本田是一家擅長制造前驅車的車廠,但它曾經的後驅性能車族譜顯然更加迷人----從小到大依次為Beat/S2000和NSX。
本田将多年以來凝聚的高轉速自吸引擎的絕技全數傳授給了Beat(0.656L高轉速三缸自吸引擎,升功率96匹)、NSX(V6)和S2000(L4),他們之間的樂趣差别顯然沒有跟車輛大小,氣缸數量,車輛售價呈現出正相關的聯系,隻要這台車的鋁合金引擎氣門室蓋采用了紅色噴砂工藝,它就一定不平庸。這也是本田運動車型的魅力所在。
1995年東京車展上,本田S2000的原型概念車正式亮相,而量産版在四年之後才推出,并以這台跑車慶祝本田汽車50歲生日。S2000也帶給了本田的無數榮譽,2000年、2002年以及2004年三次進入Car and Driver汽車雜志的十佳排行榜前列;同時也征服了J.D. Power挑剔的編輯團隊,其高品質高耐用性獲得了他們的一緻好評;毫無疑問,S2000是繼NSX之後送給車迷的又一件天才的禮物,終極版S2000直到2009年才停産,停産的原因也并非是性能或者産品競争力跟不上時代,隻是F22C引擎無法滿足歐盟的最新排放标準。随便提一句,上世紀90年代中葉之後,以英國蓮花為首的英倫老牌運動車品牌的集體沒落,與本田S2000/馬自達MX-5/豐田MR-2這類高性價比日系小跑車的崛起不無關系。
敞蓬和性能總是一對矛盾的問題,因為敞蓬的設計必然會大幅削弱車身的抗扭剛性,而S2000能夠如此經典的秘密之一是就是被稱為X-BONE的車架。工程師沒有采用常規的一體化車身設計,而是标新立異地用上了“空間矩陣式”設計,從上圖中可以看到,“X型”車架到底是怎麼一回事,除了能提升被動碰撞安全性外,整個車架的抗扭剛性也獲得了質的飛躍。
而且,前後懸架系統均安裝在X-bone之上,車身并不直接參與受力。同時引擎、變速箱位于同一平面上,令操控性能大為提高,這也是為什麼S2000能夠風靡全球的重要原因!根據本田原廠宣傳,S2000的車身抗扭轉剛度比同時期市場上的任何一台轎跑或敞篷車型都要好。
除了X-bone結構,車身下方還擁有許多額外的補強結構,加強局部的剛性,猶如原廠改裝車一般。
S2000雖然是上世紀的設計,但被動安全性依然可以順利通過今天的嚴苛碰撞測試标準,可見S2000的設計理念是多麼超前。
【2014年的雪佛蘭Corvette的X-BONE車體】
擴展一下,2014年的克爾維特的車身也采用了類似S2000的X-bone結構,不過美國人更進了一步,整個車架采用鋁合金制造。
雖然隻是一台四缸車,但從S2000修長的發動機蓋可以知曉S2000其實是一台FMR布局的跑車。輕量的四缸引擎在S2000上成為了操控優異的重要優勢。出色的車身設計、完美的50:50前後平衡、大馬力引擎,精良的懸架,這台誕生于1999年的S2000有着相當不錯的駕駛樂趣,為其提供動力代号為F20C的發動機正是名噪一時的紅魔機頭,同時兼具了高功率、高效率、高轉速,高響應,高可靠性,高耐久性。動力性能與車身重量的極佳平衡性,而與之相匹配的6擋手動變速箱更是人車合一的關鍵部分。能夠駕駛S2000做到人車合一,說明駕駛者已深谙手動FR駕駛技巧,包括轉速,重心,轉向,刹車,油離配合都已在水準之上。
其搭載的這台F20C發動機更是從2000年開始,連續5年獲得全球年度最佳發動機大獎,升功率125匹一時間代表了民用自吸四缸引擎的巅峰。更可貴的是,F20C依然繼承了本田機頭可靠耐操的特性,十多年以來,許多F20C都承受住了車主經常性的賽道日活動的蹂躏,無需解體大修。F20C在擁有賽車引擎的性能表現的同時,還擁有買菜車引擎的耐用性。
【F20C可輕松改裝為幹式油底殼,難怪落場車喜愛它】
F20C是一台高轉速自然吸氣發動機,16氣門、雙頂置凸輪軸和VTEC可變氣門正時技術,一體式的鋁合金鑄造帶集氣腔等長進氣歧管,萬轉動平衡…以一台民用四缸機的身份來看,在15年前可謂瘋狂(放在現在也一樣後無來者不是麼),海外版本壓縮比高達11:1,日本本土(JDM)的版本更是将壓縮比提升至11.7:1,馬力提升至250ps/8300rpm,218N·m/7500rpm。
前期版的S2000采用拉線式節氣門,簡單直接,油門響應迅速。節氣門直徑67mm,以一台2000cc的四缸引擎而言算是超班的規格,也隻有如此設定才能滿足9000rpm時的進氣需求。舉一個參照數據,馬自達2.3L引擎的節氣門直徑僅為60mm。後期版F20C改進為電子節氣門,改善了發動機的排放性能。
F20C的潛力還遠遠不至于此,後市場有一大把的進排氣套件可供選擇,比如上圖這套精美的四喉直噴進氣系統。碳纖維制造的進氣喉管,單缸獨立的節氣門,同時還去掉了空濾,可謂瘋狂!
升功率高達125ps,發動機的爆發力在6000rpm之後更像是野獸般沖動,直到9200rpm才斷油,雖然四缸引擎相比六缸引擎的扭矩輸出在結構上就處于先天劣勢,導緻這台F20C四缸引擎的升扭力表現109NM/L與同期的六缸尤物BMW E46 M3 3.2L(S54B32)252KW(343匹),365N·m/3.2=114N·m/L還有差距,但已經勝過保時捷996 GT3 RS 3.6L(280kw(381匹),385 N·m/3.6=107N·m/L)。同時F20C升功率亦高于BMW的78kw/L和保時捷的77KW/L。如果考慮到M3/911 GT3 RS與S2000之間的價格差距,就更能印襯出當年本田在自吸領域的造詣。
F20C發動機有如此高轉速的秘訣就在于輕量化的零部件,當發動機轉速達到8000rpm時,活塞在缸筒内的運行速度非常快,同時由于自身的重量原因也會産生很大的運動慣性,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發動機内部的運動部件都采用鍛造工藝加工,例如活塞、連杆等等。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,缸内的究極輕量化處理可使其輕易突破9000rpm,但是高轉速所帶來的另一個問題就是動平衡,轉速越高,四缸機先天的二階力不平衡也就愈加明顯。F20C高度的平衡性得益于曲軸等高速旋轉部件精細的加工制造工藝,使其重量分布達到了完美的平衡。
排氣歧管采用高轉速自吸引擎最适宜的四并二出一排氣布局,四根等長排氣歧管長度在300mm左右,第二級4并2後的排氣歧管長度在400mm左右,典型的高轉速設定。
F20C這台四缸引擎雖然轉速高達9000轉,這要求整台引擎的轉動部件擁有非常高的平衡度,為了盡可能避免一絲一毫的機械能損失,本田甚至擯棄了四缸引擎慣有的抵消二階力的反向平衡軸的設計,在一台9000RPM的引擎上敢這樣做,足可見當年本田的偏執。
為了盡可能降低機械損失,降低旋轉慣量,達成足夠迅猛的油門響應,F20C的凸輪軸驅動部也采用了獨創的設計, 凸輪軸由被稱為(silent-chain)的正時鍊條帶動,并由同軸的螺旋齒輪帶動凸輪軸旋轉。這樣的設計非常緊湊,也降低了旋轉部件的質量。這樣的天才設計甚至影響到了豐田的思維,初代雷克薩斯Altezza IS200的1G-FE直列六缸引擎也追随了F20C的凸輪軸驅動設計。
F20C本體非常輕量,引擎幹重剛剛超過140公斤。這得益于輕量化的缸體設計。F20C缸體采用了纖維強化 (fiber-reinforced) 鋁合金缸壁的設計,從而達成用最輕的鋁合金重量達到設計的強度要求。纖維強化 (fiber-reinforced) 鋁合金簡單理解就是由氧化物鋁和碳纖維的結合體。制造工藝就是在金屬熔化鑄造過程中,沙芯預先留出約0.5mm厚的氣缸壁空間,并在這0.5mm厚度的空間填充氧化鋁和碳纖維結合的增強材質形成缸壁。
【F20C缸體采用了開放式水道設計】
活塞裙部采用了二硫化钼表面處理工藝,以減少摩擦。曲軸和凸輪軸等從動部件的軸承采用了本田擅長的低滾阻軸承設計。每組活塞連杆的重量都力求一緻,帶來更好的引擎運轉精緻度。
和F20C的絕配正是這台密齒比的6MT變速器,工程師充分考慮了F20C的扭矩輸出曲線,精打細算的齒比設定能夠充分利用F20C的高轉“甜區”,讓加速過程變得平順線性,經久不衰。輕量化的飛輪和傳動軸,提升了油門的響應,獨特的IOR齒輪系統減少了額外的動力流失,多錐同步器提升了換擋品質。為了在過彎或是加速制動時變速箱依然能夠穩定潤滑,工程師還專門為這台變速器加裝了獨立的潤滑油泵。變速器和引擎同樣重要,沒有這台設計與性能出色密齒比變速器,F20C和S2000也将黯然失色。
2004年,S2000第二代車型面世,同時發動機也經過改良和升級,排量由1997cc增加至2157cc,在更低轉速下可以輸出更大的扭矩(220N·m/6800rpm),8200rpm斷油,代号F22C1,這樣一來,發力更早的S2000變得更易駕駛了。
恐怕在每一個本田迷心中,隻有9000rpm紅線的F20C,才算真正代表了本田紅章的精神。
F20C作為一台民用自吸四缸引擎,其身上所傾注的心血和所能達到的高度,可謂前無古人,在渦輪引擎當道的今天,也很可能是後無來者了。雖然後來K20A通過Mugen RR也交出了240匹的好成績,但終究沒能超越F20C。縱觀現在的民用高性能車,不再有這樣的風景,本田也不再會有“F20C”甚至是“K20A”。英雄遲暮,美人落淚----在汽車逐漸成為快消品的今天,也許本田自己也回不到那個偏執癫狂的狀态了。
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