【 以下文字转载自 Board_Apply 讨论区 】
发信人: freshcool (该干嘛干嘛去吧), 信区: Board_Apply
标 题: [范文]Rover/罗孚K系列引擎简史,兼改装讨论
发信站: 水木社区 (Sun Aug 21 11:38:29 2011), 站内
提起高性能小排量NA发动机,我相信群众们的选择不会超出本田K20A/F20C、丰田2ZZ-GE、马自达13B(喂!你犯规了!)这几种。“英国货,那是啥,它们能安全的转到5000么?”我自己以前也会这样吐槽的,毕竟那些日本引擎们的可变高TEC、MMC缸壁、短冲程长缸径设计和稳定的质量控制看起来才像是能够保证9000转和一百升马力的设计;而英国货则总是和渗漏、断裂、过热之类的"british feature"联系在一起,“英国制造”这东西听起来也仅仅比“义呆利制造”可靠那么一点点而已……
但是,這些都是幻觉!在[被迫]对Rover K系列引擎进行深入了解之后,我发现这台传奇的引擎不仅能作为买菜车用,在经过适当的改装后它同样能够安全地达到一百以上的升马力,并且有着更平缓的扭矩曲线、更容易控制的油门特性、更低的红线,以及最重要的——更轻巧的总重。让2ZZ什么的见鬼去吧,K才是lizzy最好的朋友!K就是你的金坷垃,你的钙中钙(大雾)!
本文中,我将介绍这台引擎的特性、优缺点和常见问题,以及可能的改装路线。改装内容将基于MR布局的S2 Elise,但同样适用于MG TF,并且对MG 3/7等型号有一定的参考价值。
***警告***本文中将出现大量对荣威以及名爵6车型的吐槽和攻击,会因此感到不适的观众请直接按Alt+F4***警告***
——历史和沿革——
我相信群众们并不关心这台引擎的历史,事实上我也不关心= =b
简单来说,K系列引擎是用于替代A系列引擎而设计的,在设计过程中可能得到了来自本田的协助(那时正是Rover和Honda的蜜月期),于1989年正式投入使用,系列中包括I4和V6两种基本结构。
K系列是世界上最早的全铝发动机之一,并且直到今天可能也是最轻的。直四序列中包括1.1、1.4、1.6、1.8四个排量,V6则有2.0和2.5,这包括了大约30个不同功率的版本:双气门、四气门、单点电喷、多点电喷、可变气门、涡轮增压应有尽有。其中1.6由1.4扩缸而成,而1.8则由1.6增加冲程实现,包括缸盖、油底壳在内的大部分零件都是通用的——这也造成了标准1.8K最大的杯具,它仍然在使用为1.4排量设计的气门尺寸!
除了全铝之外,K系列的新特性(好吧,二十年前的"新"特性)还包括它的中缸/曲轴支持部分、曲轴支持轴承,以及由缸盖贯穿至底壳的长螺栓。我并不是引擎结构专家,所以这些特性就简单概括为“这些杂七杂八的设计异常的轻同时异常的坚固,他们都很给力啊老湿”好了,恩,欢迎吐槽。值得一提的是长螺栓,由于英国爸爸们一贯糟糕的装配工艺,这样的设计同时造成了一些杯具。
K系列引擎被广泛装备在各种车上,这包括Rover/MG的几乎全部型号、S1和早期S2的Lotus、Caterham以及各种杂七杂八的kit car。进入二十一世纪以来,伟大的上汽又把他们应用在全系列的荣威上。是的,从来就没有什么“全新设计的Kavachi”——不论是荣威还是名爵的N系列,V6 2.5、1.8T、1.8DVVT,MG3上的1.4或者TF上的1.8,他们都是标准的Rover K,最多阉割一下ECU而已。Kavachi你个妹啊,有本事你把字首的K也去掉啊!
由于这异常华丽的生命周期,K系列的周边部件也呈现出群魔乱舞的态势。早期的K甚至还在使用分电器,而二十一世纪的K已经看不出是一台有二十年历史的机器了。
——优点和特性——
**此后内容除非特别指出,均特指K系列1.8**
如前所述,K系列最大的优点就是他的轻量化。一台标准的1.8K重量为96kg,相比之下一台F20C是158kg,而2ZZ则也有137kg——纯赛道版本的K则仅有75kg。这样的重量差别已经相当于一名驾驶员(好吧,“理想化”驾驶员)的重量了,对于elise而言就是差不多10%的车重,这价值至少有20马力。
同时,由于1.8K的冲程更长,与2ZZ和K20A等机器相比,他可以用更低的转速达到同样的升功率,同时还能提供更高的扭矩——毕竟高转速只是手段而不是目的,低转速带来的低磨损低发热的好处是不言而喻的。长冲程同样意味着K不需要可变的高凸轮就能达到足够的高转扭矩,而且扭矩曲线更加平缓,这意味着你不需要在高速过弯时小心翼翼的控制转速来避免因为突然切入高TEC而导致的打转,同时在日常驾驶的时候也不需要轰到四千转才能得到可用的扭矩。比较一下下面几张工况图:
这是VHPD版本的1.8K,202bhp:
http://www.dyno-plot.co.uk/dyno/dynoplot/id%3D256%26sort%3Dveh%26but_sea%3Dqs%26sea_simple%3Dvhpd/Lotus-Elise-Minster.htm
DVA改装的VVC 1.8K,179bhp:
http://www.dyno-plot.co.uk/dyno/dynoplot/id%3D143%26sort%3Dveh%26but_sea%3Dqs%26sea_simple%3Delise%26frcd%3D21/Lotus-Elise-DVAPower.htm
2005 Civic Type-R,197bhp:
http://rri.se/popup/performancegraphs.php?ChartsID=138
2000 S2000,237bhp:
http://rri.se/popup/performancegraphs.php?ChartsID=695
注意两台iVTEC机器在6000转左右切入高凸轮时导致的扭矩剧烈变化,K20A表现的尤为明显。在高速过弯时这将是致命的。
——缺陷和问题——
K系列最致命的问题,也是最臭名昭著的问题就是缸垫损坏,以Rover head gasket failure或者Rover HGF为关键字搜索的话可以看到大量的惨痛经验。(顺便一提,一些国内的MG用户也注意到了这一点,有一名MG3用户在荣威论坛指出了这个问题,并引用和翻译了大量的资料。但杯具的是,该名用户当即被指责为车托然后被骂得体无完肤——这简直可以作为“某些荣威用户真棒”系列的新素材了)
这个杯具是若干设计/制造缺陷综合造成的结果,大致说来有以下几点:
·热冲击(thermal shock):这是缸垫损坏的最主要原因。K系列的节温器设置在引擎本体的冷却液入口处,本来这是为了尽量减少冷车启动时的冷却液循环量,使引擎可以尽快达到工作温度。这是FF买菜车的标准设计,省油同时减少排放。但是标配节温器的温度设置过高,同时弹簧过硬,而且位于冷却液入口的设计使得节温器并不能对引擎的温度作出快速的反应。于是在节温器打开的瞬间就会有大量环境温度的冷却液涌入引擎,而此时引擎可能已经接近过热了。如果是冬天的话,想象一下大量零度左右的冷却液涌入内部温度超过一百度的引擎的情形吧:这记热冲击就老老实实的被缸垫硬食下来了。相比之下自重越大的车子更容易出现问题,因为在节温器打开之前,更大的自重意味着更大的负荷,也就意味着温度上升的更快——因此缸垫损坏多发生在Land Rover Freelander上也就不奇怪了。对elise和TF这两辆MR而言,这个问题更加严重。和FF/FR布局不同,他们的散热器远离引擎,处于小循环之外的冷却液更多,因此造成的热冲击也更强烈。最杯具的一种情况发生在寒冬高速行驶的elise上:引擎温度上升——节温器打开——大量被elise强大的散热器降至零度以下的冷却液涌入引擎——节温器受冻关闭——再一次的引擎温度上升……这和用冲击钻直接抽打缸垫简直毫无区别啊混蛋!
·缸垫材料:标准缸垫是橡胶造的,设计余量比较小,正常情况下不会出问题,但受到上述热冲击后持续不了太长时间。
·引擎形变:还记得K系列的长螺栓设计吗?由于制造中的公差和装配中的误差,缸体的各部分可能会发生微小的相对运动,对于夹在缸体中间的缸垫而言,这无异于雪上加霜。
·定位销:中期的K系列为了缩减成本曾经使用过塑料制的定位销,用于缸盖和缸体的相互定位。在买菜车上这毫无问题,但是他们完全无法胜任稍激烈的使用。一些缸垫损坏的K系列拆下缸盖后发现,定位销已经几乎被完全切断了。早在2000年,Rover就意识到了这不是个明智的设计而换回了钢制定位销。
不过这个问题现在已经成为了历史,Rover在至少五年以前就拿出了解决方案:节温器被移到引擎冷却液出口处,以增加冷车时的冷却液循环量并改善对引擎实际温度的反应能力;换用开启温度更低、弹簧更软的节温器;采用橡胶内衬钢片的新缸垫;换用改进形状的新型油底壳以减少引擎形变等等。
在MG 7上,油尺管的最下方,可以看到一枚黑色有三个出口的塑料零件,这是历史的遗迹,旧设计中的节温器就装在这里面,现在里面装的则是一枚代替节温器的空环。那里面汩汩回响着的,是时代的悲泣啊……!
除此之外,K系列并没有什么其他的大问题,无非就是一些渗油、漏水、怠速跳动之类的小毛病,这些都是一台英国设计的勋章!(弥天大雾)
——改装方式——
首先,如果一台K上还装着旧式节温器的话,最高优先级是弄一套新节温器套件,或者对elise/TF而言,一套PRRT套件:
http://www.eliseparts.com/products/show/84/207/pressure-relief-remote-thermostat/
注意图中那只灰色有三个出口的东西,这就是新节温器。如果引擎附近没有这玩意儿的话,赶快去弄一个。
也可以考虑一下顺便弄一台水冷式油冷器:
http://www.eliseparts.com/products/show/84/641/water-to-oil-cooler-prrt/
Elise的封闭底盘设计可以造成一百四十度以上的油温,对炸虾条而言这或许不错,但是对机油而言这种温度完全是噩梦:一些稍差的机油在这种温度下已经开始分解了。尽管理论上风冷式油冷器可能冷却能力更高,但是在elise上因为机舱形状的问题并不能发挥其全部效率,而且水冷式还可以加快冷车启动时到达正常水温的速度。
对于一台自然吸气的K而言,动力改装方案无非是机械增压和高转速高凸轮两种。(什么你说涡轮?elise和TF那微小的机舱里有地方能安全地塞下一台涡轮和中冷吗难道?)
如前所述标准1.8K的缸盖是沿用自1.4的,它有着和哈姆莱特一样可称为经典杯具的气门孔尺寸。同时出于某种不明的原因,原配凸轮轴完全是买菜车的标准:标准elise S2在6950转断油,但是最大功率122ps却产生在区区的5500转,剩下的1500转基本上是活活浪费了。
最省事的办法是直接弄一对135凸轮轴,TF 135(也就是国内出售的TF手动版)上面用的就是这个。不用任何其他改动,就可以从122ps@5500变成135ps@6750,像样多了。
或者也可以直接换一对piper 270凸轮轴,设定比135更加激进一点,预计输出为138ps。
再向上就必须要改动缸盖了,包括扩大气门孔、抛光燃烧室等等,英国有大量的作坊提供这方面的服务。
气门孔的原始尺寸是27.5mm进气,24mm排气,通常会将其扩大为29.5mm进气,26mm排气,配上piper270、大型气门和相应的进排气改造可以达到大概160ps,如果是piper285的话则可以达到185。这个尺寸的气门能够提供的上限在200ps左右。
通常更好的选择是VVC缸盖,天生就有31.5mm的进气和27.3mm的排气,外加更好的燃烧室与进气道形状。标准VVC引擎就有160ps,如果把可变凸轮轴换成固定凸轮轴的话,可以轻易达到190ps,VVC的上限在大约220ps。
(顺便一说,荣威550和MG6 DVVT用的就是标准VVC引擎,但他们的输出被阉割到了只有133ps,这很可能是直接限制转速在6000转的结果,因为160ps的VVC在6000转的输出正好是135左右。如果他们没有进行硬件上的阉割的话,这可能是一条非常简便的选择,事实上荣威550有所谓的“Syn-Tech数字个性升级”业务,我猜测就是把转速限制恢复到7000转而已——可惜的是,因为某些荣威用户实在是过于棒了,我找不到带有可信数字的升级前后对比。)
更加给力的则是再扩大VVC缸盖的气门孔,并搭配更加激进的凸轮轴,在完全牺牲公路性能的情况下可以达到250ps以上——没错,不到100kg的1.8NA,250ps。
一般而言,一套不太牺牲日常使用能力的改装包括修改缸盖、一对凸轮轴、十六只气门、一对方便调整正时的正时齿轮、4-2-1排气歧管、高流量进气、直排催化之类,也可以加装外挂ECU。目标功率在190ps/8000转以下的话,完全没有必要改用锻造曲轴和活塞。
综上所述,Rover K系列是一台非常之给力的东西,他是任何贞洁车最好的选择之一,在恰当的改装下他可以担任从买菜到爬坡赛的所有任务,同时还能给指定排放标准的混蛋们造成巨大的压力。让伪环保主义者、激进环保主义者以及环保主义者都见鬼去吧!
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修改:freshcool FROM 123.118.97.*
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