F20C
F20C的來源:
從上個世紀的80年代起,在日本颳起了一股高性能車的風潮,由於那個時代沒有什麼環保法規、沒有什麼碰撞規定、油價也始終在低位徘徊,因此各個日系廠商可以更加純粹的去追逐速度與激情。正是在這種特殊的歷史背景與執著的造車理念下,誕生了一款款高性能經典車型,而每款高性能車的背後又都隱藏著一顆躁動的“心”。本田公司所研發製造的F20C發動機就有著這樣的屬性,而且它的性能幾乎達到了自然吸氣發動機的巔峰,成為了一代NA之王。
在介紹這款發動機之前,我們先來談談搭載這台NA之王的車型——本田S2000。本田的S系列車型代表著運動與速度,它的歷史最早要追溯於1962年的一款全新概念車S360,這輛概念車的排氣量為0.356L,發動機在9000rpm時可以輸出33匹馬力,而且破天荒的搭載了5速手動變速箱。對於當時還處在戰後重建的日本來說,S350的推出轟動了日本車壇,也讓一些老牌的歐美汽車廠商深感意外。
隨後,本田公司向市場陸續投放了S500、S600以及於1970年停產的S800,而S2000是1999年本田公司成立51周年之際推出的全新S系列跑車。它已經距離S800的停產過去了整整29年,經過了近30年的技術積累之後,S2000車型可以說融入了本田公司各種先進的造車技術。它採用了前置後驅的驅動方式,在車輛配重上達到了完美的50:50,前雙叉臂、後多連桿式的獨立懸掛保證了其良好的運動天賦,最重要的則是它所搭載的一台升功率達到了91.9kW(125馬力)的2.0L自然吸氣發動機。
F20C屬於本田紅頂發動機系列中的一員,在汽車世界裡,紅色代表著激情與高性能。而本田的高性能發動機有三個系列:B、C、H,F只能算是中間水平,在F20C沒出現之前,最高性能的當屬F20B,其最大功率為200Ps,直至終極的F20C誕生。它憑藉著破百的升功率,高度的平衡性以及稍作改動就可攻破萬轉的瘋狂性能,還有高負荷運轉10年都依然工作良好的壽命,使它成為本田紅頂家族中的巔峰之作,無疑它也是性能最出色的民用自然吸氣發動機之一。
F20C的缸徑和衝程分別為87mm和84.4mm,同時採用了扁長方形的氣缸設計,從結構上來說,屬於偏重於高轉速的功率輸出。F20C的壓縮比也達到了11:1,這對於十幾年前的自然吸氣發動機來說,已經是很高的數值了。較高的壓縮比提高了發動機的工作效率,也讓F20C在功率和扭矩的輸出上都更為出色。
要想提高發動機的動力,最直接和有效的方法有兩種,第一就是提高發動機的排量,第二則是提高發動機的轉速。當然,每種手段在達到一定程度後都會存在相應的技術難題。本田公司選擇的是第二種方案,這也是它所擅長的領域,通過F20C的性能表現也證明了這點。8800rpm的紅線轉速、高達9000rpm的斷油轉速,距離一萬轉也只有一步之遙,183kW(250馬力)/8300rpm的最大功率和217N·m/7500rpm的最大扭矩,對於一台僅有2.0L排量的自然吸氣發動機來說,著實讓人驚訝。
F20C發動機有如此高轉速的秘訣就在於輕量化的零部件,當發動機轉速達到8000rpm時,活塞在缸筒內的運行速度非常快,同時由於自身的重量原因也會產生很大的運動慣性,較大的運動慣性是提高發動機轉速的一個最大不利因素。因此F20C發動機內部的每一個部件都是經過鍛造加工的,例如活塞、連桿等。這樣不但可以承受高溫高壓的工作環境,而且可以有效減輕慣性質量,使得F20C進入高轉速區間變得輕而易舉。
F20C的輕量化部件可使其輕易達到9000rpm,但是高轉速所帶來的另一個問題就是動平衡,轉速越高,動平衡的問題也就愈加明顯。F20C高度的平衡性得益於曲軸等高速鏇轉部件精細的加工製造工藝,使其重量分布達到了完美的平衡。這對於從上個世紀60年代就參與F1賽事的本田來說,或許並不是很大的難題。
在進氣系統上,F20C採用了4缸獨立的節氣門體,雖然機構上要相對複雜一些,但是對於發動機高轉速時提供更為順暢的呼吸起到了很大的作用。由於F20C採用了小夾角的氣門結構,因此其正時傳動機構也較為特殊。曲軸通過正時鏈條帶動一個正時輪鏇轉,正時輪的背面有一個齒輪直接與進、排氣凸輪軸相嚙合,以帶動其運轉。通過齒輪直接嚙合的方式也保證了發動機高速運轉時對正時系統的精確要求。
F20C搭載了本田的VTEC技術,即可變氣門正時和升程電子控制系統。這套系統在進、排氣凸輪軸上集成了兩種角度的凸輪,在中低轉速時,由普通的凸輪來頂動氣門,當發動機處於中高轉速區間時,機油會推動位於氣門搖臂內的柱塞來完成兩種凸輪的轉換,高角度的凸輪不但可以使氣門在一個工作循環中開啟的時間更長,同時可以增加氣門的升程,這樣可以有效保證高轉速時發動機對進氣的需求。
F20C的VTEC技術並不是無級可調的,當發動機在5500rpm以下時,F20C不過是一台普通的2.0升自然吸氣發動機,當達到5500rpm左右的VTEC工作轉速後,高角度凸輪會突然啟動,使得
發動機的進氣量達到5500轉之前的2.5倍,這也使得F20C突然爆發出應有的威力,同時這對駕駛技術也提出了更高的要求。
F20C也有其致命的弱點,而且對於很多人來說,F20C可能顯得太過“偏激”了一些,完全賽道化的取向,過分偏重高轉速區間的設計,讓日常行駛變成了一種折磨。特別是在低轉速下,相對羸弱的扭矩輸出甚至可以被一台普通的家用車較為輕鬆的超越,所以它真正的本事還是要在可以持續維持在高轉速的賽道才能顯現出來。
F20C的高轉速以及高壓縮比,使它成為了本田值得驕傲的一款王牌發動機。而且由於其較高的改裝潛力,也讓眾多性能愛好者紛紛對其進行更大動力輸出的挖掘。F20C的改裝從渦輪增壓到機械增壓,時常給改裝者不同的性格。而在2007TOPFUEL為筑波賽道專門改裝的S2000(F20C),達到了720匹的記錄。正是它造就了一個自然吸氣車發動機的傳奇,它也是最後一款採用DOHCVTEC系統的直列四缸發動機,也正是通過F20C的成功經驗,全新的K20A才得以誕生。
技術參數
排量
1997毫升
氣缸排列形式
直列4缸
缸徑
87毫米
衝程
84.4毫米
壓縮比
11:1
升功率
91.9千瓦(125馬力)/升
最高轉速
9000rpm
最大功率
183kW(250馬力)/8300rpm
最大扭矩
217N·m/7500rpm
特有技術
每缸獨立節氣門、VTEC、乾式油底殼
搭載車型
本田S2000
總結:
F20C創造了一個自然吸氣發動機的神話,它的125匹馬力的升功率至今鮮有超越。當然它的誕生離不開當時特定的歷史環境,隨著嚴格的排放法規陸續出台、國際油價不斷高企等因素的影響,這種高轉速的民用發動機相信很難再出現。雖然在它的服役期間並沒有獲得過什麼殊榮,但是它所創造輝煌以及高度是難以被忘卻的。通過偶爾回顧這種舊世代的產品,也許更能讓我們認清,心中真正想要的是什麼。