FA20自吸引擎能提升几十匹马力不是梦?
FA20进气歧管
备受关注的情怀背后,总有优秀的引擎在默默支持。师从同门师兄IMPREZA上的FB20,FA20更上一层楼。与丰田D4-S系统珠帘合璧,并优化各主要部件的高转化性能,FA20凭借2.0L自然吸气设定,即可在7000rpm输出200匹马力。在参阅过原厂开发论文后,小弟深感FA20引擎,在当前的排放法规之下,靠自然吸气做到升功率破百,实属不易。
当然,崇尚竞技风格及沉迷赛道日的玩家,秉承引擎动力“the more the better”的信仰,一直孜孜不倦地钻研提升FA20的输出。FA20周边的动力提升改装件,早已经层出不穷。论性价比,各路对应FA20的涡轮增压和机械增压套件,对大幅度提升动力均行之有效。但总有硬核玩家对增压不屑一顾,保留NA设定去压榨马力才能使他们乐在其中。想提升自吸引擎之动力,进气歧管的优化则不可回避。
FA20原厂的进气歧管,为了达成升功率破百的目标,进行了相应的优化设计,强化了高转速区间的“波动效应”,以提升引擎充气效率。在此基础上,去进一步优化进气歧管,似乎潜力不大;因为小弟纵观已有的FA20改装进气歧管,最多就是达成6.3%的动力提升……基于去年开发某“工薪阶层超跑”进气歧管之经验,小弟认为FA20改装进气歧管的潜力,并非止步于提升6.3%。思前想后,小弟认为优化进气歧管的设计,提升10%以上的动力,并非无稽之谈。特别地得益于采用水平对置布局,FA20上方的空间颇大,让大展拳脚地设计进气歧管成为了可能。
脑海里想象得再怎么美好,若没有数据支持,终归只是天方夜谭。对于FA20进气歧管开发的可行性,小弟认为要从长计议。因此,小弟基于网上已有的各项数据,建立FA20引擎的仿真模型,继而就仅优化进气歧管,可否达成动力10%以上的提升,进行了分析……
模型建立FA20引擎服役多年,一些引擎的基本参数,如缸径/冲程比、压缩比等,自然是信手拈来。但其他一些比较专业的数据,如AVCS控制策略、进排气门流量系数等,并非“度娘一下”就可找到。所幸国外86论坛早已成熟,一众老外车友总乐于分享对FA20的所见所闻。基于论坛上共享的各种图片论文资料,小弟将建模所需的各项数据,收集得七七八八。
对于原厂进气歧管的建模,自然是重中之重。可惜小弟手上并没有实物,只能通过原厂开发论文中提及的相关参数,加上一些实拍图片的比对,才一点一滴地建立起原厂进气歧管的三维模型。
基于上述所搜集到的FA20参数,小弟将其代入到一维仿真软件中,建立起一个FA20引擎模型。节气门、进气歧管、进气道、进气气门、燃烧室、排气气门、排气道、排气歧管等FA20一众部件,都囊括其中。
小弟经过一周左右的不懈努力,在走了不少弯路之后,完成了进气歧管的优化设计。在一维仿真模型中,仅改变进气歧管设计,达成提升动力10%以上的目标。
最大马力由200匹提升至222匹,提升22匹,提升了11%。在5000rpm之后,动力的提升会逐渐明显。考虑到在原厂的变速箱齿比下,全油门下每个挡位扫过的转速区间为5000rpm至7000rpm,因此在激烈驾驶工况,比如赛道驾驶时,这样的动力提升,必定对圈速的提升大有裨益。同时比较可喜的是,优化后的进气歧管的设计,在5000rpm以下,并未带来多少负面影响,没有削弱所谓的低扭输出。可以推测,新的设计并不会影响“走街”的需求。
总结简而言之,基于小弟手上现有的数据,在FA20引擎上,优化进气歧管的设计去达成10%以上的动力提升,具有可行性。当然,上述仿真的一切,终归只是纸上谈兵。小弟希望有朝一日,可以加工出真正可用的优化设计进气歧管,在马力机上一较高下,做到“轮上”马力提升而非“嘴上”马力提升。