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*本文由梁先生在爱卡汽车网于2012年1月4日发表
*感谢微博@梁伯苓RyanlEung
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之前的前篇(无法忘记的地上之星 本田VTEC技术(上))和中篇(无法忘记的地上之星 谈本田VTEC(中篇))的内容当中,我们介绍了VTEC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/H22A7、C30A/C32B在内的,几乎全数本田高性能民用发动机。
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DOHC VTEC发动机,曾服役于S2000(本田极少的前置后驱车型)的F20C/F22C型发动机、进入新世纪之后演化出的新的i-VTEC技术、以及最后一台代表着本田的精神的红头发动机K20A,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。
自然吸气巅峰—F20C/F22C(1)
自然吸气的巅峰之作—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汽车发动机是哪一台?
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,法拉利的458 Italian,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,在法拉利458 Italian之后一年左右发布的保时捷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15万美金的超级跑车之上。从这个角度讲,F20C的传奇显而易见,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系列发动机出现相当早,在1989年9月13日发布的第四世代雅阁(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、SOHC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相同缸内尺寸规格,采用85.0mm缸径和88.0mm冲程的小口径大冲程竖长方形结构,实际排量1997cc,换上了凸顶活塞,并在细部设计方面做了加强。配上DOHC VTEC系统,在11.0:1的高压缩比之下,可压榨出200ps/7200rpm的最大马力和196.1Nm/6600rpm的峰值扭矩,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S800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曲轴(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207.4Nm/7500rpm的最大扭矩。
自然吸气巅峰—F20C/F22C(2)
自然吸气的巅峰之作——F20C/F22C型发动机(2)
F20C是本田首个采用小气门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DOHC发动机的设计。正因如此,F20C在一些部件的设计上相当特殊,它的正时皮带联动装置的样式,和大多数DOHC结构的大气门夹角有着相当大的不同,是由曲轴带动一个独立的时规轮转动,而进、排气两根凸轮轴则由另一条链条联动。之后的K20A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 VTEC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ECU,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320ps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扭矩,加大了排量的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WTCC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,冲程高度加大了6.7mm至90.7mm,缸径维持87.0mm不变,排量因此扩大160cc,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的压缩比也小幅增加了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,但最大扭矩提升了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(另外两款则是讴歌Integra 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Series 1和Series 2规格的赛车的日产的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。)
D-VTEC再精进的i-VTEC
DOHC VTEC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,并且大规模量产的自然吸气发动机。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气门升程做出两段或三段的调整,不能像丰田的VVT-i或者宝马的VANOS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日产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(K20A)的缸头部分剖视图)
虽然实际机械构造上,单纯的VTEC系统比只有可调整气门正时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,ECU通过安置在发动机曲轴的传感器,以及安置在凸轮轴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机油,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,即智能化可变气门正时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CR-V(RD5/RD8)的K20A4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扭矩曲线,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,如涡轮增压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FF型号,这也是东风本田国产的第一代CR-V),其K20A4型发动机,2.0L的排量只有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(DC5)和思域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。
孤高进化—K20A(1)
自然吸气之孤高进化—K20A型发动机(1)
作为本田最后的红头发动机,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并非排量最大,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VTEC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2000cc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。
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。
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的日产RB26DETT型发动机(也就是先前配备于BNR32、BCNR33、BNR34这三代Skyline GT-R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。
(搭载于日规思域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CCC(全国汽车场地锦标赛,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部件的雅阁赛车—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。
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DOHC VTEC犹如涡轮发动机的暴戾,它因为低转速扭矩输出更大,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、副车架设计,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(反置式布局对于涡轮增压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。
孤高进化—K20A(2)
自然吸气之孤高进化——K20A型发动机(2)
(首个配备K20A型发动机的车型,Integra TYPE-R(DC5))
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思域 TYPE-R(EP3)也同样采用了K20A(欧规Civic TYPE-R则是采用性能稍低的K20A2,并非K20A),这型K20A在后世被称为Phase 1。
K20A发动机采用86.0mm的缸径、86.0mm的冲程的正方形缸体结构,实际排量1998cc。这也是继1980年代后半期出现的丰田3S-GE/3S-GTE和在1989年出现的日产SR20DET以及后来1990年代中后期衍生出的SR20VE、21世纪初诞生的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三菱EVO X的4B11T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扭矩,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的压缩比,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的最大扭矩。
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月发布的雅阁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的进气歧管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,凸轮轴和气门设定则更接近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(EK9)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本田红头发动机。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 RR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(ECU)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三元催化器设计,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。
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。
无级可变的A-VTEC
幻之VTEC—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,先进可变气门正时和气门升程电子控制系统)出现。虽然(作为本田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K24A2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整个汽车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,能对气门正时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宝马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技术诞生起的在凸轮轴和气门之间的摇臂做出调整,通过发动机油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。
(基于第七代日规雅阁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最大扭矩,也能带来一个更平滑的扭矩输出曲线,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(也就是今天所见的第八代雅阁)之上,但不管是美规、日规还是欧规的第八代雅阁均未装上A-VTEC技术,用的还是i-VTEC。
在2011年的年末,本田发布了拥有缸内直喷技术的Earth Dreams Technology系列发动机(排量从0.66L至3.5L),却还是没有提到A-VTEC技术的搭载,不过为媒体提供试驾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:丰田的Valvematic(用于丰田ZR系列发动机中的1ZR-FAE、2ZR-FAE、3ZR-FAE)、日产的VVEL(用于VQ37VHR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 CR-Z RR的Pre-Production Model)
日产在几年之前带给我们一部重生的GT-R(CBAR35),然后不断地创造着奇迹般的圈速和各类赛事的成绩,丰田也和斯巴鲁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,甚至还不如之前的思域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(NA1/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飞度也将在今年受到丰田AQUA(日本市场之外则称为普锐斯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。
*(编者注:2019年的今天,新一代NSX已上市多年;丰田SUPRA回归;86/brz也在为各自下一代准备,本田依旧活在VTEC大法好的声音中。)
(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。
编者按:梁桑对本田VTEC上中下总计近四万字的科普性质文章到这里就全部“更新”完毕。原文于2012年发布,时间又去七年,今日的你还是那个朝着高角度凸轮轴尖叫的少年吗?
编者将原文最后附上的《1990年代以来本田主要高性能引擎简表》移至附篇,有兴趣的朋友可以点击查阅。
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