速運轉時會出現(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,,這個劣勢將成為重點的攻克目標。
○ 第二階段
在隨后的改進中,,工程師對冷卻系統(tǒng)進行了調整,,排除了之前所遇到的冷卻問題。此外,,為提高進氣的順暢度,,還針對進氣歧管部分做了進一步的完善工作。事實上,,第二階段的發(fā)動機較上一階段的發(fā)動機僅有40%的部件可以通用,,言下之意,除配氣機構,、活塞和連桿等主要部件外,,已提升至第二階段的K20A發(fā)動機做出的調整是十分全面的。
○ 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)動機便是已完成第三階段調整的K20A發(fā)動機,這一階段主要是以第二階段為基礎進行優(yōu)化性的調整,,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械拉索改為電腦調整,口徑由62mm增至64mm,。
此外,,壓縮比因燃燒室的細微調整也出現(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,,為更進一步改善排氣效果,特此引用了排氣管內壁打磨技術,,這樣的技術此前用于NSX的發(fā)動機,,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)動機在8000rpm時可以釋放225馬力的動力,,219N•m的最大扭矩出現(xiàn)在6100rpm時。
● K20A存在的問題
要說到K20A這樣一臺高轉速發(fā)動機的問題,,如果你長期關注我們的技術文章就會想到發(fā)動機始終不可避免的竄氣現(xiàn)象,這是所有內燃機都不可避免的一個“缺陷”,然而,,這一現(xiàn)象在高轉速運轉時還會有所加劇,,燃燒室內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)動機內部運轉組件對于潤滑系統(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系統(tǒng)外,,尺寸更大的機油濾芯也可以在一定程度對凈化機油起到作用,,以此來確保潤滑系統(tǒng)能夠更好地保護發(fā)動機。
機油消耗也是這臺發(fā)動機所面臨的問題,。由于K20A發(fā)動機在內部油道的設計上大多十分細微,,因此,略稀且流動性更好的機油更適合它,,但也不能使用過稀的機油,。有些激進的車主為了追求極致的加速感受(越稀的機油對發(fā)動機內部的運轉部件形成的阻力越小)而特意選用粘稠度更低的機油產品,,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,就會出現(xiàn)燒機油情況,。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)動機
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)動機,,事實上,,我們還是有很多機會可以接觸到本田K系列發(fā)動機的,例如,,雅閣,、CR-V車型,它們所使用的2.4升發(fā)動機就是K系列發(fā)動機,,當然,,紅色的氣門室蓋也不會屬于這樣的相對平民化的發(fā)動機,在調校環(huán)節(jié)也是以滿足大多數(shù)車主用車需求為出發(fā)點,,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,,i-VTEC就是很重要的一項,。其它差異則出現(xiàn)在塑料材質的進氣歧管以及鐵質的油底殼等細節(jié)之處。
○ K24Z發(fā)動機的VTEC系統(tǒng)的工作狀態(tài)
搭載于普通量產車(雅閣,、CR-V)的發(fā)動機所使用的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)在每個氣缸的進排氣側的凸輪數(shù)量以及相對應的搖臂數(shù)量。
結構上的差異自然也會導致VTEC系統(tǒng)在工作狀態(tài)的差異,。相比于上面提到的3個工作狀態(tài),,它省去了單一氣門開啟的低轉速狀態(tài),僅保留了兩個氣門以不同升程同時開啟的狀態(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構以及工作方式,。
編輯總結:
K20A發(fā)動機是本田在進入21世紀后主推的一臺四缸發(fā)動機,Integra Type-R車型的傳奇成就了K20A發(fā)動機的地位,,我知道,,這樣說對K20A發(fā)動機或許有些不公平,畢竟,,沒有這臺趨于理性的高轉速自然進氣發(fā)動機也很難延續(xù)之后車型的輝煌,,而在普通民用車中,基于K20A的技術構架衍變而來的不同排量不同調校的K系列發(fā)動機也在發(fā)揮著各自的作用,。
這臺以F20C發(fā)動機為基礎開發(fā)而來的K20A發(fā)動機在技術方面進行了擴展,,VTC連續(xù)可變氣門正時系統(tǒng)的引入更進一步完善了發(fā)動機的配氣體系,與VTEC可變氣門升程技術相結合,,使得進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)動機那樣采用更偏向于高轉速的設定,,這讓發(fā)動機也能兼顧到低轉速時的動力表現(xiàn),。這樣來看,如果說F20C發(fā)動機是個不知天高地厚的毛頭小子,,那K20A發(fā)動機則更像是歷經滄桑且深諳事勢的智者,。(圖/文 汽車之家 李博旭)
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