F20C的來源:
從上個世紀的80年代起,在日本刮起了一股高性能車的風潮,由于那個時代沒有什么環(huán)保法規(guī)、沒有什么碰撞規(guī)定、油價也始終在低位徘徊,因此各個日系廠商可以更加純粹的去追逐速度與激情。正是在這種特殊的歷史背景與執(zhí)著的造車理念下,誕生了一款款高性能經(jīng)典車型,而每款高性能車的背后又都隱藏著一顆躁動的“心”。本田公司所研發(fā)制造的F20C發(fā)動機就有著這樣的屬性,而且它的性能幾乎達到了自然吸氣發(fā)動機的巔峰,成為了一代NA之王。
『本田概念車S360』
在介紹這款發(fā)動機之前,我們先來談談搭載這臺NA之王的車型——本田S2000。本田的S系列車型代表著運動與速度,它的歷史最早要追溯于1962年的一款全新概念車S360,這輛概念車的排氣量為0.356L,發(fā)動機在9000rpm時可以輸出33匹馬力,而且破天荒的搭載了5速手動變速箱。對于當時還處在戰(zhàn)后重建的日本來說,S350的推出轟動了日本車壇,也讓一些老牌的歐美汽車廠商深感意外。
隨后,本田公司向市場陸續(xù)投放了S500、S600以及于1970年停產(chǎn)的S800,而S2000是1999年本田公司成立51周年之際推出的全新S系列跑車。它已經(jīng)距離S800的停產(chǎn)過去了整整29年,經(jīng)過了近30年的技術積累之后,S2000車型可以說融入了本田公司各種先進的造車技術。它采用了前置后驅(qū)的驅(qū)動方式,在車輛配重上達到了完美的50:50,前雙叉臂、后多連桿式的獨立懸掛保證了其良好的運動天賦,最重要的則是它所搭載的一臺升功率達到了91.9kW(125馬力)的2.0L自然吸氣發(fā)動機。
『本田的第一輛小車S500』
F20C屬于本田紅頂發(fā)動機系列中的一員,在汽車世界里,紅色代表著激情與高性能。而本田的高性能發(fā)動機有三個系列:B、C、H,F(xiàn)只能算是中間水平,在F20C沒出現(xiàn)之前,最高性能的當屬F20B,其最大功率為200Ps,直至終極的F20C誕生。它憑借著破百的升功率,高度的平衡性以及稍作改動就可攻破萬轉(zhuǎn)的瘋狂性能,還有高負荷運轉(zhuǎn)10年都依然工作良好的壽命,使它成為本田紅頂家族中的巔峰之作,無疑它也是性能最出色的民用自然吸氣發(fā)動機之一。
『本田S2000』
F20C的缸徑和沖程分別為87mm和84.4mm,同時采用了扁長方形的氣缸設計,從結(jié)構(gòu)上來說,屬于偏重于高轉(zhuǎn)速的功率輸出。F20C的壓縮比也達到了11:1,這對于十幾年前的自然吸氣發(fā)動機來說,已經(jīng)是很高的數(shù)值了。較高的壓縮比提高了發(fā)動機的工作效率,也讓F20C在功率和扭矩的輸出上都更為出色。
要想提高發(fā)動機的動力,最直接和有效的方法有兩種,第一就是提高發(fā)動機的排量,第二則是提高發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。當然,每種手段在達到一定程度后都會存在相應的技術難題。本田公司選擇的是第二種方案,這也是它所擅長的領域,通過F20C的性能表現(xiàn)也證明了這點。8800rpm的紅線轉(zhuǎn)速、高達9000rpm的斷油轉(zhuǎn)速,距離一萬轉(zhuǎn)也只有一步之遙,183kW(250馬力)/8300rpm的最大功率和217N·m/7500rpm的最大扭矩,對于一臺僅有2.0L排量的自然吸氣發(fā)動機來說,著實讓人驚訝。
『F20C』
F20C發(fā)動機有如此高轉(zhuǎn)速的秘訣就在于輕量化的零部件,當發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到8000rpm時,活塞在缸筒內(nèi)的運行速度非?欤瑫r由于自身的重量原因也會產(chǎn)生很大的運動慣性,較大的運動慣性是提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速的一個最大不利因素。因此F20C發(fā)動機內(nèi)部的每一個部件都是經(jīng)過鍛造加工的,例如活塞、連桿等。這樣不但可以承受高溫高壓的工作環(huán)境,而且可以有效減輕慣性質(zhì)量,使得F20C進入高轉(zhuǎn)速區(qū)間變得輕而易舉。
F20C的輕量化部件可使其輕易達到9000rpm,但是高轉(zhuǎn)速所帶來的另一個問題就是動平衡,轉(zhuǎn)速越高,動平衡的問題也就愈加明顯。F20C高度的平衡性得益于曲軸等高速旋轉(zhuǎn)部件精細的加工制造工藝,使其重量分布達到了完美的平衡。這對于從上個世紀60年代就參與F1賽事的本田來說,或許并不是很大的難題。
『F20C的功率扭矩輸出圖』
在進氣系統(tǒng)上,F(xiàn)20C采用了4缸獨立的節(jié)氣門體,雖然機構(gòu)上要相對復雜一些,但是對于發(fā)動機高轉(zhuǎn)速時提供更為順暢的呼吸起到了很大的作用。由于F20C采用了小夾角的氣門結(jié)構(gòu),因此其正時傳動機構(gòu)也較為特殊。曲軸通過正時鏈條帶動一個正時輪旋轉(zhuǎn),正時輪的背面有一個齒輪直接與進、排氣凸輪軸相嚙合,以帶動其運轉(zhuǎn)。通過齒輪直接嚙合的方式也保證了發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時對正時系統(tǒng)的精確要求。
F20C搭載了本田的VTEC技術,即可變氣門正時和升程電子控制系統(tǒng)。這套系統(tǒng)在進、排氣凸輪軸上集成了兩種角度的凸輪,在中低轉(zhuǎn)速時,由普通的凸輪來頂動氣門,當發(fā)動機處于中高轉(zhuǎn)速區(qū)間時,機油會推動位于氣門搖臂內(nèi)的柱塞來完成兩種凸輪的轉(zhuǎn)換,高角度的凸輪不但可以使氣門在一個工作循環(huán)中開啟的時間更長,同時可以增加氣門的升程,這樣可以有效保證高轉(zhuǎn)速時發(fā)動機對進氣的需求。
F20C的VTEC技術并不是無級可調(diào)的,當發(fā)動機在5500rpm以下時,F(xiàn)20C不過是一臺普通的2.0升自然吸氣發(fā)動機,當達到5500rpm左右的VTEC工作轉(zhuǎn)速后,高角度凸輪會突然啟動,使得
『經(jīng)過鍛造加工的零部件』發(fā)動機的進氣量達到5500轉(zhuǎn)之前的2.5倍,這也使得F20C突然爆發(fā)出應有的威力,同時這對駕駛技術也提出了更高的要求。
F20C也有其致命的弱點,而且對于很多人來說,F(xiàn)20C可能顯得太過“偏激”了一些,完全賽道化的取向,過分偏重高轉(zhuǎn)速區(qū)間的設計,讓日常行駛變成了一種折磨。特別是在低轉(zhuǎn)速下,相對羸弱的扭矩輸出甚至可以被一臺普通的家用車較為輕松的超越,所以它真正的本事還是要在可以持續(xù)維持在高轉(zhuǎn)速的賽道才能顯現(xiàn)出來。
F20C的高轉(zhuǎn)速以及高壓縮比,使它成為了本田值得驕傲的一款王牌發(fā)動機。而且由于其較高的改裝潛力,也讓眾多性能愛好者紛紛對其進行更大動力輸出的挖掘。F20C的改裝從渦輪增壓到機械增壓,時常給改裝者不同的性格。而在2007 TOP FUEL為筑波賽道專門改裝的S2000(F20C),達到了720匹的記錄。正是它造就了一個自然吸氣車發(fā)動機的傳奇,它也是最后一款采用DOHC VTEC系統(tǒng)的直列四缸發(fā)動機,也正是通過F20C的成功經(jīng)驗,全新的K20A才得以誕生。
技術參數(shù)
『獨立的節(jié)氣門』排量
1997毫升
氣缸排列形式
直列4缸
缸徑
87毫米
沖程
84.4毫米
壓縮比
11:1
升功率
『VTEC工作原理』91.9千瓦(125馬力)/升
最高轉(zhuǎn)速
9000rpm
最大功率
183kW(250馬力)/8300rpm
最大扭矩
217N·m/7500rpm
特有技術
每缸獨立節(jié)氣門、VTEC、干式油底殼
搭載車型
本田S2000
總結(jié):
F20C創(chuàng)造了一個自然吸氣發(fā)動機的神話,它的125匹馬力的升功率至今鮮有超越。當然它的誕生離不開當時特定的歷史環(huán)境,隨著嚴格的排放法規(guī)陸續(xù)出臺、國際油價不斷高企等因素的影響,這種高轉(zhuǎn)速的民用發(fā)動機相信很難再出現(xiàn)。雖然在它的服役期間并沒有獲得過什么殊榮,但是它所創(chuàng)造輝煌以及高度是難以被忘卻的。通過偶爾回顧這種舊世代的產(chǎn)品,也許更能讓我們認清,心中真正想要的是什么。