自然吸氣發(fā)動機之王解析本田紅頂F20C

2021-12-22 16:38:11 作者：問答叫獸

自20世紀(jì)（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）80年代以來，日本出現(xiàn)了一波高性能汽車?yán)顺?。因為那個時代沒有環(huán)保法規(guī)，沒有碰撞法規(guī)，油價低，日本廠商可以更純粹地追求速度和激情。正是在這種特殊的歷史背景和執(zhí)著的造車理念下，誕生了一系列高性能經(jīng)典車型，而每一輛高性能車的背后都有一顆躁動的“心”。本田研發(fā)制造的F20C發(fā)動機就有這樣的屬性，性能幾乎達(dá)到了自然吸氣發(fā)動機的巔峰，成為一代NA之王。

在介紹這款發(fā)動機之前，我們先來說說本田S2000（查成交價|參配|優(yōu)惠政策），它是NA之王。本田S（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）系列車型代表了運動和速度。它的歷史可以追溯到1962年的一款全新概念車S360。這款概念車的排量為0.356L，發(fā)動機在9000轉(zhuǎn)時可輸出33馬力，首次搭載5速手動變速箱。對于當(dāng)時還處于戰(zhàn)后重建的日本來說，S350的推出在日本汽車界引起了轟動，也讓一些歐美老牌汽車廠商感到意外。

隨后，本田先后將1970年停產(chǎn)的S500、S600、S800投放市場，S2000則是2021年本田成立51周年之際推出的全新S系列跑車。S800停產(chǎn)已經(jīng)29年了。經(jīng)過近30年的技術(shù)積累，S2000車型可以說是融合了本田的各種先進造車技術(shù)。采用前后驅(qū)動的驅(qū)動方式，車輛配重達(dá)到完美的50:50比例。前雙叉臂和后多連桿的獨立懸架保證了其良好的運動天賦。最重要的是它配備了2.0L自然吸氣發(fā)動機，功率高達(dá)91.9 kw。

F20C是本田紅頂發(fā)動機系列的成員。在汽車領(lǐng)域，紅色代表激情和高性能。本田的高性能發(fā)動機有B、C、H、F三個系列，只能算是中級水平。在F20C出現(xiàn)之前，性能最高的是F20B，最大功率200Ps，直到終極F20C的誕生。它是本田紅頂家族的巔峰之作，因為它的高功率、高平衡性和稍加改動就突破萬轉(zhuǎn)的瘋狂表現(xiàn)，以及10年高負(fù)荷運行后的超長使用壽命。毫無疑問，它也是最好的民用自然吸氣發(fā)動機之一。

F20C的缸徑和行程分別為87毫米和84.4毫米，同時采用了扁平矩形缸體設(shè)計。從結(jié)構(gòu)上來說，F(xiàn)20c屬于高轉(zhuǎn)速的動力輸出。F20C的壓縮比也達(dá)到了11:1，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。更高的壓縮比提高了發(fā)動機的工作效率，使F20C在動力和扭矩輸出上更好。

有兩種最直接有效的方法可以提高發(fā)動機功率。第一是增加發(fā)動機排量，第二是增加發(fā)動機轉(zhuǎn)速。當(dāng)然，每種手段達(dá)到一定水平后，都會出現(xiàn)相應(yīng)的技術(shù)問題。本田選擇了第二種方案，這也是它擅長的領(lǐng)域，F(xiàn)20C的表現(xiàn)就證明了這一點。紅線速度800 rpm，斷油速度9000rpm，距離10,000 rpm只有一步之遙。對于一臺排量只有2.0L的自然吸氣發(fā)動機來說，183kW/8300rpm的最大功率和217N·m/7500 rpm的最大扭矩確實讓人驚喜。

F20C發(fā)動機如此高速的秘密在于零部件的輕量化。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速達(dá)到8000轉(zhuǎn)/分時，活塞在氣缸內(nèi)跑得非?？欤瑫r由于自身重量會產(chǎn)生很大的慣性，這是提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速的最大不利因素。因此，F(xiàn)20C發(fā)動機內(nèi)部的每個零件都是鍛造的，比如活塞和連桿。這樣既能承受高溫高壓的工作環(huán)境，又能有效降低慣性質(zhì)量，讓F20C很容易進入高速范圍。

F20C的輕量化部件很容易達(dá)到9000rpm，但是高轉(zhuǎn)速帶來的另一個問題是動平衡，轉(zhuǎn)速越高動平衡的問題越明顯。F20C的高度平衡得益于曲軸等高速旋轉(zhuǎn)部件的精細(xì)加工制造技術(shù)，使其重量分布達(dá)到完美平衡。這對于從上世紀(jì)（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）60年代就參加F1的本田來說，可能不是什么大問題。

進氣系統(tǒng)方面，F(xiàn)20C采用4缸獨立節(jié)氣門體。雖然這種機制相對復(fù)雜，但它在高發(fā)動機轉(zhuǎn)速下提供更平穩(wěn)的呼吸方面發(fā)揮著重要作用。由于F20C采用了小夾角的氣門結(jié)構(gòu)，其正時傳動機構(gòu)也比較特殊。一個正時輪由曲軸正時鏈驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，正時輪背面的齒輪直接與進排氣凸輪軸嚙合驅(qū)動其運轉(zhuǎn)。通過齒輪的直接嚙合，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搭載了來自本田的VTEC技術(shù)，即可變氣門正時和升程電子控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)在進氣和排氣凸輪軸上集成了兩個角度的凸輪。當(dāng)發(fā)動機處于中低速范圍時，普通凸輪會推動氣門。當(dāng)發(fā)動機處于中高速范圍時，機油將推動氣門搖臂中的柱塞，完成兩個凸輪的轉(zhuǎn)換。大角度的凸輪不僅可以使氣門在一個工作循環(huán)中開啟的時間更長，還可以增加氣門的升程，可以有效保證發(fā)動機高速時的進氣需求。

F20C的VTEC技術(shù)不是無限可調(diào)的。當(dāng)發(fā)動機低于5500轉(zhuǎn)時，F(xiàn)20C只是一臺普通的2.0升自然吸氣發(fā)動機。當(dāng)VTEC工作轉(zhuǎn)速達(dá)到5500 rpm左右時，大角度凸輪會突然啟動，使得發(fā)動機進氣達(dá)到5500 rpm之前的2.5倍，這也使得F20C突然爆發(fā)出應(yīng)有的動力，對驅(qū)動技術(shù)提出了更高的要求。

F20C也有它致命的弱點，而對于很多人來說，F(xiàn)20C可能顯得過于“極端”。完整賽道的定位和高速區(qū)間的設(shè)計太重，讓日常駕駛成為一種折磨。尤其是在低速時，相對較弱的扭矩輸出甚至可以被普通家用車輕松超越，因此其真正的技巧只能在能夠持續(xù)保持高速的賽道上展現(xiàn)。

F20C的高速和高壓縮比使其成為本田可以引以為豪的王牌發(fā)動機。此外，由于其高改裝潛力，許多性能愛好者一直在挖掘更大的功率輸出。F20C從渦輪增壓到機械增壓的改裝，往往賦予改裝者不同的性格。2021年，為Topfuel筑波賽道專門改裝的S2000達(dá)到了720匹的紀(jì)錄。它是自然吸氣汽車發(fā)動機的傳奇，也是最后一臺采用DOHC VTEC系統(tǒng)的直列四缸發(fā)動機。全新的K20A就是通過F20C的成功經(jīng)驗誕生的。

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