*文中部分图片为提高阅读体验做了替换处理,替换图片处有*标识
*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
*原文请点击文末“阅读全文”
在本系列的前篇【无法忘记的地上之星 本田VTEC技术(上)】当中,我们简单介绍了VTEC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DOHC VTEC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本田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,曾有那么一个汽车公司,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排量,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,提高自然吸气发动机的功率。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,近年来随着全球的城市化,城市人口的密集化,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世纪后三十年的飞涨,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——由本田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DOHC 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气门升程机构。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凸轮轴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、K20A2、K24A2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,用于一部分小排量直列四缸SOHC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气门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,空燃比可以达到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2500-5500rpm(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5500rpm(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。
SOHC VTEC巅峰:D15B型发动机
SOHC VTEC巅峰——D15B型发动机
现在回想起来,1990年代的本田太过光芒耀眼。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悬挂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/H22A7,当然还少不了堪称最强民用VTEC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。在这些排量更大,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SOHC VTEC发动机。
作为当时本田提供的最小排量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月推出的思域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扭矩发挥的,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DOHC 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月推出的思域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(编者注:喂耳熟能详的飞度!),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,性能最强的是现款飞度使用的L15A7型发动机。具备了120ps/6600rpm的最大马力和145Nm/4800rpm的最大扭矩,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直列四缸自然吸气发动机的动力,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(EK9)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最大扭矩。
(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压缩比可要比当年的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。
(飞度所使用的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DOHC VTEC发动机大多数采用大口径小冲程,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冲程设计,缸径75.0mm,冲程84.5mm,实际排量1493cc,压缩比9.3:1,断油转速7200rpm。
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。
*(编者注,燃油消耗率:指每小时单位有效功消耗的燃油量,数值越低代表经济性越好。汽油机一般在200—400g/psh间)
(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,同时在单价较高的情况下,包括东南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,让这个小家伙能爆发150ps左右的动力,升功率达到100ps/L并不是什么难事。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进气歧管和前吸后排的反置式安装布局,加入涡轮比较容易。
当然,在前驱车上贸然直接加入涡轮增压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。
中级车专用的H22A/H22A7
绝无仅有的存在——H22A/H22A7型发动机(1)
最难购得的本田红头发动机是哪台?
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/H22A7发动机。
在1990年代至今的本田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那样的专用跑车上。用于中级车的可谓是少之又少,仅仅有F20B、H22A/H22A7、K20A、K24A2(不要跟其他后缀数字的K24A,比如后期的上代广本雅阁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排量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,型号众多。
需要注意的是,H系列发动机中,排量较小的H22性能反而高于排量更大的H23,H22当中性能最低的H22A2和H22A5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H23系列反而一般只有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的最大马力。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月发布的以同时代雅阁的车架为基础设计的中级房跑车(*编者注:Prelude这个名字熟悉不?之前讲86那篇编者提过)。第五代,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车型上使用红色凸轮轴盖涂装的发动机。
而后,在进入本世纪之后的2001年5月,同样的发动机也搭载在第六代本田雅阁的顶级性能型号雅阁Euro-R(CL1)之上。几乎同一时期,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。(*编者注:好玩的是后来第七代雅阁的Euro—R成了日本市场专供,而七代雅阁的Typr—R成了欧洲专供。)
(进入本世纪之后开始使用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凸轮轴盖涂装,以及相同的封闭式水道设计,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ECU控制程序而致。H22A型发动机马力更高,扭矩稍低,H22A7型发动机最大马力输出稍低,但扭矩稍高。
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),缸径87.00mm,冲程90.70mm,实际排量2157cc(另外一款为之前介绍过的B18C-R)。压缩比则为11.0:1,是H系列发动机当中原厂压缩比设定最高的。具体动力输出方面,配备在日规车型上的H22A拥有220ps/7200rpm的最大马力和220.6Nm/6500rpm的最大扭矩,配备在欧规车型上的H22A7则拥有212ps/7200rpm的最大马力和222.3Nm/6700rpm的最大扭矩。
91996赛季JTCC冠军车,Mooncraft车队的Accord JTCC)
或许是本身配备于车体较大,售价也相对较高的中级家用房车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F3赛车的动力装置。为了满足F3赛事的相关赛例要求,本身2200cc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(Japanese 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Accord赛车之上。
91997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(CD6)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。
本田最强市贩V6:C30A/C32B
本田最强市贩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。在民用发动机方面,本田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,二是从1998年开始量产并沿用至今的J系列。
(讴歌ZDX的J37A5)
这两个系列本身的设计都是SOHC设计,更偏重低转速的扭矩发挥、降低噪音震动(这和当年奔驰一度几乎全线使用SOHC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DOHC VTEC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Legend)
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C系列发动机所走过的历程。
1985年,C20A发动机出现。配备于日本本土版本的初代Legend,具备145ps的最大马力。
1986年,排量更大的C25A出现,配备于日本本土版本的Legend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年代之前排量最大的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、北美市场的讴歌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基础上加载涡轮增压系统的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VTEC科技的C系列发动机,C30A,则于1990年随NSX降临)
1990年9月,DOHC 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以及讴歌Legend、3.2TL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。
1997年,C系列中最强版本,配备于改款后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°气缸夹角,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型发动机采用缸径90.mm,冲程78.0mm的偏重高转速发挥的大口径小冲程的缸内设计。实际排量2977cc,压缩比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可变进气歧管技术。
这台发动机原装情况下使用锻造活塞和钛合金连杆(要知道现在的GT-R的VR38DETT型发动机也只是原装采用铸造活塞),曲轴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、最大扭矩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,缸径扩大至93.0mm,冲程高度则保持不变,排气量扩大至3179cc,压缩比维持10.2:1不变。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FRM(纤维强化金属)材质缸垫,同时节气门口径加大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,扭矩方面则一律提高至305Nm/5300rpm。
(NSX TYPE-R(NA2)的C32B发动机改用红色凸轮轴盖,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。
通过对进排气系统稍加改装,并换用第三方的ECU之后,C30A或者C32B就能轻松跃升至300ps以上动力,350ps也毫无问题。
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)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。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”。
下期预告:本期的中篇内容为大家介绍了3-stage VTEC系统的原理以及D15B、H22A/H22A7、C30A/C32B等具体型号的VTEC发动机。我们最后一期的内容,将为您带来i-VTEC系统的介绍、从未量产过的VTEC、A-VTEC系统,曾用于S2000、堪称最强VTEC发动机的F20C/F22C1型发动机以及最后的红头发动机——K20A的相关内容。敬请关注!
文章推荐
探索沃尔沃XC60:豪华SUV中的安全典范 传祺gs4雾灯在哪开 传祺gs4倒车灯型号 比亚迪元用什么机油好 gs4空调滤芯怎么换 gs4自动空调怎么用 传祺gs4水箱在哪里 广汽gs4传祺换车门 传祺gs4仪表盘图标 传祺gs4雨刷怎么用最新文章
探索沃尔沃XC60:豪华SUV中的安全典范 传祺gs4雾灯在哪开 传祺gs4倒车灯型号 比亚迪元用什么机油好 gs4空调滤芯怎么换 gs4自动空调怎么用 传祺gs4水箱在哪里 广汽gs4传祺换车门 传祺gs4仪表盘图标 传祺gs4雨刷怎么用