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站在自然吸气发动机顶端 解析本田F20C

发布时间:2012年05月29日 04:09 | 进入汽车论坛 | 来源:汽车之家 | 手机看视频


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从上个世纪的80年代起,在日本刮起了一股高性能车的风潮,由于那个时代没有什么环保法规、没有什么碰撞规定、油价也始终在低位徘徊,因此各个日系厂商可以更加纯粹的去追逐速度与激情。正是在这种特殊的历史背景与执着的造车理念下,诞生了一款款高性能经典车型,而每款高性能车的背后又都隐藏着一颗躁动的“心”。本田公司所研发制造的F20C发动机就有着这样的属性,而且它的性能几乎达到了自然吸气发动机的巅峰,成为了一代NA之王。

站在自然吸气发动机顶端 解析本田F20C

在介绍这款发动机之前,我们先来谈谈搭载这台NA之王的车型——本田S2000。本田的S系列车型代表着运动与速度,它的历史最早要追溯于1962年的一款全新概念车S360,这辆概念车的排气量为0.356L,发动机在9000rpm时可以输出33匹马力,而且破天荒的搭载了5速手动变速箱。对于当时还处在战后重建的日本来说,S350的推出轰动了日本车坛,也让一些老牌的欧美汽车厂商深感意外。

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本田概念车S360

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本田的第一辆小车S500

随后,本田公司向市场陆续投放了S500、S600以及于1970年停产的S800,而S2000是1999年本田公司成立51周年之际推出的全新S系列跑车。它已经距离S800的停产过去了整整29年,经过了近30年的技术积累之后,S2000车型可以说融入了本田公司各种先进的造车技术。它采用了前置后驱的驱动方式,在车辆配重上达到了完美的50:50,前双叉臂、后多连杆式的独立悬挂保证了其良好的运动天赋,最重要的则是它所搭载的一台升功率达到了91.9kW(125Ps)的2.0L自然吸气发动机。

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本田S2000

F20C属于本田红顶发动机系列中的一员,在汽车世界里,红色代表着激情与高性能。而本田的高性能发动机有三个系列:B、C、H,F只能算是中间水平,在F20C没出现之前,最高性能的当属F20B,其最大功率为200Ps,直至终极的F20C诞生。它凭借着破百的升功率,高度的平衡性以及稍作改动就可攻破万转的疯狂性能,还有高负荷运转10年都依然工作良好的寿命,使它成为本田红顶家族中的巅峰之作,无疑它也是性能最出色的民用自然吸气发动机之一。

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F20C

F20C的缸径和冲程分别为87mm和84.4mm,同时采用了扁长方形的气缸设计,从结构上来说,属于偏重于高转速的功率输出。F20C的压缩比也达到了11:1,这对于十几年前的自然吸气发动机来说,已经是很高的数值了。较高的压缩比提高了发动机的工作效率,也让F20C在功率和扭矩的输出上都更为出色。

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F20C的功率扭矩输出图

要想提高发动机的动力,最直接和有效的方法有两种,第一就是提高发动机的排量,第二则是提高发动机的转速。当然,每种手段在达到一定程度后都会存在相应的技术难题。本田公司选择的是第二种方案,这也是它所擅长的领域,通过F20C的性能表现也证明了这点。8800rpm的红线转速、高达9000rpm的断油转速,距离一万转也只有一步之遥,183kW(250Ps)/8300rpm的最大功率和217N.m/7500rpm的最大扭矩,对于一台仅有2.0L排量的自然吸气发动机来说,着实让人惊讶。

站在自然吸气发动机顶端 解析本田F20C

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经过锻造加工的零部件

F20C发动机有如此高转速的秘诀就在于轻量化的零部件,当发动机转速达到8000rpm时,活塞在缸筒内的运行速度非常快,同时由于自身的重量原因也会产生很大的运动惯性,较大的运动惯性是提高发动机转速的一个最大不利因素。因此F20C发动机内部的每一个部件都是经过锻造加工的,例如活塞、连杆等。这样不但可以承受高温高压的工作环境,而且可以有效减轻惯性质量,使得F20C进入高转速区间变得轻而易举。

F20C的轻量化部件可使其轻易达到9000rpm,但是高转速所带来的另一个问题就是动平衡,转速越高,动平衡的问题也就愈加明显。F20C高度的平衡性得益于曲轴等高速旋转部件精细的加工制造工艺,使其重量分布达到了完美的平衡。这对于从上个世纪60年代就参与F1赛事的本田来说,或许并不是很大的难题。

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独立的节气门

在进气系统上,F20C采用了4缸独立的节气门体,虽然机构上要相对复杂一些,但是对于发动机高转速时提供更为顺畅的呼吸起到了很大的作用。由于F20C采用了小夹角的气门结构,因此其正时传动机构也较为特殊。曲轴通过正时链条带动一个正时轮旋转,正时轮的背面有一个齿轮直接与进、排气凸轮轴相啮合,以带动其运转。通过齿轮直接啮合的方式也保证了发动机高速运转时对正时系统的精确要求。

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F20C搭载了本田的VTEC技术,即可变气门正时和升程电子控制系统。这套系统在进、排气凸轮轴上集成了两种角度的凸轮,在中低转速时,由普通的凸轮来顶动气门,当发动机处于中高转速区间时,机油会推动位于气门摇臂内的柱塞来完成两种凸轮的转换,高角度的凸轮不但可以使气门在一个工作循环中开启的时间更长,同时可以增加气门的升程,这样可以有效保证高转速时发动机对进气的需求。(更多关于VTEC的介绍请点击此)

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VTEC工作原理

F20C的VTEC技术并不是无级可调的,当发动机在5500rpm以下时,F20C不过是一台普通的2.0升自然吸气发动机,当达到5500rpm左右的VTEC工作转速后,高角度凸轮会突然启动,使得发动机的进气量达到5500转之前的2.5倍,这也使得F20C突然爆发出应有的威力,同时这对驾驶技术也提出了更高的要求。

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F20C的干式油底壳

F20C也有其致命的弱点,而且对于很多人来说,F20C可能显得太过“偏激”了一些,完全赛道化的取向,过分偏重高转速区间的设计,让日常行驶变成了一种折磨。特别是在低转速下,相对羸弱的扭矩输出甚至可以被一台普通的家用车较为轻松的超越,所以它真正的本事还是要在可以持续维持在高转速的赛道才能显现出来。

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F20C的高转速以及高压缩比,使它成为了本田值得骄傲的一款王牌发动机。而且由于其较高的改装潜力,也让众多性能爱好者纷纷对其进行更大动力输出的挖掘。F20C的改装从涡轮增压到机械增压,时常给改装者不同的性格。而在2007 TOP FUEL为筑波赛道专门改装的S2000(F20C),达到了720匹的记录。正是它造就了一个自然吸气车发动机的传奇,它也是最后一款采用DOHC VTEC系统的直列四缸发动机,也正是通过F20C的成功经验,全新的K20A才得以诞生。

全文总结:

F20C创造了一个自然吸气发动机的神话,它的125Ps的升功率至今鲜有超越。当然它的诞生离不开当时特定的历史环境,随着严格的排放法规陆续出台、国际油价不断高企等因素的影响,这种高转速的民用发动机相信很难再出现。虽然在它的服役期间并没有获得过什么殊荣,但是它所创造辉煌以及高度是难以被忘却的。通过偶尔回顾这种旧世代的产品,也许更能让我们认清,心中真正想要的是什么。

编者语:

排放法规的日益严格,似乎标志着高转速自然吸气发动机已经走到了生命的尽头,而各大厂商开始考虑用涡轮增压或者混合动力来作为解决方案,也许在不久的将来,我们已经很难再看到升功率超过100kW的怪兽级产品,这不得不说是发动机领域的一种悲哀。

诚然,政策是我们无法改变的,而使用新技术也不能全盘否认,但厂家在做之前需要考虑清楚,所有性能车迷需要的是一款用心研发的产品,而不是简单的将民用产品强化后放到新车上,然后广而告之,这是全新一代产品,它如何如何……

热词:

  • 本田
  • F20C
  • S2000
  • 本田: 本田(honda)汽车公司全称为“本田技研工业股份有限公司”,其前身是本田技术研究所,建于1948年9月,创始人是传奇式人物本田宗一郎。公司总部在东京,雇员总数3万人左右,并且先后建立了本田美国公司、本田英国公司。 来自:互动百科