K20A

    当年为了向世人证明本田公司拥有制造汽车的能力,一众热血青年在本田宗一郎的带领下加入了那个原本只属于欧洲车厂的F1比赛,那也是本田筑梦的开始。在接下来的每个年代里,本田都能给我们带来特别的感动,K20A发动机就是其中之一,它是本田在进入21世纪后推出的主力发动机

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    注:在进入21世纪的头十年里,K20A共经过3次进化,而在每个阶段里,不同车型搭载的K20A发动机的调校又存在细微差异,因此,在文章中,我会尽可能的着重展示它们的共通之处,至于每款车的情况将穿插在相关段落之中。

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K20A的衍变

    自从K20A发动机诞生至今日,这台发动机共经历过3次升级,它的每一次衍变都为其带来了新的生机。

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○ 第一阶段

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    2002年,本田推出了第四代Integra,那也是最后一代Integra车型, DC5是这款车型的代号,为了实现其Type-R车型对上一代的超越,本田特意将原先的B系列发动机舍弃(B系列发动机在进排气方面采用传统布局,相比于反置发动机,这显然不利于发动机进气,这是为什么?),进而采用由F20C(搭载于S2000的那台升功率破百的自然进气发动机改进而来的K20A发动机

    K20发动机本田K系列的首台发动机(2000年10月,K20发动机搭载于第一代本田Stream正式面世)。和F20C相比,这台发动机所装配的i-VTEC(增加了连续可变气门正时技术,本田把这项技术称之为VTC)技术不仅可以对气门升程进行调整,还能通过液压机构实现进气门的开启和关闭时刻的控制,与气门升程技术相结合,使得气门的工作节奏可以迎合不同工况下发动机在进排气方面的需求。

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    连续可变气门正时技术的运用也在一定程度上缓解了原先F20C在高功率输出过程中不够连续的问题。另外,在配气结构的细节方面,滚子轴承式的气门摇臂则省去了旧款需要定期调整气门间隙的工序。

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    当然,F20C发动机的高转速特性还是被延续了下来,反置式的发动机布局,角度更小的气门重叠角等,在这些发动机信息中,有很多都是高转速发动机的印证。不过,在我们平常所关注的缸径和行程的参数中似乎就没有这么强的倾向性了,一般来说,短行程的气缸结构更适合高转速时的表现,但在低转速阶段的加速性能就会有所欠缺,反之则是善于加速而高转速的表现相对就不那么尽如人意,而K20A的气缸采用了相对中庸的86mm×86mm的结构,从结构上来说,你可以认为它能够让发动机兼顾到加速和极速状态下的表现,再加之较高的压缩比(11.5:1)设定,因此,K20A依旧是一台偏高转速的性能发动机,只不过是多了几分理性罢了。

    11.5:1的压缩比对于一台汽油发动机来说并不低,如不加以控制,很容易导致气缸内出现燃烧异常(爆震)的问题,我们深知爆震对于一台发动机的影响,那么,K20A是如何避免此类问题的呢?

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    解决问题的关键在于K20A的排气歧管,它采用了在赛车领域被广泛运用的4-2-1结构,在减少各气缸间排气干涉的同时,还能控制气缸工作温度,另外,更为通畅的排气也可以促使气缸在之后的进气行程吸入更多的空气。综合来看,4-2-1结构的排气歧管可谓是一举多得。

    这个阶段的K20A并非完美,由于冷却系统的工作效率问题,在发动机长期高转速运转时会出现水温偏高的情况,这无疑对性能造成了影响,稳定性也略显不足,在下一阶段的开发中,这个劣势将成为重点的攻克目标。

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○ 第二阶段

    在随后的改进中,工程师对冷却系统进行了调整,排除了之前所遇到的冷却问题。此外,为提高进气的顺畅度,还针对进气歧管部分做了进一步的完善工作。事实上,第二阶段的发动机较上一阶段的发动机仅有40%的部件可以通用,言下之意,除配气机构活塞和连杆等主要部件外,已提升至第二阶段的K20A发动机做出的调整是十分全面的。

○ 第三阶段

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    2007年底,本田思域Type-R(FD2)面世,这款车所搭载的发动机便是已完成第三阶段调整的K20A发动机,这一阶段主要是以第二阶段为基础进行优化性的调整,其中变化最为显著的要属节气门部分,节气门的控制由原先的机械拉索改为电脑调整,口径由62mm增至64mm。

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    此外,压缩比因燃烧室的细微调整也出现变化,11.7:1的数值相比之前则有所提升。在排气歧管部分,为更进一步改善排气效果,特此引用了排气管内壁打磨技术,这样的技术此前用于NSX的发动机,可见本田方面对于K20A的重视。在一系列优化之后,第三阶段的K20A发动机在8000rpm时可以释放225马力的动力,219N•m的最大扭矩出现在6100rpm时。

● K20A存在的问题

    要说到K20A这样一台高转速发动机的问题,如果你长期关注我们的技术文章就会想到发动机始终不可避免的窜气现象,这是所有内燃机都不可避免的一个“缺陷”,然而,这一现象在高转速运转时还会有所加剧,燃烧室内的混合气穿过活塞环窜入润滑系统并对其造成一定的影响,更为重要的是,发动机内部运转组件对于润滑系统又有着非常高的依赖性,为此,除了采用必要的曲轴箱通风系统外,尺寸更大的机油滤芯也可以在一定程度对净化机油起到作用,以此来确保润滑系统能够更好地保护发动机

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    机油消耗也是这台发动机所面临的问题。由于K20A发动机在内部油道的设计上大多十分细微,因此,略稀且流动性更好的机油更适合它,但也不能使用过稀的机油。有些激进的车主为了追求极致的加速感受(越稀的机油发动机内部的运转部件形成的阻力越小)而特意选用粘稠度更低的机油产品,但这就对气缸和活塞活塞环之间的配合间隙提出了更高的要求,其中,就会出现烧机油情况。不得不说,这就是K20A玩家的态度。

总结:

    K20A发动机本田在进入21世纪后主推的一台四缸发动机,Integra Type-R车型的传奇成就了K20A发动机的地位,我知道,这样说对K20A发动机或许有些不公平,毕竟,没有这台趋于理性的高转速自然进气发动机也很难延续之后车型的辉煌,而在普通民用车中,基于K20A的技术构架衍变而来的不同排量不同调校的K系列发动机也在发挥着各自的作用。

    这台以F20C发动机为基础开发而来的K20A发动机在技术方面进行了扩展,VTC连续可变气门正时系统的引入更进一步完善了发动机的配气体系,与VTEC可变气门升程技术相结合,使得进排气的效率得到提升。另外,缸径和行程的参数也不再像F20C发动机那样采用更偏向于高转速的设定,这让发动机也能兼顾到低转速时的动力表现。这样来看,如果说F20C发动机是个不知天高地厚的毛头小子,那K20A发动机则更像是历经沧桑且深谙事势的智者。

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