【丰田86斯巴鲁BRZ】FA20进气歧管开发 E01可行性分析 - U-CAR討論區
【丰田86斯巴鲁BRZ】FA20进气歧管开发 E01可行性分析

FA20进气升级(86fa20)

2019/01/25 15:08:24

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廢話不多說,小弟開門見山:

我想開發FA20引擎的進氣歧管

於是就有了下文……

斯巴魯BRZ重返中國大陸市場這個備受關注的情懷背後,總有優秀的引擎在默默支援。師從同門師兄IMPREZA上的FB20,FA20更上一層樓。與豐田D4-S系統珠簾合璧,並優化各主要部件的高轉化性能,FA20憑藉2.0L自然吸氣設定,即可在7000rpm輸出200匹馬力。在參閱過原廠開發論文後,小弟深感FA20引擎,在當前的排放法規之下,靠自然吸氣做到升功率破百,實屬不易。

自吸高轉引擎,渦輪增壓大趨勢之異端

當然,崇尚競技風格及沉迷賽道日的玩家,秉承引擎動力“the more the better”的信仰,一直孜孜不倦地鑽研提升FA20的輸出。FA20周邊的動力提升改裝件,早已經層出不窮。論性價比,各路對應FA20的渦輪增壓和機械增壓套件,對大幅度提升動力均行之有效。但總有硬核玩家對增壓不屑一顧,保留NA設定去壓榨馬力才能使他們樂在其中。想提升自吸引擎之動力,進氣歧管的優化則不可回避。

賽道日一堆BRZ/86在賽道上你來我往,早已見怪不怪

FA20原廠的進氣歧管,為了達成升功率破百的目標,進行了相應的優化設計,強化了高轉速區間的“波動效應”,以提升引擎充氣效率。在此基礎上,去進一步優化進氣歧管,似乎潛力不大;因為小弟縱觀已有的FA20改裝進氣歧管,最多就是達成6.3%的動力提升……

FA20改裝進氣歧管,琳琅滿目

基於去年開發某“工薪階層超跑”進氣歧管之經驗,小弟認為FA20改裝進氣歧管的潛力,並非止步於提升6.3%。思前想後,小弟認為優化進氣歧管的設計,提升10%以上的動力,並非無稽之談。特別地得益于採用水準對置佈局,FA20上方的空間頗大,讓大展拳腳地設計進氣歧管成為了可能。

于小弟眼裡,FA20的進氣歧管開發,是不可多得的“一盤好棋”……

豐田去年發佈的86 GRMN,硬是塞下了一套可變進氣歧管……

腦海裡想像得再怎麼美好,若沒有資料支援,終歸只是天方夜譚。對於FA20進氣歧管開發的可行性,小弟認為要從長計議。因此,小弟基於網上已有的各項資料,建立FA20引擎的模擬模型,繼而就僅優化進氣歧管,可否達成動力10%以上的提升,進行了分析……

模型建立

FA20引擎服役多年,一些引擎的基本參數,如缸徑/衝程比、壓縮比等,自然是信手拈來。但其他一些比較專業的資料,如AVCS控制策略、進排氣門流量係數等,並非“度娘一下”就可找到。所幸國外86論壇早已成熟,一眾老外車友總樂於分享對FA20的所見所聞。基於論壇上共用的各種圖片論文資料,小弟將建模所需的各項資料,收集得七七八八。

FA20引擎的基本參數,早已街知巷聞

對AVCS的建模遇到一點麻煩,所幸最後還是迎刃而解

對於原廠進氣歧管的建模,自然是重中之重。可惜小弟手上並沒有實物,只能通過原廠開發論文中提及的相關參數,加上一些實拍圖片的比對,才一點一滴地建立起原廠進氣歧管的三維模型。

基於上述所搜集到的FA20參數,小弟將其代入到一維模擬軟體中,建立起一個FA20引擎模型。節氣門、進氣歧管、進氣道、進氣氣門、燃燒室、排氣氣門、排氣道、排氣歧管等FA20一眾部件,都囊括其中。

模型所有部件位置都和實車一一對應,可謂非常處女座~

當然,模擬模擬,關鍵在於真。如果建立的FA20引擎模型,與實際的引擎並不相符,基於此模型而進行的進氣歧管優化設計,其結果必定難以服眾。因此,模型的動力輸出,需要與實際動力輸出相近,才能為之後的優化設計,打好可信度的基礎。

模擬的馬力輸出,特別是5000rpm之後,已經和實際馬力相差無幾

優化設計

想提升FA20的最大馬力輸出,自然而然就是進一步強化進氣歧管,在7000rpm時的“波動效應”,以進一步提升引擎的充量係數。當然說起來容易做起來難,優化進氣歧管,並非簡單地加大歧管管徑,就能使動力的提升立竿見影。歧管的管徑、長度,以及穩壓腔的容積,都要同步優化設計;各項參數需要合理搭配,才能強化所需轉速下的“波動效應”。

藍線:原廠進氣歧管壓力波動;紅線:優化進氣歧管壓力波動;綠線,進氣氣門升程曲線

小弟經過一周左右的不懈努力,在走了不少彎路之後,完成了進氣歧管的優化設計。在一維模擬模型中,僅改變進氣歧管設計,達成提升動力10%以上的目標

藍線:原廠進氣歧管模型馬力輸出;紅線;優化進氣歧管模型馬力輸出

最大馬力由200匹提升至222匹,提升22匹,提升了11%。在5000rpm之後,動力的提升會逐漸明顯。考慮到在原廠的變速箱齒比下,全油門下每個擋位掃過的轉速區間為5000rpm至7000rpm,因此在激烈駕駛工況,比如賽道駕駛時,這樣的動力提升,必定對圈速的提升大有裨益。

同時比較可喜的是,優化後的進氣歧管的設計,在5000rpm以下,並未帶來多少負面影響,沒有削弱所謂的低扭輸出。可以推測,新的設計並不會影響“走街”的需求。

優化後的進氣歧管模型,由於機密對應,故馬賽克處理

總結

簡而言之,基於小弟手上現有的資料,在FA20引擎上,優化進氣歧管的設計去達成10%以上的動力提升,具有可行性

當然,上述模擬的一切,終歸只是紙上談兵。

小弟希望有朝一日,可以加工出真正可用的優化設計進氣歧管,在馬力機上一較高下,做到“輪上”馬力提升而非“嘴上”馬力提升。

 

有意合作一起开发的车友可以添加微信:LeeJF1992,腾讯QQ:896755012

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沙沙亞(frankct)

2019/02/02 15:00:57

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#6058950 IP 49.159.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章

FA?
這個引擎.具豐田那邊是快停產了耶

供油是TOYOTA的4D-S系統...
SUBARU的會繼續生產嗎??

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