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发表于 2012-2-14 08:24:45

无法忘记的地上之星 本田VTEC技术——以此纪念本田曾经的荣光

 

在此,首先感谢梁伯苓先生

作为近代的本田车上最为常见的科技,VTEC技术可能是大家最多见的一种发动机配气科技——事实上今天绝大部分的本田车型都配备了这种技术。在国内人们对车的要求更多是为了家用,是否省油也是一项重要的挑选指标,所以在国内本田使用的VTEC衍生版本只关乎节油,以至于,那些使用VTEC技术的强力发动机所配备的车型也从未正式在我国内地市场销售过。而国内的车迷对于VTEC曾给本田带来的那些荣光,我们或者知之甚少,或者深觉遥不可及。



看着本文的题目点进来的读者可能会存在疑问,“无法忘记的地上之星”,这句话可能褒美之意溢于言表,这么一款几乎现在所有本田民用车都有的技术能值得如此褒奖?或许您花费一点时间读完本文之后会有不一样的感受。事实上,早些年本田在民间的辉煌,近乎完全始于这种技术。

VTEC是什么?

从字面意义上来讲,“VTEC”这个字是英文Variable valve Timing and lift Electronic Control system的缩写,也就是可变气门正时和气门升程电子控制系统的意思。这是一种本田技研工业开发的用于四冲程内燃机的可变配气系统。也是世界上首个此类系统。后世出现的同类的系统包括三菱的MIVEC系统、斯巴鲁的AVCS系统、丰田的VVT-i和VVTL-i技术、宝马的VANOS系统和Valvetronic系统、保时捷的Variocam和VarioCam Plus系统、日产的Neo VVL和VVEL系统、奥迪的AVS系统等等。而这里需要特别说明的是,在VTEC技术发布后比较短时间所发布的技术,包括丰田的VVT-i、保时捷的Variocam和宝马的VANOS等,都仅仅具有可变气门正时功能,而不具有对于功率的提升效果更为明显的调整气门升程功能。



如果说近年来新锐的缸内直喷算是相当古老的技术的话(详见注1),那么以本田的VTEC为代表的一系列可变气门技术对于四冲程活塞式内燃机而言,则是之前从未出现过的科技。VTEC这项由本田的开发工程师,松泽健一先生所发明的科技,可以说给20世纪末的汽车业界带来了革命性的改变。不同于现时下很多资料所指出的,VTEC实际上最初的设计目标在于在有限的排量下榨取尽可能大的马力,提供达到甚至超过100ps/L的高额升功率,并在同时保持车辆的日常走行的便利性,高性能诉求显而易见。而在之后的岁月中所做出的一系列设计改变则才是纯粹为了提高车辆的燃油经济性。




采用VTEC技术的节气门构造与常规节气门构造的比较

可以说从这个角度讲,VTEC算是很特殊的一种科技——1970年代的石油危机爆发导致油价上涨到之前不可想象的水平,并再没回落到早年间的低水平之后,民用车辆上很少出现单纯为了提高单位功率输出的技术。VTEC技术的关键在于气门的升程“可变”,实现的方式是通过在凸轮轴上采用不同以往的设计,本田的工程师们在每个气门的凸轮轴上设置了两颗凸轮,这两颗高低和开启角度都不同的凸轮分别负责着不同转速下的气门开启角度。同时,也在凸轮和气门之间加入了两组摇臂,藉由发动机的机油压力的变化来控制哪一组摇臂进行工作,达到切换摇臂的转速的瞬间,两组在低转速下可以独立运转的摇臂被紧紧联结在一起,共同由高角度的那颗凸轮控制,借此提高气门的开启角度,让引擎释放全数的动力(也就是俗称的“开TEC”动作)。




VTEC的主要构造(本图摄自F20C型发动机)

这样的设计相当于让民用发动机拥有了一组更高角度的(类似赛车发动机角度)凸轮轴,可以在高转速域下达到更大的气门开启角度,吸入更多空气进入燃烧室达成更有力的燃烧,藉此让引擎在日常使用的较低转速下保持通常的燃油经济性和较容易控制的特性。同时(直接使用高角度凸轮轴会导致较高的怠速转速,在民用发动机供油系统不够强力的情况下,更可能导致怠速不稳现象),达成高转速域下的更高马力输出。




具备VTEC技术的节气门的工作示意图

注1:缸内直喷技术最早在1930年代初由戴姆勒-奔驰发明,并于1935年开始运用于开始试做和小批量先行生产的DB601A1型33.9L排量,倒V12缸四冲程自然吸气汽油发动机,但此型发动机并非用于当时的任何汽车,而是应用于各类军用飞机和封闭航道用竞速飞机。最初搭载于Messerschmitt Bf109A型试做战斗机。由DB601系列发动机发展出的同样具有缸内直喷系统的DB603和DB605系列发动机被广泛运用于在1930年代末至二次大战败战之前的各型德国空军军用飞机之上。稍后出现的容克斯Jumo 210G型19.7L排量倒V12机械增压发动机亦装备了由Lichte博士所开发的缸内直喷系统。




世界首台缸内直喷发动机,戴姆勒-奔驰DB601A型发动机

缸内直喷技术在汽车上的首次运用则是战后的1955年的奔驰300SL,这款传奇车型的发动机使用了博世方面提供的直喷技术。而后除了美国的AMC和福特公司在1970年代的少量运用之外,缸内直喷技术很少出现在汽车领域。近年来缸内直喷技术在汽车上的大规模使用则始于三菱,1996年三菱的GDI直喷技术开始被应用于一部分4G93型发动机上。1997年,日产Leopard开始使用VQ30DD型直喷发动机。1998年,丰田发布了使用其D-4直喷系统的1AZ-FSE发动机,并用于当年的Avensis。1999年,雷诺发布了其直喷科技车型,同年,标致雪铁龙、现代、沃尔沃则向三菱购买了其GDI技术的使用权。而直到2000年,大家耳熟能详的大众FSI技术才诞生,运用在当时的lupo之上。

VTEC鼻祖之DOHC VTEC——B16A型发动机(1)

技术的豪华是必须要有一个好的并且成功的产品来证明,而这一实用化的成品也就是1989年4月19日发布的Integra RSI(DA6)和Integra XSI(DA6/DA8),这两款不同配置的Integra首次搭载了使用VTEC技术的B16A型自然吸气发动机。自此开始,B16A发动机开始取代之前在1980年代末本田小排量发动机当中显赫一时的同为1.6L排量的ZC型成为新一世代的本田小排量发动机的性能标杆。


本田史上首台VTEC车,Integra RSI(DA6)

而在稍后的1989年9月22日发布的车体更轻的CR-X SiR(EF8)思域SiR/SiR II(EF9)更是把B16A发动机捧上了神坛。而从此之后,先前堪称千六排量标杆之作,几乎统治了1980年代的这一排量赛事的丰田4A-GE发动机(记得豆腐车AE86吗?AE86以及后继的AE92、AE101、AE101一直是用这发动机的)就一直生存在本田的阴影之下,退到了跟随者的位置。



同为1989年发布的CR-X SiR(EF8),首批搭载B16A发动机的车型中的最强

B16A发动机采用DOHC配气结构,搭配上VTEC机构,也就是所谓DOHC VTEC型发动机,坊间俗称“大TEC”(还有与之相对的“细TEC”,也就是SOHC VTEC发动机,我们后面的篇幅会介绍到)。缸内结构方面,B16A发动机一改之前的同排量的ZC发动机的小口径大冲程的竖长方形缸体形状,改为更利于高转速马力发挥的扁长方形缸体形状,缸径81.0mm,冲程77.4mm,实际排量1595cc,压缩比10.2:1,具备160ps/7600rpm的最大马力和152.0Nm/7000rpm的最大扭矩,红线转速高达8100rpm,升功率达到100ps/L水平(配备于自动挡车型的出力水平则稍低,最大马力为150ps/7100rpm,最大扭矩150Nm/6000rpm,升功率未达100ps/L水平),这一表现可以说是就算到了今天也值得称赞。更何况这是发生在距离今天足足22年之前的事情。


B16A型DOHC VTEC发动机

而同时代的丰田Corolla Levin(AE92)的4A-GE发动机才只有140ps最大马力,就算是其顶级GT-Z型号的带有机械增压装置的4A-GZE发动机也才达到165ps最大马力而已!而欧洲的产品则更为不堪,堪称欧洲钢炮不朽名作的标致205GTi的排量大出了400cc的XU9J型2.0L发动机才只有120ps而已。而我们还需要提到的一个事实是,就算是刚刚发布的丰田86/斯巴鲁BR-Z所搭载的具有全新世代的D-4S缸内直喷技术的FA20型引擎也才达到200ps最大马力而已,升功率也是100ps/L。所以对于22年前B16A靠着DOHC VTEC技术达到的水平,我们恐怕不得不报以极大的赞叹。

VTEC鼻祖之DOHC VTEC——B16A型发动机(2

但这还不是结束,本田对从1991年下半年开始生产的B16A型发动机进行了进一步的改良,活塞形状经过微调后,压缩比上升至10.4:1,配合更为优化的ECU控制程序,动力微幅上升,达到最大马力170ps/7800rpm,最大扭矩156.9Nm的水平,红线转速8200rpm,(自动挡版本则为155ps/7300rpm最大马力和153.0Nm/6500rpm最大扭矩,红线转速7700rpm),升功率在当时冠绝全球(在量产自然吸气发动机当中)。而后世极其出名的,被视作思域TYPE-R在1997年8月出现前最强思域的EG6(第五代思域中的SiR和SiR II型号的车架代号)正是使用的这款改良后的B16A发动机。


第二版B16A发动机,动力升至170ps

而除了标准的B16A之外,这台发动机还有着其他一些变种型号,包括早期出口欧洲市场的B16A1型,规格与早期第一版日规版本几乎毫无区别,但最大马力稍低,仅有150ps最大马力,1992-1993年换上了和第二版B16A相同的OBD1尾气自检系统;B16A2型则是1992年之后的北美和欧洲用出口版本,性能和规格第一版B16A毫无区别,只不过红线起始转速稍低,为8000rpm。B16A3是美规Civic delSol(EG2)的专用发动机(不是日规EG2哦,日规EG2也是使用第二版B16A的),性能与第一版B16A相同。B16A4则是用于东南亚和澳洲、新西兰等地区的Civic SiR(EK4)上的变种,性能与第二版B16A完全相同。B16A6是用于南非和中东地区的变种,规格与第一版B16A型号相同。



什么叫点背?这款Corolla Levin(AE92,也就是著名的AE86的后继车),充分演绎了这个词,遇到各类HONDA,她算是结结实实的撞上了一堵石墙

而除了享有首台VTEC发动机的殊荣之外,B16A也可能是本田的高性能VTEC发动机当中产品寿命周期最长的两台之一(另一款则是末代的红头K20A),从1989年下半年发布,到1999年年末随着第六代思域的SiR型号(EK4)的停产而终止量产,这台发动机足足陪伴着本田和诸多车迷走过了十年的光景。虽然B16A发动机相比之后出现的那些红头发动机们,在用料和制造装配的精度上有所不如,只能说是高性能化的一款动力装置,而不是准赛车级别。



思域SiR II(EG6),被视作TYPE-R版本车型出现前最强思域的家伙

但可以说,B16A发动机是本田早年间所有荣耀的开端,凭借着这款发动机带来的强大动力,再加上当时的思域以及Integra和CR-X等一系列其底盘基础上的衍生车型轻盈的车身重量以及贴地性极佳的前后双摇臂悬挂,本田走上了其对各类小排量赛事的称霸之路。年龄大一点的车迷可能会记得,曾经一度,在这个级别,本田是根本没有对手的,本田的对手就只有本田自己。这是一个会被车迷们永远记得的高性能神话的开端。也许B16A还不够强大,不够成熟,但我想,B16A的意义就在于此——她是一切的开端。

红袍加身之红头发动机首作——B18C-R型发动机(1

到底是哪家车厂最早把红色的发动机凸轮轴盖作为高性能发动机的象征,现在已经不可考(似乎是意大利人?阿尔法-罗密欧?反正这个不是一向总有点后知后觉的日本人发明的),不过对于任何一个本田车迷或者说日系车车迷来讲,所谓“Red Top”,红头发动机,一定是最高性能的象征。而本田史上的首台红头发动机正是我们这一章节要说到的B18C-R发动机(另有番号同为B18C的黑色凸轮轴盖发动机,红头版本的番号相同,我们这里按传统称为B18C-R以作区分)。


首台搭载红头发动机的本田,史上第二部TYPE-R,Integra TYPE-R(DC2)

作为B系列发动机当中最高性能的一个子系列(B18并非最大排量的子系列,另有排量更大的B20和B21),B18C中第一个型号,B18C1型发动机最早出现在1994年的美国市场的Integra GS-R(DC2/DB8)之上,当时这款发动机并不算什么很显山露水的型号,因应美国市场更喜欢较大排量的传统,本田方面简单的将B16系列发动机的冲程提高到87.2mm,缸径保持81.0mm,将排量提高到1797cc,并加入之前曾运用于NSX(NA1)所采用的C30A发动机VCIS可变进气歧管技术得来了这台发动机。从动力输出方面来讲,B18C1并不算是十分强横的一个,在10.0:1的压缩比下,最大马力为比同时代的后期型B16A发动机稍大的173ps/7600rpm,最大扭矩则提升较大,达到174.0Nm,断油转速8100rpm,因排量扩大,升功率反而不及更早诞生的B16A后期型版本。



作为本田车迷,还应该知道这家伙,Sedan版的Integra TYPE-R(DB8)

而后出现的用于本田史上第二款TYPE-R车型,Integra TYPE-R(DC2/DB8,DC2为liftback三门构型,DB8则是sedan四门四座构型)——第一款是1992年11月发布的NSX TYPE-R(NA1)——的B18-R型红头发动机则真正把B18C们捧上了高性能的神坛。这款发动机是基于经常被车迷们忽略的B18C1型发动机为基础开发的,也因此被视为本田第一台市贩准赛车级发动机。具体来讲,这一系列改良包括换用更高强度的铬合金碳钢连杆,改用镀钼铝合金材质活塞,从6度普通火花塞改用7度铂金火花塞(一般可没什么车原厂就用这种火花塞),将节气门口径从60mm提高至62mm,并从双口式进气歧管改为单口式进气歧管,也就是说取消了可变式进气歧管设计。



B18C-R型红头发动机,截止1990年代末的最强红头发动机

同时B18C-R更换了新的凸轮轴,进气侧凸轮的进气提前角从10度改为18度(一说15度),关闭延迟角从40度改为45度,气门升程从10.6mm改为11.5mm;排气侧凸轮的开启延迟角从40度改为45度,关闭提前角从7度改为了10度。进气口直径从65mm升至70mm,排气管中段直径从48.6mm-50.8mm升至57.2mm,尾段从50.8mm升至76mm,另外排气管的设计为降低排气阻力,也使用了锐角化的形状。而通过换用了不同形状活塞的方式,B18C-R拥有高于一般B18C发动机的11.0:1的压缩比。而在制造和装配的精度上,B18C-R采用了和其他B系发动机不同的标准。

红袍加身之红头发动机首作——B18C-R型发动机(2

一言以概之,B18C-R发动机对原有的B18C1发动机进行了相当彻底的赛车化改良。一般发动机在进行赛车化改造的时候进行的细部调整大致也就是这些,如果您想拿装配了这颗发动机的车辆直接参赛的话,至少在动力系统设计上是毫无问题的。这也就是本田发动机的红色凸轮轴盖背后的那些东西。实际的动力方面,B18C-R发动机拥有足足200ps/8000rpm的最大马力,以及181.4Nm/7500rpm的最大扭矩。而这还不算完,1998年之后生产的版本则进一步提升至210ps/8000rpm最大马力(一说维持200ps/8000rpm最大马力)以及186.3Nm/6200rpm的最大扭矩,不仅马力更大,而且最大扭矩的爆发转速也大大提前。



甚至不仅在发动机内部,在排气系统方面,为了更高功率,B18C-R都做出了相当改良

在后来的B16B、F20C等发动机诞生之前,B18C-R型发动机一直享有民用量产发动机当中最高升功率的称号,高达111.1ps/L(早期1996年版本)的高额升功率可谓是前无古人,就算是在技术已经更为发达的今日,也是值得赞叹的水准。而后诞生的后期1998年版本所具有的116.7ps/L的升功率,更是至今在民用自然吸气发动机领域只有F20C以及法拉利458的发动机才可以超越。在十余年前的1990年代中后期,这样的水平完全可以说是独孤求败。



除了身披红袍的B18C-R外,本田当时还提供性能稍低的其他黑顶B18C发动机

当然,就像B16A发动机的例子一样,B18C系列当中也并非只有身披红袍,光芒耀眼的B18C-R这一个,除了前面我们已经提到过的B18C1之外,还有着很多的产品。比如用于日规Integra SiR和SiR-G的B18C,规格和用料基本同于用于美规车型上的B18C,但动力稍高,最大马力为180ps/7200rpm,最大扭矩174Nm/6200rpm。B18C3和B18C4则有和B18C1几乎完全相同的机械规格和动力输出,被用于1990年代末的欧洲市场规格的思域(亦有资料指出北美规格的Integra GSR使用过此种发动机)。B18C5用于讴歌Integra TYPE-R(DC2),B18C6用于欧洲规格的Integra TYPE-R(DC2),B18C7用于澳洲新西兰规格的Integra TYPE-R(DC2),这三款发动机具备完全相同的机械规格,基本等同于日规B18C,但使用和B18C-R类似的一些改良,并具有一样的红色凸轮轴盖涂装,具备190ps/8200rpm的最大马力和178Nm/7300rpm的最大扭矩,是所有B18C当中除B18C-R之外性能最高的一个。



一部车的快慢并不完全取决于动力系统,但B18C-R正是当年的DC2和DB8的最大资本

如果说B16A发动机让世人初次认识了DOHC VTEC发动机的能力的话,B18C-R就进一步加深了这种印象,无论在街头巷尾还是赛道,红头发动机提供的强大动力开始成为那些身披白色涂装的本田快车的最大资本。这些高性能化的DOHC VTEC们纵使有高低两组凸轮,几乎完全倾向于高转速的设定也让在低转速下其输出乏力犹如哮喘病人——如果你以2000rpm转速开着装置这类发动机的车型,被一台最基础型号的丰田花冠或者大众高尔夫超掉也很正常——以欧洲人的标准来看,B18C-R绝对是属于缺乏日常使用便利性的一类,但没有任何人能否认这些发动机在竞速领域的强大。自此开始,爆发着尖锐轰鸣的红头发动机几乎开始成为了本田的精神的一部分。

B系列发动机最终进化——B16B型发动机

B18C-R发动机的性能相当之好,作为其搭载车的Integra TYPE-R(DC2/DB8)也绝对堪称快车,甚至可以说是2000年前人类所造出来的最快的市贩FF车型,但这一切显然还不够。为什么?因为1800cc级别排量实在是个很尴尬的排量,大多数的赛事在2000cc以下级别当中取的都是1600cc的标准,这也就限制了Integra TYPE-R(DC2/DB8)在赛场上的发挥——除非她准备越级去挑战一些动力的大得多的家伙。



就是这个蓝色的家伙,日产的SR16VE挑战了本田B16A的最强千六发动机的地位

当时的本田显然不希望自己的车仅仅局限于街头巷尾的公道暴走当中,对于快车们而言,赛道才能验证一切,赛事成绩才是评判的唯一标准。而在1995年,日产发布的搭载类似于VTEC技术的Neo-VVL可变技术的SR16VE发动机更是对B16A提出了最大的挑战——这台日产发动机的动力高达175ps,超越了后期型B16A的170ps,成为当时的最强量产千六排量发动机。对于此种挑战本田在此一领域霸主地位的情况,那个时代的本田自然无法容忍。于是,在1997年的盛夏八月,史上第三款TYPE-R车型,思域TYPE-R(EK9)诞生,随之诞生的则是迄今为止最强的量产千六排量发动机,B16B型。(当然,亦有资料指出,日产在1997-1998年提供的拥有200ps动力的SR16VE N1型发动机才是最强千六排量,但那款发动机所搭载的车型仅制造了200部,实在离真正量产有点远)



本田的回击很简单:推出更强的B16B发动机,而搭载车正是这部思域TYPE-R(EK9)

就机械构造角度来讲,B16B并没有什么新鲜的改动,事实上,可以将B16B型发动机直接视作改用了B16A的81.0mm缸径与77.4mm冲程的缸体尺寸的,将排量从1.8L降低为1.6L的一台B18C-R型发动机。除缸内内部尺寸、压缩比(B18C-R为11.1:1,B16B则为稍低的10.8:1)这两方面存在不同之外,B16B发动机与B18C-R发动机毫无区别,使用的金属材料和制造精度标准也完全相同,甚至这两款发动机的中缸高度都为相同的270mm,而两者采用的凸轮轴盖也都是一模一样的。



本田B16B型发动机,第二台红头B系列发动机

B16B的出现,给了使用本田车型参加各类N组或者类似N组的规格的赛事的车手和车队更大的优势——这里要稍微解释下为什么是N组合类似N组的规格,因为N组规格规定不能改动发动机内部的机械构造和尺寸等,在这种情况下,原厂发动机的强大与否就成了非常重要的问题,如果是更高组别的赛事当中,对更为民用化的B16A发动机进行超过B16B的改动,在赛例上也是毫无问题的,所以对于高组别的赛事,B16B事实上意义不大。



B16B发动机的缸头内部结构

而对于一般用户而言,大多数情况下,因坊间的技术条件,以及民用车辆要更多考虑改装和使用的成本问题,难以对发动机进行从B16A到B16B这样巨细靡遗的大幅改动,B16B原厂既拥有准赛车级的能力就成了非常重要的事情,B系发动机本身的耐用特性在用料最为奢华,制造和装配精度最高的B16B上更成了一个近乎于神话的传说,直到今天,B16B推出多年之后,在日本之类的地方,那些奔跑了远超过十万公里的B16B都依旧历久弥新,在为用家们良好的服务。而经过妥善维护保养的B16B,经过如此之长的岁月,更没有什么通常会在一般发动机上出现的大幅出力下降的问题。也许,这正是这些旧日的红头发动机最大的魅力所在。

本期的前篇内容为大家介绍了VTEC技术的简单原理和三款早期的高性能B系列发动机,而在接下来的中篇当中,我们将为大家带来三段式VTEC的原理介绍,VTEC中的冷门产品,D15B、H22A/H22A7以及C30A/C32A的介绍

[ 本帖最后由 formulasir 于 2012-02-15 13:00:27 编辑 ]
 
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发表于 2012-2-14 09:41:38

无法忘记的地上之星 谈本田VTEC(中篇)

在本系列的前篇当中,我们简单介绍了技术的由来以及基本的构造,另外加上三款声名显赫的B系列 发动机。如果您喜欢,也完全可以称本系列文章的首篇为B系列发动机专辑。而在接下来的中篇当中,我们则将着重为您介绍一些很多时候声名显然没那么显赫的家伙。相信这些内容将有助于诸位更全面的了解那个逝去的年代里VTEC引擎的全貌。



当然,我们的内容所能容纳的也只是那些逝去的美好往事当中最出众最优秀的一小部分,这篇文章所提起的一些发动机对于过去庞大的产品线而言只是沧海一粟,但是,我们希望这篇文章能起到一个抛砖引玉的作用,能让更多的人记起,曾有那么一个公司,在过去的岁月中给过我们那么多美好的记忆。

VTEC之三段击,3-stage VTEC系统

最初的VTEC系统,其设计目的在于不提升,并且不使用任何增压装置,同时保证一定日常走行便利性的情况下,提高发动机的功率。也就是说,其诞生目的几乎仅仅是为了提高发动机性能。而显然,近年来随着全球的化,人口的密集化,拥堵成了城市交通的最大问题,在这一行车环境之下,再高的性能恐怕都无用武之地,燃油价格在20后三十年的飞涨,让普通消费者更关心日常代步用车的燃油经济性,因此,以提高燃油效率为目的的简化型VTEC系统——由技研和光研究所的宫野英世先生主导开发的VTEC-E在最初的 VTEC系统诞生后不久,很快应运而生。

升程机构,同时,保留下来的进气侧VTEC也只能实现低转速时,两个半开,高转速(也就是俗称的“开TEC”动作之后)时,一个半开一个全开的设计。而今天,绝大多数本田汽油发动机搭载的VTEC科技均为此种,而真正的原版DOHC VTEC设计,甚或是更晚出现的改良版的DOHC i-VTEC,几乎是仅仅用于诸类有着红色盖的高性能发动机的(早年间,一些黑头发动机和一些蓝头发动机、红字发动机则也是采用原版DOHC VTEC结构,诸如B16A、B18C、F20B、0、4等)。

直列四缸配气结构发动机上的系统,此类VTEC-E在节能方面的设计做的更为彻底。运行在低转速下时,采用此种VTEC-E设计的发动机,将其每汽缸的进气侧两个当中的一个停止作动,此时每缸仅有三个气门作动,发动机工作在所谓12气门状态,从而在燃烧室顶部产生混合气体涡流。配合燃烧室形状、点火位置和燃油喷射时间的控制,可以取得稀薄燃烧效果,可以达到20:1以上,甚至高达25:1,藉此实现更高效率的燃烧,达到低燃油消耗率和低污染排放的效果。

0rpm(或者2500rpm-6000rpm)之间的中转速区域时,则开启全部16个气门,以通常16气门发动机方式运作;当转速上升至0rpm(或者6000rpm)以上时,则和原版VTEC发动机“开TEC”之后一样,换上高角度凸轮,让发动机释放全数动力。

[ 本帖最后由 formulasir 于 2012-02-15 15:52:33 编辑 ]
 
发表于 2012-2-15 15:46:11

搞不懂是怎么回事!!!

发图片全发不上去!!!

 
发表于 2012-2-15 15:49:02

无法忘记的地上之星 谈本田VTEC(中篇) 

在本系列的前篇当中,我们简单介绍了技术的由来以及基本的构造,另外加上三款声名显赫的B系列 发动机。如果您喜欢,也完全可以称本系列文章的首篇为B系列发动机专辑。而在接下来的中篇当中,我们则将着重为您介绍一些很多时候声名显然没那么显赫的家伙。相信这些内容将有助于诸位更全面的了解那个逝去的年代里VTEC引擎的全貌。


当然,我们的内容所能容纳的也只是那些逝去的美好往事当中最出众最优秀的一小部分,这篇文章所提起的一些发动机对于过去庞大的产品线而言只是沧海一粟,但是,我们希望这篇文章能起到一个抛砖引玉的作用,能让更多的人记起,曾有那么一个公司,在过去的岁月中给过我们那么多美好的记忆。

VTEC之三段击,3-stage VTEC系统

最初的VTEC系统,其设计目的在于不提升,并且不使用任何增压装置,同时保证一定日常走行便利性的情况下,提高发动机的功率。也就是说,其诞生目的几乎仅仅是为了提高发动机性能。而显然,近年来随着全球的化,人口的密集化,拥堵成了城市交通的最大问题,在这一行车环境之下,再高的性能恐怕都无用武之地,燃油价格在20后三十年的飞涨,让普通消费者更关心日常代步用车的燃油经济性,因此,以提高燃油效率为目的的简化型VTEC系统——由技研和光研究所的宫野英世先生主导开发的VTEC-E在最初的 VTEC系统诞生后不久,很快应运而生。


【以节能为主要诉求的简化版VTEC,VTEC-E】

所谓VTEC-E系统(Variable-valve Timing and lift Electronic Control system Economy),广义的定义是取消了原先的排气侧VTEC可变机构,仅限进气侧拥有可变升程机构,同时,保留下来的进气侧VTEC也只能实现低转速时,两个半开,高转速(也就是俗称的“开TEC”动作之后)时,一个半开一个全开的设计。而今天,绝大多数本田汽油发动机搭载的VTEC科技均为此种,而真正的原版DOHC VTEC设计,甚或是更晚出现的改良版的DOHC i-VTEC,几乎是仅仅用于诸类有着红色盖的高性能发动机的(早年间,一些黑头发动机和一些蓝头发动机、红字发动机则也是采用原版DOHC VTEC结构,诸如B16A、B18C、F20B、0、4等)。

【采用VTEC-E结构的配气系统】

狭义的VTEC-E机构,则专指在1990年代中后期,用于一部分小直列四缸配气结构发动机上的系统,此类VTEC-E在节能方面的设计做的更为彻底。运行在低转速下时,采用此种VTEC-E设计的发动机,将其每汽缸的进气侧两个当中的一个停止作动,此时每缸仅有三个气门作动,发动机工作在所谓12气门状态,从而在燃烧室顶部产生混合气体涡流。配合燃烧室形状、点火位置和燃油喷射时间的控制,可以取得稀薄燃烧效果,可以达到20:1以上,甚至高达25:1,藉此实现更高效率的燃烧,达到低燃油消耗率和低污染排放的效果。

【3-stage VTEC系统的运作示意图】

而所谓3-stage VTEC,则可以称为以高性能为主要诉求的原版VTEC和以节能为主要诉求的VTEC-E系统的混合品,通过混合这两种设计,从而达到在保持较低油耗的同时提供较好性能的目的(用过搭载纯DOHC VTEC发动机的车型的朋友肯定知道,那些小家伙的油耗可都不算很低)。采用3-stage VTEC设计的发动机,在怠速转速至2500rpm(或者3000rpm)的低转速区域,以前面说过的狭义定义的VTEC-E方式运作;而在处于2500-0rpm(或者2500rpm-6000rpm)之间的中转速区域时,则开启全部16个气门,以通常16气门发动机方式运作;当转速上升至0rpm(或者6000rpm)以上时,则和原版VTEC发动机“开TEC”之后一样,换上高角度凸轮,让发动机释放全数动力。


 

[ 本帖最后由 formulasir 于 2012-02-16 14:21:51 编辑 ]
 
发表于 2012-2-16 14:35:32

巅峰——D15B型发动机

现在回想起来,1990年代的太过光芒耀眼。那时候除了车身体积较小的轻自动车(日本特有的一个车辆级别,比通常轻紧凑级车更小,也就是我们常听到的K-car),以及商用车型之外,从低到高的全部车系悉数采用的前后双摇臂保证了其操控性以及相关的底盘潜力。而动力总成方面,上有C系列,下有B系列,中间则另有F系列和H系列填补其之间的空隙,而当时,这几个系列一律有高性能化的型号提供,诸如我们之前的篇幅当中提到的堪称B系列三杰的:B16A、B18C-R、B16B,还有我们后面的内容当中将要讲到的C30A/C32B、H22A/H22,当然还少不了堪称最强民用发动机的F20C和作为其基础的F20B发动机。


【D15B 3-stage VTEC型发动机】

那么,这样的讲述当中是否有些遗漏?可以说是有的。在这些更大,性能更强,也更为人所知的高性能型号的背后,还有着一个时常被人遗忘的小家伙,也就是我们这一章节的主角——D15B型 VTEC发动机。作为当时提供的最小自动车用发动机系列,D系列当中的一员的她,也许没有那么强横的性能,却更为平价、亲民,实在应该在VTEC发动机早期的发展史当中占据属于她的一席之地。至少,不应该被那么简单的忽略,成为历史当中的尘埃,随风而去。

【D15B型发动机的搭载车,1995年9月推出的VTi(EK3)】

我们前面的篇幅中曾经提到过“细TEC”这个概念,也就是SOHC VTEC设计的发动机。一般的来讲,采用SOHC配齐布局的VTEC发动机皆是较为注重油耗表现以及低转发挥的,基本设计目的在于作为普通日常代步车型的动力装置,对于性能方面的诉求并没有“大TEC”,也就是 VTEC发动机,尤其是各类红头发动机们那么明显。但“细TEC”发动机当中也有着少数异类,也就是我们这一章节的主角,D15B型发动机。


【D15B型发动机的搭载车,1995年9月推出的VTi(EK3)】

D系列发动机在本田的产品线当中出现的相当早,实际上早在1980年代中后期就已经出现,我们前面曾提到过的在B16A发动机出现之前,作为本田旗下最高性能小排量发动机的ZC型发动机就在很多时候会被归类到D系列当中的一个变种。而D系列的影响也可不可以说不小,事实上今天的R系列和L系列发动机都是从D系列演化而来,虽然细节尺寸已经都有变化,但大体结构上区别并非巨大,或者可以这么说,R系列和L系列的发动机只不过是用现时下的新技术装点,采用反置式布局的D系列发动机。不过众所周知的,今天的R系列和L系列发动机均被诟病性能不足,潜力不大——当然,这不是针对竞争对手而言,而是针对本田自己应有的水平而言,这两个系列的表现恐怕太过日常化了,只堪担当买菜车的动力,再不使用增压装置强行压榨动力的情况下,完全没有什么表现出真正高性能的可能。那么,十多年前的D系列里的D15B又是怎么一回事呢?

SOHC VTEC巅峰——D15B型发动机(2)

今天还在产的本田1.5L直列四缸发动机当中,性能最强的是现款使用的L15型发动机,具备了120ps/6600rpm的最大马力和145Nm/4800rpm的,这样的输出数字可谓是冠绝同级,超越了其他所有市售车型的1.5L直列四缸发动机的动力,甚至比不少车厂提供的更大的千六排量级别的发动机还要高。但事实上,就本田自身的技术水平而言,这实在是算不上什么丰功伟绩,早在10余年前,装备在定位仅次于当时的思域TYPE-R(E)和思域SiR(EK4)的思域VTi(EK3)上的D15B型发动机就已经有更大的130ps/7000rpm的最大马力和139.3Nm/5300rpm。

【D15B型发动机的动力输出及燃油消耗曲线图】

现在来看,很难说这到底算是是一种进步还是止步不前,因为除了排放水平之外,在性能,哪怕是油耗方面,今日的L15A7都并没有相较之早在1995年9月就开始量产并装车的D15B发动机有什么优势的地方,而提醒大家要注意的是,今天的L15A7的10.4:1可要比当年的D15B高上不少。对于当年的“细TEC”发动机谱系当中的最优秀成员D15B而言,她可能完全无愧于迄今为止的最优秀的一台本田小排量SOHC发动机的称号。

【所使用的L15A7发动机可以视作一台改用反置式布局的D15发动机}

机械构造上来讲,D15B发动机并没有像那些单纯追求高转速大马力,而一定程度上刻意忽视了实用性以及经济性的强力 VTEC发动机大多数采用大口径小,利于高转速马力发挥的设计,而是使用了中规中矩的代步车用发动机的小口径大设计,75.0mm,冲程84.5mm,实际排量1493,9.3:1,断油转速0rpm。从绝对的性能角度讲,D15B并不能算是多好的一款发动机,但相较之更强大的型号,拥有相当良好的燃油经济性(具体请参看前面篇幅中提供的图表中的D15B发动机的燃油消耗率),让这款发动机当时受到了不小的欢迎。

【有着一定性能,又较为省油的D15B成了最好的入门产品】

真正强力的DOHC VTEC发动机不大容易购得、同时单价较高的情况下,包括亚地区以及我国台湾地区等地在内的玩家和车主很多时候的选择就是这个貌不惊人的D15B,经过幅度并不算大的改装,让这个小家伙爆发150ps左右的动力,升功率达到100ps/L并不是什么难事,而更暴力的玩法也有——干脆加入涡轮,由此取得更为直接的动力提升。当时的D系发动机并不像今天的很多本田发动机一样采用一体化和前吸后排的反置式安装布局,加入涡轮比较容易。当然,在车上贸然直接加入装置对操控性显然会造成显而易见的恶化,这样的车辆更多活跃在民间的直线加速赛事当中。

绝无仅有的存在——H22A/H22型发动机(1)

最难购得的红头发动机是哪台?如果不谈专用于后期版本的各型NSX的C32B型发动机的话,恐怕最难找到的就是H22A/H22发动机。在1990年代至今的高性能发动机谱系当中,H22A/H22A7型发动机不说是绝无仅有,也可以说是凤毛麟角的存在。原因为何?很简单——大多数的本田民用高性能发动机都是装着于车体较小,体重较轻,更容易打造更高推重比的紧凑级车上,或者干脆用于S2000、NSX那样的专用上,用于中级车的可谓是少之又少,仅仅有F20B、H22A/H22A7、0A、4(不要跟其他后缀数字的K24A,比如后期的上代2.4L型号的K24A8混淆哦),而其中专用于中级车的红头发动机更是只有这么一个H22A/H22A7。

【H22A型红头发动机,本田史上唯一专用于中级车的红头发动机】

作为1990年代的本田的两个较大直列四缸汽油发动机系列之一(另一个是F系列),H系列发动机的演化相当复杂,型号可谓众多,跟踪期间变迁是很困难的一件事。需要注意的是,H系列发动机中,较小的H22反而一般性能高于排量更大的H23,H22当中性能最低的H22和H22都具备185ps的最大马力,大多数H22都具有190ps或者200ps的最大马力,而其中性能最强者,红头H22A甚至有220ps的最大马力。而排量较大的H2列反而一般只有160ps左右动力,其中性能最强的,使用H22A的缸头部分和普通H23A缸体混合而成的蓝顶H23A也只有200ps的最大马来。而普通H系列发动机和其中较高性能的版本的一个主要的区别就在于散热系统的设计,较高性能的版本采用的是对缸体强度较为有好处的封闭式水道设计,而一般版本大多数则采用更有利于散热的开放式水道设计。

【H22A型发动机最初的搭载车之一,Prelude SiR S Spec(BB6)】

H系列当中最高性能的版本,则是我们本章节的主角之一,红头H22A,最早出现在1996年11月发布的以同时代的车架为基础设计的中级房。第五代,也是最后一代本田Prelude的较高阶版本SiR、SiR S Spec、TYPE-S(BB6)这三款车型上。这也是本田首次在非TYPE-R车型上使用红色盖涂装的发动机。而后,在进入本之后的2001年5月,同样的发动机也搭载在第六代的顶级性能型号Euro-R(CL1)之上。而几乎同一时期,在欧洲发售的雅阁Euro-R(CL1)的姊妹车型(这款车型也曾通过逆输入的方式流入日本市场),雅阁TYPE-R(CH1)则使用了H系列发动机当中性能第二强的型号,H22A7。

【进入本之后开始使用H22A的雅阁Euro-R(CL1)】

从单纯的机械构造方面来讲,红头H22A和H22A7之间存在的差异可谓是微乎其微,甚至两者外表上都使用了相同的代表最高性能的红色盖涂装,以及相同的封闭式水道设计,而这两台发动机本身的潜力方面也并无二致。两者动力输出数据的不同更多是因应采用了并不完全相同的控制程序而至,H22A型发动机马力更高,稍低,H22A7型发动机最大马力输出稍低,但稍高。

 

绝无仅有的存在——H22A/H22A7型发动机(2)

【欧规的雅阁TYPE-R(CH1)所使用的H22A7型发动机,与H22A差异微乎其微】

内部构造方面,H22A和H22A7两型发动机均采用铝合金中缸和缸头(不同于同时代B系列发动机的铸铁中缸和铝合金缸头的搭配),87.00mm,90.70mm,实际排量2157(另外一款为之前介绍过的B18C-R)。则为11.0:1,是H系列发动机当中原厂设定最高的。具体动力输出方面,配备在日规车型上的H22A拥有220ps/0rpm的最大马力和220.6Nm/6500rpm的,配备在欧规车型上的H22A7则拥有212ps/0rpm的最大马力和222.3Nm/6700rpm的。

【1996赛季JT冠军车,Mooncraft车队的 JT】

或许是因为本身配备于车体较大,售价也相对较高的中级家用房车的性能型号或者中级房跑车之上的原因,H22A和H22A7两型发动机的名气远没有同时期的B系列发动机大。但以实际性能来讲,这两款发动机也算是拥有相当不错的水平,在1990年代中后期的各类赛事当中的表现也算得上亮眼。1994年开始,本田欧洲分社开始使用H22A作为提供给赛车的动力装置。而为了满足赛事的相关赛例要求,本身的2200级排气量被降低至2000cc级。而后,在1995-1997赛季的英国BTCC(British Touring Car Championship,英国房车锦标赛)和1996-1997赛季的日本当地的JTCC(Japane Touring Car Championship,日本房车锦标赛)赛事当中,以F3赛事规格用H22A发动机为基础改良的发动机被用在赛车之上。

【1997赛季JTCC冠军车,Mugen无限车队的Accord JTCC】

1996和1997两个赛季的JTCC冠军赛车,正是使用H22A发动机的Class 2规格(亦称Super Touring规格)的Accord JTCC赛车。当时使用于以日本规格Accord SiR(6)为基础改装的Accord JTCC赛车所搭载的H22A发动机能爆发足足280ps/8500rpm的最大马力,扭矩方面则有265Nm左右(最大扭矩爆发转速不明),搭配6速序列式变速箱以及轻至975kg的车身重量,拥有极佳的马力重量比。这样的水准就算是比起之前在1980年代末至1990年代中期流行的那些动辄拥有600ps左右的Group A赛车,性能都不逞多让。

 

最强市贩V6——C30A/C32B型发动机(1)

虽然旧日的HONDA Racing,以及后来的Mugen和今日的M-TEC(Mugen无限的后继者,现在此公司称作M-TEC,Mugen无限品牌则继续保留),都提供从直列四缸到V型12缸的庞大的发动机产品线给客户选择,但那仅仅是赛车部门或者赛车公司的行为,除了少数极其疯狂的车迷,恐怕不会把那些纯赛车发动机装到民用车上使用。而在民用发动机方面,提供的产品线一向是极其短小的,最大仅仅到V6发动机,迄今为止,本田提供过的民用V6发动机仅有两个系列,一是1985年开始量产,2005年终产,延续长达20年之久的C系列,二是沿用至今的从1998年开始量产的J系列。


【的J37】

而这两个系列本身的设计都是设计,更偏重低转速的发挥、降低噪音震动(这和当年一度几乎全线使用设计的理由相同)、降低制造成本等等,反正这些发动机一直就和“高性能”这三个字根本沾不上边。但就像日本人那句老话那样,“道理之外的道理总是有的”,凡事总会有个例外,而本田民用V6发动机当中的例外就是曾用于NSX的采用 设计的C30A和C32B发动机。

【早期的C系列发动机大多用于本田当时的旗舰车款】

作为本田发售的第一款民用V6发动机,在1980年代至1990年代几乎所有本田市贩车型上的V6发动机皆为C系列所属,从这个角度讲,其历史意义不可以说不重要,因此我们在这里辟出一点篇幅来稍微谈及一点C系列发动机所走过的历程。1985年,0A发动机出现,配备于日本本土版本的初代之上,具备145ps的最大马力。1986年,更大的5A出现,配备于日本本土版本的Legend上的版本具备165ps的最大马力,而配备于北美市场的Legend以及Rover 825、Sterling 825i之上的版本则有153ps的最大马力。

【北美版Sterling 827使用过90年代之前最大的C系列,C27A】

时至1987年,C系列的排气量被进一步扩大,C27A出现,配备于日本本土市场的Legend、北美市场的Legend以及Rover 827、Sterling 827,日本本土版本和英国市场版本的输出达到180ps。1989年,在C20A基础上加载系统的C20AT出现,专用于被称为“Wing Turbo”的日本本土版本Legend,动力输出达到190ps。这款C20AT也是在进入1990年代之前,动力最强的C系列发动机。

【首款搭载科技的C系列发动机,C30A,则于1990年随NSX降临】

1990年9月, VTEC设计的首款C系列发动机,我们这一章节的主角之一C30A型发动机随NSX降生,最大马力输出达到274ps。稍后的1990年10月,更大排量,但依旧采用SOHC设计的C32A出现,配备于Legend、Inspire以及Legend、3.2等型号,前期版本具备200ps动力(日规为215ps),后期版本具备230ps(日规为235ps)。1996年2月,随Legend换代,C系列当中排量最大的民用型号C35A出现,输出最大的版本具备225ps。而1997年,C系列中最强版本,配备于改款后的NSX的红头C32B问世,具备从280ps到295ps不等的原厂动力。

本田最强市贩V6——C30A/C32B型发动机(2)

虽然采用着类似的缸体式样,同样的90°夹角,但C30A和C32B两型发动机与其他C系列发动机的缸盖设计几乎完全不同,内部的机件材质也完全不同,进气道设计也是不同,使用的工艺也不尽相同,从这个角度讲,把这两型发动机单独称作一个系列也是完全没有问题的——事实上如果换做其他在发动机番号编成上没那么喜欢偷懒的车厂(本田总把同一个设计基础的发动机划作同一个系列,甚至同一个型号),这早就是一个独立的新系列了。

【C30A型发动机的内部构造】

C30A型发动机采用90.mm,78.0mm的偏重高转速发挥的大口径小的缸内设计,实际排量2977,10.2:1,搭载DOHC VTEC系统以及在1980年代末至1990年代初相当流行的VVIS技术。这台发动机原装情况下既使用锻造和钛合金(要知道现在的的VR38DETT型发动机也只是原装采用铸造),采用相当高的平衡度打造,可以轻松承受8000rpm以上高转速的运转。实际的最大输出为最大马力280ps/7300rpm、294Nm/5400rpm。

【在C30A基础上改良的C32B则于1997年降生】

1997年之后推出改良型号的C32B则在C30A基础上削薄了缸体,扩大至93.0mm,冲程高度则保持不变,排气量扩大至3179,维持10.2:1不变,而为了在削薄缸体的情况下不降低发动机的的散热效率,C32B还换用了相当先进的M(纤维强化金属)材质缸垫,同时节口径加大1mm,以提高进气效率。新的C32B发动机日本本土版维持280ps/7300rpm最大马力输出,海外发售版本则提高至294ps7300rpm,方面则一律提高至305Nm/5300rpm。

【NSX TYPE-R(N)的C32B发动机改用红色盖,内部精度更高】

当然,C30A和C32B并不只是这点本事,尤其是日本本土版本将动力限制在280ps不过是为了满足日本国内当时还有效的车厂间的最大马力自律协定而已。通过对进排气系统稍加改装,并换用第三方的之后,C30A或者C32B就能轻松跃升至300ps以上动力,ps也毫无问题。而在1994和1995赛季称雄勒芒24小时耐力赛GT2组别(均获得组别冠军)的NSX GT2所搭载的特用C30A型发动机在不使用任何的强制进气装置的情况下能爆发巨大的390ps的轮上马力(不是民用车标注的飞轮马力,请注意区分)。

【NSX GT2的C30A发动机拥有390ps轮上马力】

而曾用于勒芒24小时耐力赛和JGTC(今天的Super GT赛事的前身)的由Mugen涡轮化的C30A发动机则在NSX GT1或是NSX GT500赛车上可轻松爆发500ps以上的轮上马力,而2007年后,赛道用的C系列发动机重回NA化,改为一台由Mugen制作的扩缸至3494cc的C32B发动机,轮上马力同样可以达到500ps以上。

【ARTA NSX GT500的C32B发动机拥有500ps轮上马力】

最后在这里要特别说明一下,虽然从单纯的马力输出数字上,不论C30A还是C32B的原厂输出数字都不及今天本田提供的各类J35和J37系列发动机,但仅从机械构造的水准、运用材质的高级程度、装配精细度以及性能方面的潜力来看,C30A和C32B这两型发动机的表现,绝对无愧于本田市贩V6发动机当中的“最强”。

 
发表于 2012-2-16 14:58:09

历尽千辛万苦我终于把中篇发全了,唉,我容易吗我?

再次感谢梁伯苓先生的文章。

无法忘记的地上之星 本田VTEC技术(完结篇)

 

之前的前篇和中篇的内容当中,我们介绍了技术、VTEC-E技术以及3-stage VTEC的简要原理,和2000年之前的包括B16A、B18C-R、B16B、D15B、H22A/H22、C30A/C32B在内的,几乎全数高性能民用发动机。相信通过我们的粗浅叙述,诸位读者已经对当时的这些技术以及使用这些技术的发动机有了一定程度的了解。


此一系列的完结篇,我们将为您介绍最后的 VTEC发动机,曾服役于S2000(本田极少的前置车型)的F20C/F22C型发动机、进入新之后演化出的新的i-VTEC技术、以及最后一台代表着本田的精神的红头发动机0A,还有那因不明原因未曾配备于任何量产发动机的最高级VTEC技术—A-VTEC。

的巅峰之作—F20C/F22C型发动机(1)

首先,在这里我们要问这样一个问题:时下,升功率最高的自然吸气量产发动机是哪一台?恐怕很多老资格的日系车迷才能想到F20C这个名字,它高达125ps/L的升功率几近赛车水平,曾牢牢占据了这一自然吸气界的王座11年之久。直到2010年3月,的n,才以126.67ps/L的升功率打破了这一纪录(需要特别在此提到的是,在n之后一年左右发布的997 GT3 RS 4.0的4.0L发动机也拥有了和F20C相同的125ps/L升功率)。然而F20C型发动机只是用于当年售价3万余美金的S2000,能超过这个升功率的水平的民用发动机,都是配备在超过15万美金的超级之上。从这个角度讲,F20C的显而易见,而且,它依旧是一个健在的神话。

【曾在长达11年间保持民用自然吸气发动机最高升功率记录的F20C】

本田的F系列发动机出现的相当早,在1989年9月13日发布的第四世代(很多朋友小时候的记忆里可能对这款第四代雅阁颇有点印象)以及雅阁当时的高级型号Ascot两个车系,就搭载了F18A、型的F20A和DOHC型的F20A这三款最初的F系列发动机。但当时的F系列并未显露出高性能的特质,动力最强的DOHC—F20A型发动机也才只有150ps,虽然这一水平放到今天也能算得上是优秀的家用车,但实在无法匹配“高性能”的标签,就是用于老实巴交的家用中级车的动力系统。

【蓝头F20B发动机,虽不能与后来的F20C可比,但已展现出高性能的端倪】

首个展现出高性能端倪的F系列发动机,是1997年9月随第六代日规雅阁SiR-T(CF4)和Torneo SiR-T(CF4)发布的F20B型发动机,也就是使用了DOHC VTEC形式配气系统,俗称“蓝头”的F20B型(F20B型发动机另有SOHC和SOHC VTEC式样)。这款发动机维持了DOHC式样的F20A相同的缸内尺寸规格,采用85.0mm和88.0mm的小口径大冲程竖长方形结构,实际1997,但换上了凸顶,并在细部设计方面做了加强,配上DOHC VTEC系统,在11.0:1的高之下,可压榨出200ps/0rpm的最大马力和196.1Nm/6600rpm的峰值,它也让F系列发动机的升功率首次达到100ps/L,这也是本田(2.0L或者更大排量的发动机)第二个达成100ps/L的原厂升功率的发动机(第一个是我们之前的中篇当中介绍过的1996年11月发布的红头H22A)。

【曾配备F20B发动机的Torneo SiR-T(CF4)】

真正让F系列发动机成为瞩目的焦点的,是1999年4月15日发布的00后继车型—S2000(AP1)所搭载的F20C型发动机,值得一提的是,开发NSX的上原繁先生参与了研发。从发动机型号来看,F20C可以视作F20B的继承者,二者的关系像初篇中我们介绍过的B16A和B16B型发动机,但F20C经过了相当详尽的近乎赛车化的强化与改良,它与F20B型的差别要比B16A和B16B更大,这源于F20C与F20B虽均为1997cc的实际排量,但缸体内部的尺寸则不同,F20C改用了更大的87.0mm的缸径和更短的84.0mm冲程,变成了径程比大于1的缸内设计,配合上民用车上极为罕见的低矮扁平活塞,攻取高转速的决心愈发明显。

【F20C型发动机的缸头内部结构】

凭借着原厂即装备万转平衡级(对于99.9%的原厂车来讲,这可是完全不可想象的事情,哪怕对某些脍炙人口的所谓高性能车型也依旧是如此),使用有异于普通发动机的特殊用料和高精度、低误差值,特别优化的进排气系统,以及高达25m/s的超高活塞运动速度,在比更高的11.7:1高压缩比下,F20C爆发出了250ps/8300rpm的最大马力以及217.7Nm/7500rpm的峰值扭矩,红线转速高达9000rpm,升功率更是一举攀升至125ps/L。

就像我们前面提到过的一样,凭借着这一升功率水平,F20C曾稳坐民用量产自然吸气汽油发动机中最高升功率的王座长达11年(注1)。至于出口版本的S2000,因应油品质量问题,降低了压缩比,红线转速也降低至8800rpm,因此北美规格的F20C1和欧洲规格的F20C一律“只有”240ps/8300rpm的最大马力和.4Nm/7500rpm的。

的巅峰之作——F20C/F22C型发动机(2

F20C是首个采用小夹角的高性能发动机,这点完全不同于之前的B、H、C三大系列中的高性能发动机,也有别于迄今为止绝大多数高性能发动机的设计。正因如此,F20C在一些部件的设计上相当特殊,它的联动装置的样式,和大多数DOHC结构的大气门夹角有着相当大的不同,是由带动一个独立的时规轮转动,而进、排气两根则由另一条链条联动。之后的0A同样沿用了这样的设计,缸盖(engine head)结构更是与F20C十分相似。

【F20C型发动机的曲轴和曲轴箱】

在F20C基础上衍生出的F22C是本田最后的DOHC 发动机,之后从K20A开始,新一代的红头发动机一律换上了i-VTEC技术(当然,此话有点让人有容易误解的嫌疑,事实上F20C/F22C之后的真正的本田高性能发动机迄今为止只有K20A一款,同样红头涂装的K20Z只能算伪红头,性能实在配不上那个涂装所蕴含的意义),F20C/F22C也因此成为了DOHC VTEC的终极绝唱。而这个终极绝唱确实实至名归,在一切周边部件维持原状,也不加强发动机内部机件的情况下,F20C型发动机仅仅通过换用第三方,就攻上了民用发动机犹如圣杯般遥不可及的万转转速,而第三方改装厂基于F20C或者F22C的complete engine(亦即改装完成发动机),达到ps以上出力也并不奇怪—比150ps/L更高的升功率,相比很多赛例宽松允许较大改装,同时不求发动机寿命的赛车,如此表现也是十分稀有。

【F20C基础上演化出的优化了,加大了的F22C发动机】

不过,由于过分重视高转速的爆发力,让F20C的动力输出几乎赶上赛车发动机的同时(比如WT以及采用相同的S2000规格的房车赛的各类赛车的2.0L直列四缸自然吸气发动机的输出一般是280ps左右),也同样具备了赛车发动机的输出特性—低转速乏力,只有开TEC动作之后才能输出足够的扭矩,再加上极端的油门与离合器配置,开着配备F20C的S2000(AP1)走街代步,是一件非常痛苦的事。对于习惯了大排量发动机带来的丰盈扭矩的北美用户而言,这更难以忍受,因此从2004年开始,北美市场的S2000弃用F20C1型发动机,换装了加大排量的F22C1型发动机。

【搭载F22C发动机的后期型日规S2000(AP2)】

F22C1型发动机相比F20C或者F20C1,高度加大了6.7mm至90.7mm,维持87.0mm不变,排量因此扩大160,达到2157cc。F22C1的整个缸体变为和大多数F系列发动机相同的竖长方形形状,高转速爆发力仍得到了延续。另外F22C1的也小幅增加了0.1,达到11.1:1,动力参数方面,F22C1拥有和F20C1相同的240ps最大马力,但输出转速从8300rpm提前至7800rpm,但提升了6%达到220.0Nm,输出转速也提前到6800rpm,整个扭矩曲线比F20C1或F20C的刁钻改善很多,这款换上F22C1的S2000也因此将车架号改为AP2。


【S2000的最终型号,S2000 TYPE-S(AP2),同样使用F22C型发动机】

在2005年11月之后,日本本土发售的S2000也换上了和F22C1机械上基几乎完全一样的F22C型发动机,但因使用ECU程序的不同,F22C的动力水平稍高,最大马力为242ps/7800rpm,峰值扭矩为221Nm/6500-6800rpm。直到2009年,北美市场作为最终版本推出的S2000 CR所使用的F22C1发动机(实际上除了驾驶方向不同之外,S2000 CR和同时期的日规S2000 TYPE-S完全相同),动力才和日规车型相同,而欧版的S2000到2009年终产为止,都一直在使用F20C型发动机,并没有换上F22C或F22C1。

【相当于左舵版S2000 TYPE-S的S2000 CR,其F22C1发动机出力与日规F22C相同】

对于国内用户而言,F20C/F22C也是相当特殊的存在,装备这两款动力的S2000曾被一些私人代理商引入国内,这也是极少通过正规渠道进入国内的红头发动机车型(另外两款则是Inta TYPE-R和讴歌NSX)。遗憾的是,因为国内是左舵,不可能直接得到日版车型,所以引入的大多数均为美规车型(原厂动力稍低的F20C1和F22C1型发动机),另外也有少数较低动力的欧版F20C。

注1:1997年开始生产的总产量只有1000台并几乎只被用于Seri 1和Series 2规格的赛车的的SR16VE N1型发动机,1.6L排量,最大马力200ps,有时候也和F20C一起被视作这一王座之上的并列者。

再精进的i-VTEC技术

1989年诞生的VTEC技术确实在当时是个震撼,这也给人们带来了史上第一台升功率达到100ps/L,并且大规模量产的发动机。VTEC在高性能方面的潜力无可诟病,但VTEC技术并非完美无缺,其主要缺陷是VTEC系统只能相对简单地对升程做出两段或三段的调整,不能像的或者的技术那样对点火正时做出调整。在整个的1990年代,VTEC情况类似的只有同样以高性能为直接诉求,并不拘泥于环保和节油的Neo-VVL,相比VVT-i或是VANOS,VTEC在平顺和对气门调整持续方面VTEC存在不足。


【使用i-VTEC技术的发动机(0A)的缸头部分剖视图】

虽然实际机械构造上,单纯的VTEC系统比只有可调整的可变系统更为复杂,但原理非常简单,有点类似F1赛车引擎使用过的气动摇臂气门控制系统,通过安置在发动机的传感器,以及安置在位置的传感器感知发动机运转转速,到达VTEC的切换(也就是俗称的“开TEC”)转速之后,向位于发动机顶部、分火线圈后的油泵电磁阀发出对应信号,控制油泵电磁阀向可变摇臂机构内注入一定压力的,通过机油的油压推动气门摇臂内的柱塞完成VTEC的切换动作。

新的i-VTEC(Intelligent-Variable Valve Timing and Lift Electronic Control,即智能化和气门升程电子控制系统的意思)系统,则在VTEC的基础上加入了VTC(Variable Timing Control,连续可变气门正时控制)技术,达到了对气门的调整和控制更精细的目的。所谓VTC技术,就是一套由发动机油压驱动的花键可变控制机构,主要由VTC作动器、油压控制阀,以及安置在缸头部分的传感器等部件组成,这套机构最大可将发动机的点火提前角提早50度,同时也能实现气门正时和开启重叠时间的可变效果。VTC机构的导入让发动机在几乎全速域下都能得到更合适的配气相位,一定程度上提高燃烧的效率(注意,不是功率,i-VTEC相比VTEC在功率输出上的改善几乎可以忽略不计)。

【搭载于第二代(RD5/RD8)的K20型发动机的i-VTEC机构】

而在直观的输出表现上,使用i-VTEC技术的发动机也能拥有更为平滑的曲线,低转速下的扭矩也更为丰盈,更方便走街代步的日常驾驶。但也因此,使用i-VTEC技术的高性能发动机“开TEC”动作给人的主观感受没有之前的DOHC VTEC发动机们那般,如发动机的涡轮启动并进入正压那样猛烈。

【因i-VTEC初发布时的只是辆跟性能无关的CR-V,因此没受到太多关注】

或许是因为i-VTEC技术在2001年发布之初,首个搭载的量产车型只是性能上乏善可陈的第二代CR-V(RD5/RD8,前者为4WD型号,后者为型号,这也是国产的第一代CR-V),其K20A4型发动机,2.0L的只有158ps最大马力,还不如1989年就出现的B16A,实在是跟高性能扯不上半点关系,因此,i-VTEC最初也未引起多大的关注,当年《TOP GEAR》节目也只轻描淡写的说,这就是VTEC加上了VTC。直到当年年末,Integea TYPE-R(D)和TYPE-R(EP3)发布,拥有110ps升功率(DC5搭载版本)的红头K20A发动机横空出世,全世界才知道i-VTEC一样能和DOHC VTEC那般癫狂,从此,K20A走进了无数车迷的内心。

 

之孤高进化—0A型发动机(1

作为最后的红头发动机,K20A身上笼罩着无数的光环。虽然在1990年代以来的种种红头发动机之中,K20A并非最大的,也不是原厂动力参数,或给驾驶者的主观感受最为癫狂的,但它却是1989年技术诞生以来,本田发动机在科技、制造工艺等方面的集大成者,甚至可以说是迄今为止最优秀的一款民用2000级汽油发动机。那么,K20A到底是如何一款发动机呢?在叙述历史和技术参数之前,我们在这里先谈谈它的几点特质,也许通过这一点内容,能有助于绝大多数未能亲身接触的读者,有一个更直观的印象。

【搭载于Inta TYPE-R(D)的K20A型发动机,最大马力220ps】

首先,K20A是本田民用高性能发动机当中,缸体强度最为优秀的。采用全铝合金材质打造,拥有着铝合金缸盖和铸铁中缸,以高强的耐用度著称,比北美车迷热衷于简单直接大马力输出,直接挂上大型涡轮的B16B或B18C-R,还要更优越的缸体强度和耐用性,甚至还流传着这样一种说法:K20A的缸体强度更胜坚固耐用,功率输出极限超越1000ps的RB26DETT型发动机(也就是先前配备于BNR32、BCNR33、BNR34这三代Skyline 的发动机),堪称拥有最高缸体强度的日系高性能发动机。当然这只是传闻,一直以来并没有被实证,而K20A强度极佳已成为不争的事实。

【搭载于日规TYPE-R(EP3)的K20A型发动机(注意,欧规EP3并非K20A发动机)】

除了强度方面的傲人表现之外,K20A还和其他红头发动机一起共同拥有一个让人哭笑不得的记录:因性能强大,不少级别不高,采用N组(类似N组的赛例,即不允许改动发动机内部)的比较低等级的房车赛当中,赛事组委会甚至会专门通过对具体赛例的修改,让红头发动机失去其固有的优势,更有甚者干脆就明文禁止此类发动机及其核心部件的使用。原因并不是这些赛事组委会在欺负本田,只因为这些发动机以及搭载这些发动机的车型,强大的性能经常无情的破坏了赛事的平衡性,将其他厂牌的赛车置于打酱油的位置。具体情况可以参见早年间C(全国场地锦标赛,今天的CTCC,中国房车锦标赛的前身)中,那些发动机使用了大量K20A部件的赛车—当时那些体积和重量并不占优势的雅阁经常让其他2000cc组赛车头疼不已。而时至今日,HTCC(香港房车锦标赛)这个没有进行这些限制的赛事,基本就是本田的舞台,满场几乎都是思域TYPE-R(EP3)、Integra TYPE-R(DC5)、思域TYPE-R(FD2)。

【几乎满场本田赛车的HTCC(香港房车锦标赛)赛事】

同时,作为第一个也是唯一使用i-VTEC技术的红头发动机,K20A也是输出表现上最为平顺的一台红头发动机,比起那些 VTEC犹如涡轮发动机的暴戾,它因为低转速输出更大,整体扭矩曲线的平顺度更佳,K20A在开TEC前后给人主观感觉的动力落差感并不大,再加上K20A比起B18C-R和B16B本身就排量更大,低转速使用时的便利性更佳,走街代步舒服许多,这也算是i-VTEC技术带给K20A的一个额外优点吧。

【几乎满场本田赛车的HTCC(香港房车锦标赛)赛事】

而为了适应本田新一代车型的车架、设计,以及为了满足越来越严苛的排放要求,K20A也在所有的本田高性能民用发动机当中首次使用了反置式布局(也就是吸气在前,排气在后的布局),对于自然吸气发动机来讲,反置式布局本身有利无害(反置式布局对于发动机则会是个大问题,会导致涡轮散热以及安放位置等一系列问题),可以降低排气行程,引擎废气能更顺畅的排出,对高转速马力发挥有一定好处。同时废气从排气歧管(也就是所谓“头段排气”)到催化器的距离更短,有害物质能被更有效的过滤,排放更低,可以满足日益严苛的各类排放规定。

 

 之孤高进化——0A型发动机(2

【首个配备K20A型发动机的车型,Inta TYPE-R(D)】

首台配备K20A型发动机的车型是2001年7月发表的第二代Integra TYPE-R(DC5),而在同年12月发表的第二代日规 TYPE-R(EP3)也同样采用了K20A(欧规 TYPE-R则是采用性能稍低的K20,并非K20A),这型K20A在后世被称为Phase 1。K20A发动机采用86.0mm的、86.0mm的的正方形缸体结构,实际1998。这也是继1980年代后半期出现的3S-GE/3S-GTE和在1989年出现的SR20DET以及后来1990年代中后期衍生出的SR20VE、21初诞生的SR20VET之后,另一个采用正方形缸体设计的日系高性能发动机(之后采用此一缸体尺寸的日系高性能发动机还有用于 X的4T发动机)。正方形缸体设计的一个优点就是平衡了高转速的马力爆发和中低转速的,算得上一个不错的妥协方案。

【与Integra TYPE-R(DC5)同年发表的思域TYPE-R(EP3)第二个配备了K20A】

Phase 1的K20A型发动机采用11.5:1的,在这一压缩比下,Integra TYPE-R(DC5)搭载的版本能爆发220ps/8000rpm的最大马力和205.9Nm/7000rpm的,思域 TYPE-R(EP3)搭载的版本则动力稍低,最大马力为215ps/8000rpm,最大扭矩为202.0Nm/7000rpm。虽然最大扭矩的转速比之前的F20C实际上并没有提前太多,比起一般民用发动机,最大扭矩的爆发转速也是极其靠后,但实际上中低转速的扭矩表现,K20A要比F20C丰盈许多,整体的扭矩曲线也因VTC技术的加入而更为平滑,比起更早的B系列的B16B和B18C-R,K20A就算是扭矩丰盈了。

【2002年12月发布的Euro-R(CL7)配备了改良过的Phase 2的K20A】

而后,在思域TYPE-R(EP3)发售整整一年之后,K20A型发动机又被装上了第七代雅阁的顶级性能型号Euro-R(CL7),因雅阁较大的车体带来的较大的重量(CL7较DC5和EP3重大概200kg),除了在搭配的变速箱的齿比搭配方面做出了一定的调整之外,K20A发动机本身也被重新设定,这型改良后的K20A被称作Phase 2。在相同的11.5:1压缩比下,最大马力输出保持和Integra TYPE-R(DC5)搭载版本相同的220ps/8000rpm,最大扭矩虽依旧是205.9Nm,但爆发转速足足提前了1000rpm,在6000rpm就可以全数释放所有扭矩,中低转速下的扭矩相较之Phase 1也更大。而在机械细节上,Phase 2的K20A也做出了一定程度的改良,和Phase 1最大的区别在于加强了水道设计,散热性能更好,在连续长时间的高强度使用当中拥有更好的耐久性。同时为了提高进气效率,Phase 2的形状也进行了一定的修正,空气能通过进气歧管更直接的进入缸内。

【Phase 2的K20A,水道设计经过强化,进气歧管形状与Phase 1略有不同】

Phase 3的K20A则随着2007年3月发表的第三代思域TYPE-R(FD2)到来,Phase 3以Phase 2为基础进一步改良,并融合了Phase 1身上的一些优点,进气歧管内部形状与Phase 2几无差别,水道设计也沿用了Phase 2的强化设计,和设定则更接近Phase 1,但压缩比被进一步提高,达到11.7:1,同时加大了节气门口径(这对自然吸气发动机能立竿见影的提高动力感受),从Phase 1和Phase 2的62mm增大至64mm,并优化了排气效率,这可谓是K20A发动机家族当中的集大成之作。

动力参数只是微幅增长,最大马力225ps/8000rpm,最大扭矩214.7Nm/6100rpm,相比雅阁Euro-R(CL7)只有5ps和大概9nm的增长,不过Phase 3的改良并非如此而已,在5000-6000rpm的中段转速下有大约15ps和20Nm的增长,虽然思域TYPE-R(FD2)的重量已达1270kg,比后期型ntegra TYPE-R(DC5)的1190kg重了80kg,实际的动力感却更为狂放,这就犹如原装思域TYPE-R(E)和换装了更大排量的B18C-R发动机的EK9的区别。


【2007年发表的思域TYPE-R(FD2)配备了Phase 3的K20A】

当然Phase 3亦非完美,为了满足日益严苛的排放法规,以及适应第八代思域的各类子系统,Phase 3的K20A首次在红头发动机上弃用了传统的机械式节气门,换上了已在民用车上应用多年的电子式节气门。这也是迄今为止唯一的采用电子式节气门的红头发动机。这种新的改变让思域TYPE-R(FD2)的油门响应,较之前的各类TYPE-R显得退步不少,曾经那种行云流水一般的油门与离合器、变速箱的配合感觉已然没有了。

【Phase 3的K20A经过了更多优化,但唯一的缺点就在于换用了电子式节气门】

Phase 3不是K20A的最终版本,如果把堪称本田家真正血脉M-TEC(本田技研创始人本田宗一郎先生的后裔对现在的本田技研工业株式会社并没有实际上的控制权,而由Mugen无限演化而来的M-TEC株式会社则是本田家实际上的正统)推出的complete car(原厂改装完成车)Mugen Civic 算作原厂车的话,这才是最强的原厂K20A。实际上在机械构造上,Mugen Civic RR所搭载的K20A并没有在内部做出很大规模的改良,甚至没有像Mugen常见的那样(比如同样以FD2为基础的Mugen Civic RC),进行进气歧管、发动机缸体内部等位置的精密研磨。

【最强的原厂版本K20A则出现在Mugen Civic RR之上】

Mugen Civic RR所用的K20A发动机相比普通思域TYPE-R(FD2)所用的Phase 3版本改动的方面主要集中在进排气系统以及发动机管理程序()之上:更换了一套造工相当诱人的碳纤维风箱,风箱内部装上高流量风格替换了普通FD2上那简陋的纸质空气滤清器,有效提升了进气量。排气系统上大动干戈,虽然不是最顶级的全钛合金材料,也是相当高级的304不锈钢材质,造工更是配得上Mugen之名,比起普通FD2精致许多—对于高转速自然吸气发动机而言,排气系统的精密程度对实际动力的发挥极为重要,如排气歧管,等长程度越高,对动力的发挥越是有利。

【Mugen Civic RR配备的K20A相比普通Phase 3内部其实并未加强,更多改善在进排气系统】

虽然作为量产车型,Mugen Civic RR未能取消排气中段的器设计,但Mugen Civic RR的排气系统也称得上高效率的设计,其尾段部分采用了“一拖二”的设计,一侧尾段排气为带内回压,另一侧则是直出,如此一来,低转速下,尾气基本通过带有内回压腔设计的尾鼓排出,废气的形成的较高后压能提高扭矩输出帮助车辆加速,高转速下,废弃则主要通过阻力较小但较长的另一侧尾鼓排出,排气脉冲也不会因回压腔的堵塞,而影响马力发挥,可谓是相当精妙的设计。而实际功率输出方面,Mugen Civic RR所搭载的K20A发动机则有所有原厂版本当中最大的动力水平,最大马力240ps/8000rpm,最大扭矩218Nm/7000rpm。

 

幻之—无级可变的A-VTEC技术

在2001年,新一代的i-VTEC技术发表之后,VTEC其实并未停下进步的脚步,还曾有过一个更为先进,调整更为细腻的A-VTEC系统(AdvancedVariable valve Timing and lift Electronic Control system,先进和升程电子控制系统)出现。虽然(作为车迷的笔者实在是不想说这个“虽然”)A-VTEC技术至今因为不明原因,并未用于任何量产本田车型的发动机之上,只曾制造不超过几十台的试验发动机。因此,堪称迄今为止的VTEC技术的最终衍生品的A-VTEC技术,也就成为了所谓“幻之VTEC”,而不为人所知。

【基于4型发动机打造的搭载A-VTEC技术的验证发动机】

虽然一直以来,VTEC整个界作为首个成品化的可变气门技术,其效力被各方面广泛承认和赞誉,但对于除了汽车运动之外的很多场合,单纯的功率上的优势实际上并不能打动用户,由此也就诞生了更注重日常使用的经济性的低级化改进品VTEC-E,以及一定程度上结合了VTEC与VTEC-E两种技术的进一步改良品3-stage VTEC,再加上本篇之中介绍过的在VTEC系统基础上加入VTC系统,能对做出更细节化的调整的i-VTEC。虽然在对实际功率方面的贡献上,进化至i-VTEC的VTEC技术已经相当让人满意,但有一个问题是VTEC技术始终未曾解决的。

【A-VTEC技术的核心部分的工作示意图】

这个问题就是VTEC技术只能对气门升程做出两段式或者三段式的调整,虽然这也带来了被本田车迷们津津乐道的“开TEC”效果,但不能像后来出现的Valvetronic技术那般对气门升程做出连续不断的精细调整始终是个遗憾。为达到气门升程的无极可变效果,本田的工程师弃用了之前自VTEC技术诞生起的在和气门之间的摇臂做出调整,通过发动压控制栓塞来切换高低凸轮切换达成气门升程调整的设计,而改用结构较为简单的,内部并无栓塞设计的摇臂,可变的部分变为了一个类似包裹着凸轮轴的凸轮轴套的机构,这一包裹机构可独立于凸轮轴进行转动,通过其上厚度不等的滑块来实现在高低不同的转速下与不同高度的凸轮的接合,并同时将其上各个滑块的厚度变化直接传递给摇臂,从而实现气门升程的连续不断的变化。本田为此新设计还申请了一个名叫Variable valve actuation device(可变式活瓣驱动)的专利。可以说这一改变可谓是革命性的,完全不同于之前任何版本的VTEC系统的设计。

【基于第七代日规Euro-R(CL7)打造的A-VTEC技术验证车】

2006年9月,本田首次对外公开了将发展新一代的VTEC技术A-VTEC。并于次年展示了以第七代日规雅阁Euro-R(CL7)为基础,有着相当高完成度的验证车,同时对外宣布,使用A-VTEC技术的发动机比i-VTEC技术有更好的燃油经济性,油耗最大可降低13%,排放则比日本国内的平成17年(2005年)排放规制标准低25%。虽然本田当时并没有公布动力参数,但我们有理由相信,就算A-VTEC不会拥有更大的最大马力和,也能带来一个更平滑的输出曲线,继而实现更好的加速表现。

【基于第七代日规雅阁Euro-R(CL7)打造的A-VTEC技术验证车】

而本身按照原先本田所公布的计划,A-VTEC技术将于2008年开始首先配备于新一代的雅阁(也就是今天所见的)之上,但不管是美规、日规还是欧规的第均未装上A-VTEC技术,用的还是i-VTEC。在2011年的年末,本田发布了拥有技术的Earth Dreams Technology系列发动机(从0.66L至3.5L),却还是没有提到A-VTEC技术的搭载,不过为媒体提供的验证车上却有一台车身上,赫然写着i-VTEC Advanced字样的欧规八代雅阁,本田并未对i-VTEC Advanced技术做出太多说明,字面上很像之前的A-VTEC,归根结底却只是加入了直喷技术的i-VTEC(之前已经有用于K20B发动机的i-VTEC i直喷技术)。

【搭载Earth Dreams Technology系列发动机的雅阁验证车,车身上赫然写着i-VTEC Advanced】

在A-VTEC技术对外发布至今,和A-VTEC一样拥有无级可变气门升程调整功能的技术:的Valvematic(用于丰田ZR系列发动机中的1ZR-FAE、2ZR-FAE、3ZR-FAE)、的VVEL(用于V7VHR发动机)、以及无级可变气门升程调整技术的始作俑者宝马Valvetronic(配备于几乎现时下所有宝马民用汽油发动机),已大量配备于各家的产品之中,A-VTEC技术迟迟未能投入量产。

我们不希望这就是结语

时至今日,以上所有这些有关于VTEC的往事已经渐行渐远,堪称本田民用汽车引擎最巅峰之作的K20A发动机已经终止量产一年有余(当然,本田自身旗下的高性能部门HPD,以及包括无限Mugen、SPOON、J's Racing在内的一些改装公司依旧通过小批量手工装配的方式在提供全新品的K20A)。本田依旧维持着所有车厂中规模和开销最大的赛车事业,可我们却看不到美好往事重来的希望,是的,本田就在前不久发布了全新一代的搭载缸内直喷技术的从0.66L到3.5L的一系列全新发动机,还有全新世代的结合了后轮电动马达的SH-AWD技术,但是这些事情又与纯粹的高性能何干?

【2012年度东京改装车展上展出的Mugen 的Pre-Production Model】

日产在几年之前带给我们一部重生的(CBAR35),然后不断地创造着奇迹般的圈速和各类赛事的成绩,丰田也和刚刚联手带来了新一代的86以及BRZ,在刚刚闭幕的东京改装车展上就带来了BRZ STi。可以说,某种程度上日系车厂在回归,重新回到那条强调运动化的道路上来,在这种回归的大势中,本田在哪里?CR-Z这个日本国内市场近两年以来最高销量的运动车型,算是聊以安慰吧,东京改装车展上展出的那部CR-Z Mugen RR的Pre-Production Model(量产前型号)也让本田车迷们有了些许希望,HSV-010 GT500赛车在Super GT赛场上表现的超凡性能(2010年赛季开幕战领路站,三台HSV-010 GT500在铃鹿赛道的大直道并排疾驰,冲向第一个弯道的时候,几乎所有本田车迷都在欢呼吧?)和彪炳战绩,算是向世人证明着本田技研远未落伍,依旧能造出最快的车。

【Super GT 2010赛季冠军车,Weider车队18号本田HSV-010 GT500】

可是,那些挂着红色本田徽章的家伙在哪?CR-Z Mugen RR在筑波赛道现在只跑出了1:08.612的最快圈速,甚至还不如之前的TYPE-R(FD2)。不要提什么新的欧规思域TYPE-R,那种东西只能算是挂着本田红章的买菜车,换装了涡轮后竟然才只有210ps马力的可怜动力,这恐怕击碎了所有车迷心中最后一点幻想,任何本田车迷都无法认同那种货色也叫TYPE-R。底特律车展上展出的次期NSX概念车,其动力水平也相当让人怀疑,当年NSX(N/NA2)的日本最速的名号恐怕亦是不保。而在丰田86和斯巴鲁BRZ在年内于日本市场上市之后,CR-Z在销量上的优势恐怕也将岌岌可危—看看去年东京改装车展满场的CR-Z,再看看今年满眼的86和BRZ。甚至在民用市场方面,一直销量极其良好的也将在今年受到丰田AQUA(日本市场之外则称为C)的强力追赶,相当有可能地位不保。儿时记忆里的本田从来都是引领者而非追赶者,本田的车迷,一次又一次的只有失望。

【虽然看起来很美,但很难想象这辆次期NSX概念车能继承本田当年的荣光】

本田技研工业在近年来的广告词是“The Power Of Dreams”,梦想的力量。作为一个本田车迷,深切希望本田还能制造出那些让人激动的梦想,要知道爆发出尖利呼啸的红头发动机,给车迷们的不仅仅是动力,某种程度上那是年轻时候的梦想,是平淡生活中难寻的激情记忆,更是车迷们喜欢本田最大的理由。我们希望着本田,那个和迈凯轮联手于1988年在F1赛场上创造了近乎不败的神话般战绩的,那个制造出NSX让欧洲各大超跑厂商目瞪口呆的,那个统治了各类小排量赛事的,缔造了多年前那一切一切的荣光的本田,王者归来,等待,我们一直等待着。

 
发表于 2012-2-16 14:58:12

历尽千辛万苦我终于把中篇发全了,唉,我容易吗我?

再次感谢梁伯苓先生的文章。

无法忘记的地上之星 本田VTEC技术(完结篇)

 

之前的前篇和中篇的内容当中,我们介绍了技术、VTEC-E技术以及3-stage VTEC的简要原理,和2000年之前的包括B16A、B18C-R、B16B、D15B、H22A/H22、C30A/C32B在内的,几乎全数高性能民用发动机。相信通过我们的粗浅叙述,诸位读者已经对当时的这些技术以及使用这些技术的发动机有了一定程度的了解。


此一系列的完结篇,我们将为您介绍最后的 VTEC发动机,曾服役于S2000(本田极少的前置车型)的F20C/F22C型发动机、进入新之后演化出的新的i-VTEC技术、以及最后一台代表着本田的精神的红头发动机0A,还有那因不明原因未曾配备于任何量产发动机的最高级VTEC技术—A-VTEC。

的巅峰之作—F20C/F22C型发动机(1)

首先,在这里我们要问这样一个问题:时下,升功率最高的自然吸气量产发动机是哪一台?恐怕很多老资格的日系车迷才能想到F20C这个名字,它高达125ps/L的升功率几近赛车水平,曾牢牢占据了这一自然吸气界的王座11年之久。直到2010年3月,的n,才以126.67ps/L的升功率打破了这一纪录(需要特别在此提到的是,在n之后一年左右发布的997 GT3 RS 4.0的4.0L发动机也拥有了和F20C相同的125ps/L升功率)。然而F20C型发动机只是用于当年售价3万余美金的S2000,能超过这个升功率的水平的民用发动机,都是配备在超过15万美金的超级之上。从这个角度讲,F20C的显而易见,而且,它依旧是一个健在的神话。

【曾在长达11年间保持民用自然吸气发动机最高升功率记录的F20C】

本田的F系列发动机出现的相当早,在1989年9月13日发布的第四世代(很多朋友小时候的记忆里可能对这款第四代雅阁颇有点印象)以及雅阁当时的高级型号Ascot两个车系,就搭载了F18A、型的F20A和DOHC型的F20A这三款最初的F系列发动机。但当时的F系列并未显露出高性能的特质,动力最强的DOHC—F20A型发动机也才只有150ps,虽然这一水平放到今天也能算得上是优秀的家用车,但实在无法匹配“高性能”的标签,就是用于老实巴交的家用中级车的动力系统。

【蓝头F20B发动机,虽不能与后来的F20C可比,但已展现出高性能的端倪】

首个展现出高性能端倪的F系列发动机,是1997年9月随第六代日规雅阁SiR-T(CF4)和Torneo SiR-T(CF4)发布的F20B型发动机,也就是使用了DOHC VTEC形式配气系统,俗称“蓝头”的F20B型(F20B型发动机另有SOHC和SOHC VTEC式样)。这款发动机维持了DOHC式样的F20A相同的缸内尺寸规格,采用85.0mm和88.0mm的小口径大冲程竖长方形结构,实际1997,但换上了凸顶,并在细部设计方面做了加强,配上DOHC VTEC系统,在11.0:1的高之下,可压榨出200ps/0rpm的最大马力和196.1Nm/6600rpm的峰值,它也让F系列发动机的升功率首次达到100ps/L,这也是本田(2.0L或者更大排量的发动机)第二个达成100ps/L的原厂升功率的发动机(第一个是我们之前的中篇当中介绍过的1996年11月发布的红头H22A)。

【曾配备F20B发动机的Torneo SiR-T(CF4)】

真正让F系列发动机成为瞩目的焦点的,是1999年4月15日发布的00后继车型—S2000(AP1)所搭载的F20C型发动机,值得一提的是,开发NSX的上原繁先生参与了研发。从发动机型号来看,F20C可以视作F20B的继承者,二者的关系像初篇中我们介绍过的B16A和B16B型发动机,但F20C经过了相当详尽的近乎赛车化的强化与改良,它与F20B型的差别要比B16A和B16B更大,这源于F20C与F20B虽均为1997cc的实际排量,但缸体内部的尺寸则不同,F20C改用了更大的87.0mm的缸径和更短的84.0mm冲程,变成了径程比大于1的缸内设计,配合上民用车上极为罕见的低矮扁平活塞,攻取高转速的决心愈发明显。

【F20C型发动机的缸头内部结构】

凭借着原厂即装备万转平衡级(对于99.9%的原厂车来讲,这可是完全不可想象的事情,哪怕对某些脍炙人口的所谓高性能车型也依旧是如此),使用有异于普通发动机的特殊用料和高精度、低误差值,特别优化的进排气系统,以及高达25m/s的超高活塞运动速度,在比更高的11.7:1高压缩比下,F20C爆发出了250ps/8300rpm的最大马力以及217.7Nm/7500rpm的峰值扭矩,红线转速高达9000rpm,升功率更是一举攀升至125ps/L。

就像我们前面提到过的一样,凭借着这一升功率水平,F20C曾稳坐民用量产自然吸气汽油发动机中最高升功率的王座长达11年(注1)。至于出口版本的S2000,因应油品质量问题,降低了压缩比,红线转速也降低至8800rpm,因此北美规格的F20C1和欧洲规格的F20C一律“只有”240ps/8300rpm的最大马力和.4Nm/7500rpm的。

的巅峰之作——F20C/F22C型发动机(2

F20C是首个采用小夹角的高性能发动机,这点完全不同于之前的B、H、C三大系列中的高性能发动机,也有别于迄今为止绝大多数高性能发动机的设计。正因如此,F20C在一些部件的设计上相当特殊,它的联动装置的样式,和大多数DOHC结构的大气门夹角有着相当大的不同,是由带动一个独立的时规轮转动,而进、排气两根则由另一条链条联动。之后的0A同样沿用了这样的设计,缸盖(engine head)结构更是与F20C十分相似。

【F20C型发动机的曲轴和曲轴箱】

在F20C基础上衍生出的F22C是本田最后的DOHC 发动机,之后从K20A开始,新一代的红头发动机一律换上了i-VTEC技术(当然,此话有点让人有容易误解的嫌疑,事实上F20C/F22C之后的真正的本田高性能发动机迄今为止只有K20A一款,同样红头涂装的K20Z只能算伪红头,性能实在配不上那个涂装所蕴含的意义),F20C/F22C也因此成为了DOHC VTEC的终极绝唱。而这个终极绝唱确实实至名归,在一切周边部件维持原状,也不加强发动机内部机件的情况下,F20C型发动机仅仅通过换用第三方,就攻上了民用发动机犹如圣杯般遥不可及的万转转速,而第三方改装厂基于F20C或者F22C的complete engine(亦即改装完成发动机),达到ps以上出力也并不奇怪—比150ps/L更高的升功率,相比很多赛例宽松允许较大改装,同时不求发动机寿命的赛车,如此表现也是十分稀有。

【F20C基础上演化出的优化了,加大了的F22C发动机】

不过,由于过分重视高转速的爆发力,让F20C的动力输出几乎赶上赛车发动机的同时(比如WT以及采用相同的S2000规格的房车赛的各类赛车的2.0L直列四缸自然吸气发动机的输出一般是280ps左右),也同样具备了赛车发动机的输出特性—低转速乏力,只有开TEC动作之后才能输出足够的扭矩,再加上极端的油门与离合器配置,开着配备F20C的S2000(AP1)走街代步,是一件非常痛苦的事。对于习惯了大排量发动机带来的丰盈扭矩的北美用户而言,这更难以忍受,因此从2004年开始,北美市场的S2000弃用F20C1型发动机,换装了加大排量的F22C1型发动机。

【搭载F22C发动机的后期型日规S2000(AP2)】

F22C1型发动机相比F20C或者F20C1,高度加大了6.7mm至90.7mm,维持87.0mm不变,排量因此扩大160,达到2157cc。F22C1的整个缸体变为和大多数F系列发动机相同的竖长方形形状,高转速爆发力仍得到了延续。另外F22C1的也小幅增加了0.1,达到11.1:1,动力参数方面,F22C1拥有和F20C1相同的240ps最大马力,但输出转速从8300rpm提前至7800rpm,但提升了6%达到220.0Nm,输出转速也提前到6800rpm,整个扭矩曲线比F20C1或F20C的刁钻改善很多,这款换上F22C1的S2000也因此将车架号改为AP2。


【S2000的最终型号,S2000 TYPE-S(AP2),同样使用F22C型发动机】

在2005年11月之后,日本本土发售的S2000也换上了和F22C1机械上基几乎完全一样的F22C型发动机,但因使用ECU程序的不同,F22C的动力水平稍高,最大马力为242ps/7800rpm,峰值扭矩为221Nm/6500-6800rpm。直到2009年,北美市场作为最终版本推出的S2000 CR所使用的F22C1发动机(实际上除了驾驶方向不同之外,S2000 CR和同时期的日规S2000 TYPE-S完全相同),动力才和日规车型相同,而欧版的S2000到2009年终产为止,都一直在使用F20C型发动机,并没有换上F22C或F22C1。

【相当于左舵版S2000 TYPE-S的S2000 CR,其F22C1发动机出力与日规F22C相同】

对于国内用户而言,F20C/F22C也是相当特殊的存在,装备这两款动力的S2000曾被一些私人代理商引入国内,这也是极少通过正规渠道进入国内的红头发动机车型(另外两款则是Inta TYPE-R和讴歌NSX)。遗憾的是,因为国内是左舵,不可能直接得到日版车型,所以引入的大多数均为美规车型(原厂动力稍低的F20C1和F22C1型发动机),另外也有少数较低动力的欧版F20C。

注1:1997年开始生产的总产量只有1000台并几乎只被用于Seri 1和Series 2规格的赛车的的SR16VE N1型发动机,1.6L排量,最大马力200ps,有时候也和F20C一起被视作这一王座之上的并列者。

再精进的i-VTEC技术

1989年诞生的VTEC技术确实在当时是个震撼,这也给人们带来了史上第一台升功率达到100ps/L,并且大规模量产的发动机。VTEC在高性能方面的潜力无可诟病,但VTEC技术并非完美无缺,其主要缺陷是VTEC系统只能相对简单地对升程做出两段或三段的调整,不能像的或者的技术那样对点火正时做出调整。在整个的1990年代,VTEC情况类似的只有同样以高性能为直接诉求,并不拘泥于环保和节油的Neo-VVL,相比VVT-i或是VANOS,VTEC在平顺和对气门调整持续方面VTEC存在不足。


【使用i-VTEC技术的发动机(0A)的缸头部分剖视图】

虽然实际机械构造上,单纯的VTEC系统比只有可调整的可变系统更为复杂,但原理非常简单,有点类似F1赛车引擎使用过的气动摇臂气门控制系统,通过安置在发动机的传感器,以及安置在位置的传感器感知发动机运转转速,到达VTEC的切换(也就是俗称的“开TEC”)转速之后,向位于发动机顶部、分火线圈后的油泵电磁阀发出对应信号,控制油泵电磁阀向可变摇臂机构内注入一定压力的,通过机油的油压推动气门摇臂内的柱塞完成VTEC的切换动作。

新的i-VTEC(Intelligent-Variable Valve Timing and Lift Electronic Control,即智能化和气门升程电子控制系统的意思)系统,则在VTEC的基础上加入了VTC(Variable Timing Control,连续可变气门正时控制)技术,达到了对气门的调整和控制更精细的目的。所谓VTC技术,就是一套由发动机油压驱动的花键可变控制机构,主要由VTC作动器、油压控制阀,以及安置在缸头部分的传感器等部件组成,这套机构最大可将发动机的点火提前角提早50度,同时也能实现气门正时和开启重叠时间的可变效果。VTC机构的导入让发动机在几乎全速域下都能得到更合适的配气相位,一定程度上提高燃烧的效率(注意,不是功率,i-VTEC相比VTEC在功率输出上的改善几乎可以忽略不计)。

【搭载于第二代(RD5/RD8)的K20型发动机的i-VTEC机构】

而在直观的输出表现上,使用i-VTEC技术的发动机也能拥有更为平滑的曲线,低转速下的扭矩也更为丰盈,更方便走街代步的日常驾驶。但也因此,使用i-VTEC技术的高性能发动机“开TEC”动作给人的主观感受没有之前的DOHC VTEC发动机们那般,如发动机的涡轮启动并进入正压那样猛烈。

【因i-VTEC初发布时的只是辆跟性能无关的CR-V,因此没受到太多关注】

或许是因为i-VTEC技术在2001年发布之初,首个搭载的量产车型只是性能上乏善可陈的第二代CR-V(RD5/RD8,前者为4WD型号,后者为型号,这也是国产的第一代CR-V),其K20A4型发动机,2.0L的只有158ps最大马力,还不如1989年就出现的B16A,实在是跟高性能扯不上半点关系,因此,i-VTEC最初也未引起多大的关注,当年《TOP GEAR》节目也只轻描淡写的说,这就是VTEC加上了VTC。直到当年年末,Integea TYPE-R(D)和TYPE-R(EP3)发布,拥有110ps升功率(DC5搭载版本)的红头K20A发动机横空出世,全世界才知道i-VTEC一样能和DOHC VTEC那般癫狂,从此,K20A走进了无数车迷的内心。

 

之孤高进化—0A型发动机(1

作为最后的红头发动机,K20A身上笼罩着无数的光环。虽然在1990年代以来的种种红头发动机之中,K20A并非最大的,也不是原厂动力参数,或给驾驶者的主观感受最为癫狂的,但它却是1989年技术诞生以来,本田发动机在科技、制造工艺等方面的集大成者,甚至可以说是迄今为止最优秀的一款民用2000级汽油发动机。那么,K20A到底是如何一款发动机呢?在叙述历史和技术参数之前,我们在这里先谈谈它的几点特质,也许通过这一点内容,能有助于绝大多数未能亲身接触的读者,有一个更直观的印象。

【搭载于Inta TYPE-R(D)的K20A型发动机,最大马力220ps】

首先,K20A是本田民用高性能发动机当中,缸体强度最为优秀的。采用全铝合金材质打造,拥有着铝合金缸盖和铸铁中缸,以高强的耐用度著称,比北美车迷热衷于简单直接大马力输出,直接挂上大型涡轮的B16B或B18C-R,还要更优越的缸体强度和耐用性,甚至还流传着这样一种说法:K20A的缸体强度更胜坚固耐用,功率输出极限超越1000ps的RB26DETT型发动机(也就是先前配备于BNR32、BCNR33、BNR34这三代Skyline 的发动机),堪称拥有最高缸体强度的日系高性能发动机。当然这只是传闻,一直以来并没有被实证,而K20A强度极佳已成为不争的事实。

【搭载于日规TYPE-R(EP3)的K20A型发动机(注意,欧规EP3并非K20A发动机)】

除了强度方面的傲人表现之外,K20A还和其他红头发动机一起共同拥有一个让人哭笑不得的记录:因性能强大,不少级别不高,采用N组(类似N组的赛例,即不允许改动发动机内部)的比较低等级的房车赛当中,赛事组委会甚至会专门通过对具体赛例的修改,让红头发动机失去其固有的优势,更有甚者干脆就明文禁止此类发动机及其核心部件的使用。原因并不是这些赛事组委会在欺负本田,只因为这些发动机以及搭载这些发动机的车型,强大的性能经常无情的破坏了赛事的平衡性,将其他厂牌的赛车置于打酱油的位置。具体情况可以参见早年间C(全国场地锦标赛,今天的CTCC,中国房车锦标赛的前身)中,那些发动机使用了大量K20A部件的赛车—当时那些体积和重量并不占优势的雅阁经常让其他2000cc组赛车头疼不已。而时至今日,HTCC(香港房车锦标赛)这个没有进行这些限制的赛事,基本就是本田的舞台,满场几乎都是思域TYPE-R(EP3)、Integra TYPE-R(DC5)、思域TYPE-R(FD2)。

【几乎满场本田赛车的HTCC(香港房车锦标赛)赛事】

同时,作为第一个也是唯一使用i-VTEC技术的红头发动机,K20A也是输出表现上最为平顺的一台红头发动机,比起那些 VTEC犹如涡轮发动机的暴戾,它因为低转速输出更大,整体扭矩曲线的平顺度更佳,K20A在开TEC前后给人主观感觉的动力落差感并不大,再加上K20A比起B18C-R和B16B本身就排量更大,低转速使用时的便利性更佳,走街代步舒服许多,这也算是i-VTEC技术带给K20A的一个额外优点吧。

【几乎满场本田赛车的HTCC(香港房车锦标赛)赛事】

而为了适应本田新一代车型的车架、设计,以及为了满足越来越严苛的排放要求,K20A也在所有的本田高性能民用发动机当中首次使用了反置式布局(也就是吸气在前,排气在后的布局),对于自然吸气发动机来讲,反置式布局本身有利无害(反置式布局对于发动机则会是个大问题,会导致涡轮散热以及安放位置等一系列问题),可以降低排气行程,引擎废气能更顺畅的排出,对高转速马力发挥有一定好处。同时废气从排气歧管(也就是所谓“头段排气”)到催化器的距离更短,有害物质能被更有效的过滤,排放更低,可以满足日益严苛的各类排放规定。

 

 之孤高进化——0A型发动机(2

【首个配备K20A型发动机的车型,Inta TYPE-R(D)】

首台配备K20A型发动机的车型是2001年7月发表的第二代Integra TYPE-R(DC5),而在同年12月发表的第二代日规 TYPE-R(EP3)也同样采用了K20A(欧规 TYPE-R则是采用性能稍低的K20,并非K20A),这型K20A在后世被称为Phase 1。K20A发动机采用86.0mm的、86.0mm的的正方形缸体结构,实际1998。这也是继1980年代后半期出现的3S-GE/3S-GTE和在1989年出现的SR20DET以及后来1990年代中后期衍生出的SR20VE、21初诞生的SR20VET之后,另一个采用正方形缸体设计的日系高性能发动机(之后采用此一缸体尺寸的日系高性能发动机还有用于 X的4T发动机)。正方形缸体设计的一个优点就是平衡了高转速的马力爆发和中低转速的,算得上一个不错的妥协方案。

【与Integra TYPE-R(DC5)同年发表的思域TYPE-R(EP3)第二个配备了K20A】

Phase 1的K20A型发动机采用11.5:1的,在这一压缩比下,Integra TYPE-R(DC5)搭载的版本能爆发220ps/8000rpm的最大马力和205.9Nm/7000rpm的,思域 TYPE-R(EP3)搭载的版本则动力稍低,最大马力为215ps/8000rpm,最大扭矩为202.0Nm/7000rpm。虽然最大扭矩的转速比之前的F20C实际上并没有提前太多,比起一般民用发动机,最大扭矩的爆发转速也是极其靠后,但实际上中低转速的扭矩表现,K20A要比F20C丰盈许多,整体的扭矩曲线也因VTC技术的加入而更为平滑,比起更早的B系列的B16B和B18C-R,K20A就算是扭矩丰盈了。

【2002年12月发布的Euro-R(CL7)配备了改良过的Phase 2的K20A】

而后,在思域TYPE-R(EP3)发售整整一年之后,K20A型发动机又被装上了第七代雅阁的顶级性能型号Euro-R(CL7),因雅阁较大的车体带来的较大的重量(CL7较DC5和EP3重大概200kg),除了在搭配的变速箱的齿比搭配方面做出了一定的调整之外,K20A发动机本身也被重新设定,这型改良后的K20A被称作Phase 2。在相同的11.5:1压缩比下,最大马力输出保持和Integra TYPE-R(DC5)搭载版本相同的220ps/8000rpm,最大扭矩虽依旧是205.9Nm,但爆发转速足足提前了1000rpm,在6000rpm就可以全数释放所有扭矩,中低转速下的扭矩相较之Phase 1也更大。而在机械细节上,Phase 2的K20A也做出了一定程度的改良,和Phase 1最大的区别在于加强了水道设计,散热性能更好,在连续长时间的高强度使用当中拥有更好的耐久性。同时为了提高进气效率,Phase 2的形状也进行了一定的修正,空气能通过进气歧管更直接的进入缸内。

【Phase 2的K20A,水道设计经过强化,进气歧管形状与Phase 1略有不同】

Phase 3的K20A则随着2007年3月发表的第三代思域TYPE-R(FD2)到来,Phase 3以Phase 2为基础进一步改良,并融合了Phase 1身上的一些优点,进气歧管内部形状与Phase 2几无差别,水道设计也沿用了Phase 2的强化设计,和设定则更接近Phase 1,但压缩比被进一步提高,达到11.7:1,同时加大了节气门口径(这对自然吸气发动机能立竿见影的提高动力感受),从Phase 1和Phase 2的62mm增大至64mm,并优化了排气效率,这可谓是K20A发动机家族当中的集大成之作。

动力参数只是微幅增长,最大马力225ps/8000rpm,最大扭矩214.7Nm/6100rpm,相比雅阁Euro-R(CL7)只有5ps和大概9nm的增长,不过Phase 3的改良并非如此而已,在5000-6000rpm的中段转速下有大约15ps和20Nm的增长,虽然思域TYPE-R(FD2)的重量已达1270kg,比后期型ntegra TYPE-R(DC5)的1190kg重了80kg,实际的动力感却更为狂放,这就犹如原装思域TYPE-R(E)和换装了更大排量的B18C-R发动机的EK9的区别。


【2007年发表的思域TYPE-R(FD2)配备了Phase 3的K20A】

当然Phase 3亦非完美,为了满足日益严苛的排放法规,以及适应第八代思域的各类子系统,Phase 3的K20A首次在红头发动机上弃用了传统的机械式节气门,换上了已在民用车上应用多年的电子式节气门。这也是迄今为止唯一的采用电子式节气门的红头发动机。这种新的改变让思域TYPE-R(FD2)的油门响应,较之前的各类TYPE-R显得退步不少,曾经那种行云流水一般的油门与离合器、变速箱的配合感觉已然没有了。

【Phase 3的K20A经过了更多优化,但唯一的缺点就在于换用了电子式节气门】

Phase 3不是K20A的最终版本,如果把堪称本田家真正血脉M-TEC(本田技研创始人本田宗一郎先生的后裔对现在的本田技研工业株式会社并没有实际上的控制权,而由Mugen无限演化而来的M-TEC株式会社则是本田家实际上的正统)推出的complete car(原厂改装完成车)Mugen Civic 算作原厂车的话,这才是最强的原厂K20A。实际上在机械构造上,Mugen Civic RR所搭载的K20A并没有在内部做出很大规模的改良,甚至没有像Mugen常见的那样(比如同样以FD2为基础的Mugen Civic RC),进行进气歧管、发动机缸体内部等位置的精密研磨。

【最强的原厂版本K20A则出现在Mugen Civic RR之上】

Mugen Civic RR所用的K20A发动机相比普通思域TYPE-R(FD2)所用的Phase 3版本改动的方面主要集中在进排气系统以及发动机管理程序()之上:更换了一套造工相当诱人的碳纤维风箱,风箱内部装上高流量风格替换了普通FD2上那简陋的纸质空气滤清器,有效提升了进气量。排气系统上大动干戈,虽然不是最顶级的全钛合金材料,也是相当高级的304不锈钢材质,造工更是配得上Mugen之名,比起普通FD2精致许多—对于高转速自然吸气发动机而言,排气系统的精密程度对实际动力的发挥极为重要,如排气歧管,等长程度越高,对动力的发挥越是有利。

【Mugen Civic RR配备的K20A相比普通Phase 3内部其实并未加强,更多改善在进排气系统】

虽然作为量产车型,Mugen Civic RR未能取消排气中段的器设计,但Mugen Civic RR的排气系统也称得上高效率的设计,其尾段部分采用了“一拖二”的设计,一侧尾段排气为带内回压,另一侧则是直出,如此一来,低转速下,尾气基本通过带有内回压腔设计的尾鼓排出,废气的形成的较高后压能提高扭矩输出帮助车辆加速,高转速下,废弃则主要通过阻力较小但较长的另一侧尾鼓排出,排气脉冲也不会因回压腔的堵塞,而影响马力发挥,可谓是相当精妙的设计。而实际功率输出方面,Mugen Civic RR所搭载的K20A发动机则有所有原厂版本当中最大的动力水平,最大马力240ps/8000rpm,最大扭矩218Nm/7000rpm。

 

幻之—无级可变的A-VTEC技术

在2001年,新一代的i-VTEC技术发表之后,VTEC其实并未停下进步的脚步,还曾有过一个更为先进,调整更为细腻的A-VTEC系统(AdvancedVariable valve Timing and lift Electronic Control system,先进和升程电子控制系统)出现。虽然(作为车迷的笔者实在是不想说这个“虽然”)A-VTEC技术至今因为不明原因,并未用于任何量产本田车型的发动机之上,只曾制造不超过几十台的试验发动机。因此,堪称迄今为止的VTEC技术的最终衍生品的A-VTEC技术,也就成为了所谓“幻之VTEC”,而不为人所知。

【基于4型发动机打造的搭载A-VTEC技术的验证发动机】

虽然一直以来,VTEC整个界作为首个成品化的可变气门技术,其效力被各方面广泛承认和赞誉,但对于除了汽车运动之外的很多场合,单纯的功率上的优势实际上并不能打动用户,由此也就诞生了更注重日常使用的经济性的低级化改进品VTEC-E,以及一定程度上结合了VTEC与VTEC-E两种技术的进一步改良品3-stage VTEC,再加上本篇之中介绍过的在VTEC系统基础上加入VTC系统,能对做出更细节化的调整的i-VTEC。虽然在对实际功率方面的贡献上,进化至i-VTEC的VTEC技术已经相当让人满意,但有一个问题是VTEC技术始终未曾解决的。

【A-VTEC技术的核心部分的工作示意图】

这个问题就是VTEC技术只能对气门升程做出两段式或者三段式的调整,虽然这也带来了被本田车迷们津津乐道的“开TEC”效果,但不能像后来出现的Valvetronic技术那般对气门升程做出连续不断的精细调整始终是个遗憾。为达到气门升程的无极可变效果,本田的工程师弃用了之前自VTEC技术诞生起的在和气门之间的摇臂做出调整,通过发动压控制栓塞来切换高低凸轮切换达成气门升程调整的设计,而改用结构较为简单的,内部并无栓塞设计的摇臂,可变的部分变为了一个类似包裹着凸轮轴的凸轮轴套的机构,这一包裹机构可独立于凸轮轴进行转动,通过其上厚度不等的滑块来实现在高低不同的转速下与不同高度的凸轮的接合,并同时将其上各个滑块的厚度变化直接传递给摇臂,从而实现气门升程的连续不断的变化。本田为此新设计还申请了一个名叫Variable valve actuation device(可变式活瓣驱动)的专利。可以说这一改变可谓是革命性的,完全不同于之前任何版本的VTEC系统的设计。

【基于第七代日规Euro-R(CL7)打造的A-VTEC技术验证车】

2006年9月,本田首次对外公开了将发展新一代的VTEC技术A-VTEC。并于次年展示了以第七代日规雅阁Euro-R(CL7)为基础,有着相当高完成度的验证车,同时对外宣布,使用A-VTEC技术的发动机比i-VTEC技术有更好的燃油经济性,油耗最大可降低13%,排放则比日本国内的平成17年(2005年)排放规制标准低25%。虽然本田当时并没有公布动力参数,但我们有理由相信,就算A-VTEC不会拥有更大的最大马力和,也能带来一个更平滑的输出曲线,继而实现更好的加速表现。

【基于第七代日规雅阁Euro-R(CL7)打造的A-VTEC技术验证车】

而本身按照原先本田所公布的计划,A-VTEC技术将于2008年开始首先配备于新一代的雅阁(也就是今天所见的)之上,但不管是美规、日规还是欧规的第均未装上A-VTEC技术,用的还是i-VTEC。在2011年的年末,本田发布了拥有技术的Earth Dreams Technology系列发动机(从0.66L至3.5L),却还是没有提到A-VTEC技术的搭载,不过为媒体提供的验证车上却有一台车身上,赫然写着i-VTEC Advanced字样的欧规八代雅阁,本田并未对i-VTEC Advanced技术做出太多说明,字面上很像之前的A-VTEC,归根结底却只是加入了直喷技术的i-VTEC(之前已经有用于K20B发动机的i-VTEC i直喷技术)。

【搭载Earth Dreams Technology系列发动机的雅阁验证车,车身上赫然写着i-VTEC Advanced】

在A-VTEC技术对外发布至今,和A-VTEC一样拥有无级可变气门升程调整功能的技术:的Valvematic(用于丰田ZR系列发动机中的1ZR-FAE、2ZR-FAE、3ZR-FAE)、的VVEL(用于V7VHR发动机)、以及无级可变气门升程调整技术的始作俑者宝马Valvetronic(配备于几乎现时下所有宝马民用汽油发动机),已大量配备于各家的产品之中,A-VTEC技术迟迟未能投入量产。

我们不希望这就是结语

时至今日,以上所有这些有关于VTEC的往事已经渐行渐远,堪称本田民用汽车引擎最巅峰之作的K20A发动机已经终止量产一年有余(当然,本田自身旗下的高性能部门HPD,以及包括无限Mugen、SPOON、J's Racing在内的一些改装公司依旧通过小批量手工装配的方式在提供全新品的K20A)。本田依旧维持着所有车厂中规模和开销最大的赛车事业,可我们却看不到美好往事重来的希望,是的,本田就在前不久发布了全新一代的搭载缸内直喷技术的从0.66L到3.5L的一系列全新发动机,还有全新世代的结合了后轮电动马达的SH-AWD技术,但是这些事情又与纯粹的高性能何干?

【2012年度东京改装车展上展出的Mugen 的Pre-Production Model】

日产在几年之前带给我们一部重生的(CBAR35),然后不断地创造着奇迹般的圈速和各类赛事的成绩,丰田也和刚刚联手带来了新一代的86以及BRZ,在刚刚闭幕的东京改装车展上就带来了BRZ STi。可以说,某种程度上日系车厂在回归,重新回到那条强调运动化的道路上来,在这种回归的大势中,本田在哪里?CR-Z这个日本国内市场近两年以来最高销量的运动车型,算是聊以安慰吧,东京改装车展上展出的那部CR-Z Mugen RR的Pre-Production Model(量产前型号)也让本田车迷们有了些许希望,HSV-010 GT500赛车在Super GT赛场上表现的超凡性能(2010年赛季开幕战领路站,三台HSV-010 GT500在铃鹿赛道的大直道并排疾驰,冲向第一个弯道的时候,几乎所有本田车迷都在欢呼吧?)和彪炳战绩,算是向世人证明着本田技研远未落伍,依旧能造出最快的车。

【Super GT 2010赛季冠军车,Weider车队18号本田HSV-010 GT500】

可是,那些挂着红色本田徽章的家伙在哪?CR-Z Mugen RR在筑波赛道现在只跑出了1:08.612的最快圈速,甚至还不如之前的TYPE-R(FD2)。不要提什么新的欧规思域TYPE-R,那种东西只能算是挂着本田红章的买菜车,换装了涡轮后竟然才只有210ps马力的可怜动力,这恐怕击碎了所有车迷心中最后一点幻想,任何本田车迷都无法认同那种货色也叫TYPE-R。底特律车展上展出的次期NSX概念车,其动力水平也相当让人怀疑,当年NSX(N/NA2)的日本最速的名号恐怕亦是不保。而在丰田86和斯巴鲁BRZ在年内于日本市场上市之后,CR-Z在销量上的优势恐怕也将岌岌可危—看看去年东京改装车展满场的CR-Z,再看看今年满眼的86和BRZ。甚至在民用市场方面,一直销量极其良好的也将在今年受到丰田AQUA(日本市场之外则称为C)的强力追赶,相当有可能地位不保。儿时记忆里的本田从来都是引领者而非追赶者,本田的车迷,一次又一次的只有失望。

【虽然看起来很美,但很难想象这辆次期NSX概念车能继承本田当年的荣光】

本田技研工业在近年来的广告词是“The Power Of Dreams”,梦想的力量。作为一个本田车迷,深切希望本田还能制造出那些让人激动的梦想,要知道爆发出尖利呼啸的红头发动机,给车迷们的不仅仅是动力,某种程度上那是年轻时候的梦想,是平淡生活中难寻的激情记忆,更是车迷们喜欢本田最大的理由。我们希望着本田,那个和迈凯轮联手于1988年在F1赛场上创造了近乎不败的神话般战绩的,那个制造出NSX让欧洲各大超跑厂商目瞪口呆的,那个统治了各类小排量赛事的,缔造了多年前那一切一切的荣光的本田,王者归来,等待,我们一直等待着。

 
发表于 2012-2-23 13:34:07
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原帖由 2011速度激情 于 2012-02-23 12:22 发表在 8新窗口中打开引用楼层
红头
唉,千辛万苦终于发上的图片,又没了,不知是我的人品不好还是长相差
 
发表于 2012-4-24 16:53:04
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原帖由 jeffalert 于 2012-04-22 12:13 发表在 14新窗口中打开引用楼层
这么好的帖不顶不行啊这么详细的vtec介绍第一次看到!

谢谢兄弟的肯定
 
发表于 2012-4-24 16:53:24
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原帖由 jinxin56 于 2012-04-24 12:10 发表在 15新窗口中打开引用楼层
很精彩的帖子

 
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