自然吸氣發動機之王 解析本田紅頂F20C

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自20世紀（查成交價|參配|優惠政策）80年代以來，日本出現了一波高性能汽車浪潮。因為那個時代沒有環保法規，沒有碰撞法規，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著的造車理念下，誕生了一系列高性能經典車型，而每一輛高性能車的背后都有一顆躁動的“心”。本田研發制造的F20C發動機就有這樣的屬性，性能幾乎達到了自然吸氣發動機的巔峰，成為一代NA之王。

在介紹這款發動機之前，我們先來說說本田S2000（查成交價|參配|優惠政策），它是NA之王。本田S（查成交價|參配|優惠政策）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，發動機在9000轉時可輸出33馬力，首次搭載5速手動變速箱。對于當時還處于戰后重建的日本來說，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停產已經29年了。經過近30年的技術積累，S2000車型可以說是融合了本田的各種先進造車技術。采用前后驅動的驅動方式，車輛配重達到完美的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自然吸氣發動機，功率高達91.9 kw。

F20C是本田紅頂發動機系列的成員。在汽車領域，紅色代表激情和高性能。本田的高性能發動機有B、C、H、F三個系列，只能算是中級水平。在F20C出現之前，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的瘋狂表現，以及10年高負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計。從結構上來說，F20c屬于高轉速的動力輸出。F20C的壓縮比也達到了11:1，對于十幾年前的自然吸氣發動機來說已經是很高的數值了。更高的壓縮比提高了發動機的工作效率，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動機功率。第一是增加發動機排量，第二是增加發動機轉速。當然，每種手段達到一定水平后，都會出現相應的技術問題。本田選擇了第二種方案，這也是它擅長的領域，F20C的表現就證明了這一點。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發動機如此高速的秘密在于零部件的輕量化。當發動機轉速達到8000轉/分時，活塞在氣缸內跑得非常快，同時由于自身重量會產生很大的慣性，這是提高發動機轉速的最大不利因素。因此，F20C發動機內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境，又能有效降低慣性質量，讓F20C很容易進入高速范圍。

F20C的輕量化部件很容易達到9000rpm，但是高轉速帶來的另一個問題是動平衡，轉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部件的精細加工制造技術，使其重量分布達到完美平衡。這對于從上世紀（查成交價|參配|優惠政策）60年代就參加F1的本田來說，可能不是什么大問題。

進氣系統方面，F20C采用4缸獨立節氣門體。雖然這種機制相對復雜，但它在高發動機轉速下提供更平穩的呼吸方面發揮著重要作用。由于F20C采用了小夾角的氣門結構，其正時傳動機構也比較特殊。一個正時輪由曲軸正時鏈驅動旋轉，正時輪背面的齒輪直接與進排氣凸輪軸嚙合驅動其運轉。通過齒輪的直接嚙合，也保證了發動機高速運轉時對正時系統的精確要求。

F20C搭載了來自本田的VTEC技術，即可變氣門正時和升程電子控制系統。該系統在進氣和排氣凸輪軸上集成了兩個角度的凸輪。當發動機處于中低速范圍時，普通凸輪會推動氣門。當發動機處于中高速范圍時，機油將推動氣門搖臂中的柱塞，完成兩個凸輪的轉換。大角度的凸輪不僅可以使氣門在一個工作循環中開啟的時間更長，還可以增加氣門的升程，可以有效保證發動機高速時的進氣需求。

F20C的VTEC技術不是無限可調的。當發動機低于5500轉時，F20C只是一臺普通的2.0升自然吸氣發動機。當VTEC工作轉速達到5500 rpm左右時，大角度凸輪會突然啟動，使得發動機進氣達到5500 rpm之前的2.5倍，這也使得F20C突然爆發出應有的動力，對驅動技術提出了更高的要求。

F20C也有它致命的弱點，而對于很多人來說，F20C可能顯得過于“極端”。完整賽道的定位和高速區間的設計太重，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保持高速的賽道上展現。

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達到了720匹的紀錄。它是自然吸氣汽車發動機的傳奇，也是最后一臺采用DOHC VTEC系統的直列四缸發動機。全新的K20A就是通過F20C的成功經驗誕生的。