机增407匹马力！BRZ/GT86 FA20引擎再进化之重组

如何才能让自己的BRZ/86更出色？

我想提升引擎性能无疑是一个好方法

然而这绝对是一项系统工程

不是换一个进气冬菇或者加一个涡轮

就搞定的事情

这一次

我们带来的方案更加彻底

从源头开始重组

如果你有这个想法

不妨来看看这期案例

斯巴鲁BRZ

最低售价：29.98万起

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原文来自于：MOTOIQ

翻译、改写：蟹爪朝天

相比日常街车或直线加速赛车，场地赛车的引擎需要更好的强度和寿命。

这是因为场地赛车至少需要跑完练习、排位、正赛3个环节。每个环节都至少要让引擎全负载工作半小时左右。

如果是参加耐力赛的话，引擎至少需要持续工作几个小时。对于日常街用的改装车而言，寿命更是玩家需要考虑的首要问题。

那么，如何组装一台可以承受高负载又能保证一定寿命的引擎？

今天我们来看看国外玩家是怎样组装一台高标准FA20引擎的。

在这个重组方案中，重点考虑的是寿命、VE和更宽泛的动力平台。虽为FA20，但其中很多理念也同样适用于其它型号引擎的重组及强化。我们先来看看这台引擎都选用了哪些强化部件吧。

H型连杆

在这个重组案例中，活塞连杆选用了抗弯曲性更好的H型连杆。（普通的I型连杆很容易弯曲）H型连杆在锻造生产过程中的步骤较多，所以价格也较高。

其中包括了为了减少金属内部缺陷而进行的真空电弧再熔工序。最终使马氏体连杆的屈服强度达到了195,000psi，质量公差为1克之内。

酷乐注释 连杆小头上的铝硅铜套是为了减少摩擦。其中的小孔是为了让机油喷嘴喷出的机油进入铜套增强润滑。

连杆上应力最大的部位是大头上的螺栓，所以这里需要抗拉强度很好的材质。

低硅合金活塞

活塞的材质需要的是韧性更好，更耐爆震和缸压冲击的低硅合金。

低硅合金的热涨系数较大，这就需要在重组过程中设计更大的缸壁-活塞环间隙。但这样的话，在出现爆震时传感器接收到的噪声也就更大。

尽管缸内直喷可以让气缸降温，但原厂12.5的压缩比还是很极限的。

所以这套强化活塞将压缩比降至10.5:1了。

活塞顶部的凹陷就是增加容积，降低压缩比的设计。较小的活塞裙是为了减小重量和摩擦。（对于FA20这类H型引擎来说，活塞裙可能会设计成上下侧不同的）活塞下部也有一些减重设计。

直筒型的活塞销

直筒型的活塞销更不容易卡死连杆小头。更厚的管壁可以让活塞销承受更大的负载。

气环镀铬是为了提高其使用寿命。Napier形状的球墨铸铁油环是为了提高密封性。较窄的油环可以降低张力，降低和缸壁的摩擦。

大瓦是由3层材质组合的。表面铅基硬化层含有5%的铜，这样可以提高其寿命。中间的凹槽和小孔是提供机油润滑用的。

新换全套原厂密封件是引擎重组中的基础项目。

如果正时链条已经磨损较大了，建议在重组时也直接新换一套原厂的。

缸垫是个需要靠自身变形来保证密封的部件，所以重组时也应该新换一套。

在这个强化案例中，选用了高转速下性能更好的凸轮轴，并保留可变正时功能。

进气时长为262°，排气时长为266°，进气升程为11.35mm，排气升程为11.30mm。

为了让转速能达到8000，选用了压力为248磅的双弹簧组，这样可以让气门的位置在高转速时更加准确。

氮化的气门可以减小摩擦及卡死的几率。

气门边缘的形状和长杆的变径设计都是为了提高进气量。排气门使用了镍铬合金材质以应对高温。

排气门长杆没有做变径设计是为了让排气门的热量尽量多的导出，而且此处将直径减小的话，对提高排气效率的作用不是很大。

进、排气门上的抛光都是为了提高气体流速。

缸盖螺栓需要使用抗拉伸强度更好的材质。

螺栓上的J型螺纹可以在应力侧提供更多的接触面积。

看过了配件，接下来我们一起来看看如何对这些配件进行预处理的。

酷乐注释 重组前，缸体需要彻底清洗（手工清洗或超声波清洗），并进行各个安装面的平整度测量确认、活塞组称重匹配、缸壁圆度锥度测量、气门密封性检查等很多工作。这些工作是决定新引擎能否达到预期性能和寿命的重要环节。

如果安装面平整度不好，可能会导致螺栓紧度不合格、防冻液进入缸内等严重的故障。

如果缸壁各个高度上的圆度及整体锥度不好，会导致烧机油、机油尺飞出等情况，也会导致严重的磨损。

如果每组活塞、连杆、活塞销的总体重量差异过大，会导致活塞组和曲轴整体的动平衡不好，会限制可用的极限转速大小。

案例中缸体底部的曲轴底座和活塞裙之间有过撞击。这是因为爆震导致的。缸壁磨损较小，不需要使用加大的活塞组。

但为了配合新的活塞环，缸壁需要重新打磨好。将缸壁进行WPC喷丸处理是为了在提高缸壁硬度的同时降低摩擦。

曲轴需要检查轴颈的磨损、微裂探伤、抛光、重新做动平衡后才能再次使用。

案例中的曲轴也进行了WPC处理和电磁淬火。蓝色淬火区域的金属表面硬度得到了加强，没有淬火的区域则保持一定的韧性。

对曲轴进行Magnaflux处理。将曲轴浸泡在有铁微粒的液体中，将曲轴进行电磁化。铁微粒就会吸附到曲轴表面的微小裂缝中了。

对活塞、活塞环、活塞销进行了WPC处理。

为了提高寿命、降低温度，气门弹簧和底座也进行了WPC处理。这是因为弹簧在工作过程中是很容易转动的，转动的摩擦会产生热量、加大磨损。

凸轮轴为了降低摩擦、提高寿命，也进行了WPC处理。

在对活塞进行WPC处理之后，还在活塞顶部加入了三层陶瓷组成的隔热涂层、在活塞裙部加入了PC-9低摩擦涂层。隔热涂层可以降低20%-40%的热量传导，以利于降低爆震、减少活塞的热涨变形。隔热涂层还可以让活塞顶的热量分布更加均匀。

低摩擦涂层也有一定的导热能力，这可以让活塞的热量尽量传导到缸体上。

为了配合新的气门使用并提高气体流量，气门口也需要进行重新打磨及抛光，其形状更顺畅，表面更光滑。

接下来，进行FA20引擎组装。

缸盖部分

先装好气门油封

在气门杆涂机油，以便于插入气门油封

将进、排气门插入油封

放入弹簧底座。底座的作用是减小弹簧对缸盖体的压强，防止钢制弹簧压如铝制的缸盖体中。

放入气门弹簧

安装摇臂、气门顶杯等

缸体部分

测量并安装瓦

涂上些组装油

在壳体上涂好密封胶

测量曲轴颈径和瓦径，确认曲轴颈间隙。如果间隙不合适，需要换用不同的轴瓦来调整间隙。

在曲轴颈上涂好机油

将曲轴放入缸体

组合两部分缸体

拧好螺栓并确认螺栓扭矩

活塞组

在活塞孔上涂油

在连杆小头和活塞销上涂油

组合好活塞、活塞销、连杆小头。为了减小震动，活塞销和活塞孔的间隙非常小，可能会不好安装。

装好活塞销锁环

装好活塞环

酷乐注释 活塞环口的位置需要找好、活塞环的上下面需要看好

在连杆大头涂好组装油

在缸壁和活塞环上涂机油

利用活塞环夹具装入活塞组。此时需要用塑料棒将活塞砸入气缸。

用细砂纸轻轻擦拭了缸壁，以便让活塞环能够以正确的姿态和缸壁接触。

安装连杆大头螺栓并确认螺栓扭矩

总装

装入缸盖螺栓

装入缸垫

将缸盖和缸体组合

拧紧缸盖螺栓并确认螺栓扭矩

放入凸轮轴并安装凸轮轴顶。轴顶螺栓需要确认扭矩。

安装正时链条组

安装附件

安装油底壳隔板、抽油管、油底壳等

安装进气歧管、节气门、线束

装入适用E85的喷油嘴，最大流量为900cc/min

新喷油嘴需要用转接插头

较大容量的油轨可以减小油路中的压力波动，让喷油量更加准确。

动力测试

增加了一个小型机械增压器后，在E85燃油的配合下，轮上动力达到了407匹、300磅英尺。不幸的是，在第一次赛道测试中，连杆就弯了。后来检查发现是机油泵的齿轮损坏，导致机油压力出现了问题。

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