動力、傳動實戰分析 Subaru WRX改(VA型)

車訊網 option 2017-11-16 08:59:00


FA20DIT效能優異,90-100hp提昇輕而易舉!!

既然上個月被自家小老弟洗臉,作為Subaru性能指標的WRX這個月正式還擊。FA20DIT引擎可不是鬧著玩,10.6:1的高壓縮比搭配渦輪增壓輔助,動力的提昇幅度已經不是過去噴射引擎可媲美,不過原廠提供的CVT及6MT兩款變速箱卻是在輸出效率上有著與眾不同的個性。


文/蘇祺文 圖/顧宗濤

協力/Protune Engineering/跑騰動力工程


改裝規格:

Protune Engineering ECU撰寫

Protune Engineering風派+當派

Mishimoto加大中冷器

Mishimoto強化進氣管路

b

Protune Engineering渦控電磁閥

藤壺中尾段排管

Brembo前6後4pot對向卡鉗煞車

Defi ZD多功能液晶顯示器


發動機系列

FA20DIT魅力?

憑藉過去與Toyota合作打造BRZ的經驗下,2.0升的FA20DIT的缸內直噴引擎,也被應用在Subaru旗下的日規Levorg及WRX車型內,10.6:1的高壓縮比設定下,可壓榨出268hp/35.7kgm的亮眼表現,除了將過去Impreza WRX僅230hp左右的設定踏在腳下外,有直接撂倒當年歐規GDB EJ207紅頭引擎的265hp實力,而日規的FA20DIT擁有更猛暴的300hp/40.8kgm的最大出力。

先撇開是否為了日後有可能誕生的紅頭FA20DIT,Subaru對於這顆缸內直噴引擎可說是耗盡心力、喪盡家產,將所有的資源與科技都投入其中,單純以引擎的規格來看,傳統EJ20的採用92缸徑X75衝程(mm),利用短衝程特性來將引擎轉速帶高。

VA系WRX的潛力真的很不錯,將預計目標放在輪下出力300hp(淨出力約375hp),FA20DIT的花費應該會較EJ25還來得省,並且擁有更棒的扭力反應。

FA20DIT引擎本體的「高度」則是與EJ相同,不過缸內直噴的燃燒方式與傳統噴射不同,需要的操控氣流達到「層層燃燒」與「均值燃燒」2種類,因此FA20 Turbo的86缸徑X86衝程(mm)就是要刻意拉長衝程,創造活塞下壓進氣時所需渦漩氣流。在引擎高度受限的情況下,衝程加長就必須將連桿及曲軸做改變,曲軸大小目位置變得更遠,並且連桿也由傳統的直式更改為「斜」式設計,主要目的就是為了要應付長衝程後引擎高度不足的問題,不過也因為斜的連桿設計,活塞面就容易因為壓力過大,所以FA20 Turbo對於油膜的要求相對較為嚴苛。

雖然現在的科技依舊無法改變高壓縮/低增壓,低壓縮/高增壓的物理特性,不過高達10.6:1的高壓縮比更是FA20DIT的優勢,超大的缸內壓力,只要點火向前推進一度,出力個性就會大幅改變,目前唯一無法克服的問題在於,高壓泵浦無法對應到大渦輪需要的供油量,不過輕、中幅度的改裝就能突破300hp以上的輪馬力是過去EJ無法達到的成就。

或許日規的紅頭FA20DIT,會採用與賓士A45相同的模式,相當的本體利用較低的壓縮,及較高的增壓值來壓榨動力極限。



Protune Engineering/跑騰動力工程 地址:新北市泰山區泰林路2段28之2號 (中港西路上) 電話:(02)2297-1173 營業時段:12:30 - 22:30 網址:www.facebook.com/Protune/?ref=ts&fref=ts

傳動系列CVT&MT

透過改裝找回流失的動力

無法克服的傳動差異,36.4hp翹家不回來了

WRX車型基本上就是取代過去Impreza WRX系列的新版本,如果是用這樣的思考方式來說,過去雖然GD系列有搭載過純自排系統,但CVT變速箱則是在作為性能取向的WRX歷史中,首度搭載在WRX市售實車型。

不得不說小編在WRX VAG剛推出時,第一次開到的就是CVT車型,當下並不會覺得這輛WRX有損Subaru性能車款的顏面,無論是加速、或是模擬檔位的進退檔反應都是一等一,也難怪WRX車主幾乎有8成車主都是選擇CVT,不過真的要提到性能,或是與相同血統的6MT相比,CVT先天的弱勢及原廠賦予的設定取向(CVT主要訴求亮眼油耗表現)就嶄露無遺。

首先來看到CVT變速箱對於本體的保護機制,CVT控管電腦的溫度保護設定在油溫115度左右,也因此常聽到一些車主用力跑山,就發生鎖檔的問題,這個部分目前無解,說真的保護模式解開了對誰都不好,僅能用一些傳統的外掛冷排方式來處理,Protune Engineering的Mike Seafood表示外掛冷排其實並不表示就不會發生鎖檔,不過卻是可以將升溫的速度做有效的管理,延緩油溫升高的時間,基本上算是滿值得投資的項目。

至於動力上,因為傳動過程中造成的流失更是不能說謊,先不討論公/母引擎的可能性,DynaPack馬力機上6MT硬是較CVT多出36.4hp的輪下馬力,不過Protune Engineering 在保留原廠進排氣系統,僅透過電腦的將增壓值、點火及供油重新撰寫,CVT變速系統在Stage.1就能多得到20hp的動力,而Stage.2強化進排氣,及施以水噴射的輔助更是可一舉獲得93.31hp提昇,CVT也還在承受範圍內,算是相當值得推薦的提昇規格。

CVT的搭載對於WRX系列車型中可說是第一次,輕鬆享受268hp原廠提供的動力規格,卻又能保有節能及便利性,也難怪CVT車型賣得相當好。

Protune Engineering目前測試的結果,VAG車上這具CVT變速箱在輪下扭力40.0kgm時依舊相當穩定,也因此目前的Stage.2車型,扭力都設定在保守一點的36-37.0kgm之間。

這個就是原廠診斷電腦的即時數據,Mike Seafood提到,目前依舊無法針對CVT的電腦去更改參數,就某一天破解了,更改後的風險絕對遠大於效果。

HORSEPOWER 6MT:218.05hp/5288rpm、31.99kgm/3396rpm CVT:181.63hp/5751rpm、33.29kgm/2825rpm 這張就是原廠6MT及CVT的輸出曲線圖對照,扭力部分可看到CVT的轉速較低、扭力較高,這就是全油門CVT偷偷變化齒比因素,讓車輛保持在低轉速高扭力的狀態下。

GEARBOX 基於軟體尚未突破,及原廠物理極限下,CVT目前最推薦的狀態還是以傳統的外掛冷排為主,想要透過油品的變化來降低溫度,Protune Engineering則還是選擇還原廠CVT油為主。

HORSEPOWER Max Power:181.07hp/5781rpm→274.38hp/5734rpm Max Torque:31.82kgm/3409rpm→37.12kgm/3153rpm CVT車型Stage.2的出力曲線圖,可看到馬力的提昇幅度相當大,由此可見這具引擎的潛力,並且透過重新撰寫,扭力的維持也較原廠好上太多。

HORSEPOWER Max Boost:1.458bar 最大增壓平原:3100-6750rpm FA20DIT原廠的持壓在1.012bar,不過錶頭上時常可以看到瞬間壓力甩上1.5bar(原廠電磁閥有穩定度問題),透過電磁閥及電腦的設定可看到壓力穩定的維持在1.458bar。

周邊全數強化

驚異!!333.71hp輪馬

摘標=增壓值安定化優先,3孔渦控電磁閥不可少。

渦輪增壓車要提昇動力大概可以分成,進排氣、電腦、增壓值到高出風量渦輪機幾個項目,這些搭配也是常聽見的Stage(階),一般的渦輪車動動進排氣是很常見的事情,但原廠總是會有不足的時候,排氣效率提昇後常發生的瞬壓過高也是時常聽見,WRX FA20DIT全原廠就可以發現,瞬間增壓可以直攀1.4-1.5bar,而持壓則是在1.0bar上下,要是把場景換到EJ引擎上,原廠電腦早就亮引擎燈。

其實這個問題就是出自於原廠渦控電磁閥的功率問題,針對這個問題Mike表示原廠的增壓值曲線,其實是建立在扭力優先上,與過去常見的增壓優先不太相同,這個問題基本上應該是牽涉到CVT扭力對應問題,而手排車型在撰寫時則是可以選擇增壓優先作為條件,Protune Engineering為了解決增壓曲線不安定問題,則是會將渦控電磁閥更換上計算速度更快、功率更高的專用規格,並且透過原廠電腦的撰寫來達到最大增壓,及持續壓力安定的首要條件。

而缸內直噴的壓縮高、缸內壓力極大,因此提昇增壓值後則是更換上更大的中冷器,及強化進氣管路來達到有效的冷卻,確保壓縮空氣內的含氧量達到目標需求,另外為了安定汽缸頭內的燃燒溫度,中冷器上明顯的看到Aquamist水噴射的噴頭,目前水箱內則是酒精與水則採50:50的混合比例。

萬事俱全後Mike才透過增壓值搭配點火曲線,將增壓值安定的維持在1.5bar,並且可一路持續到6500rpm都不波動,Mike很謙虛的說,Protune Engineering渦控電磁閥真的解決的很多不必要的麻煩,目前這輛白色WRX則是已經擁有331.71hp/48.46kgm的輪下馬力,換算為引擎淨值已經有超過400hp的威力,除了高壓縮比的輔助外,其實原廠GT2259S渦輪機的出風量,也已經達到TD05-16G or 18G左右的規格,這兩點加起來,也難怪原廠硬體下可以輕鬆屌打原廠EJ20或EJ25,不過高壓泵浦對應上的問題,也是FA20DIT想要大改,最關鍵的供油罩門。

如果以原廠配置來說,傳統噴射引擎根本不是FA20DIT對手,不過很可惜提供汽油噴射壓力的高壓泵浦,全世界都沒有推出對應改裝品,也因此WRX最大馬力也受限在這個關鍵。

高壓縮比加上高增壓,想也知道汽缸頭的燃燒溫度不單純,這個部分則是透過加大中冷器及水噴射的雙重輔助,來解決汽油品質不夠,可能產生的爆震問題。

水可載舟亦可覆舟,增壓車最怕的就是增壓值不安定,好佳在現在原廠電腦的功能相當充足,Protune Engineering渦控電磁閥可輕鬆透過撰寫達到預計增壓,反應速度更是原廠的150%以上。


原廠WRX配的前後單向煞車系統真的不知道在搞什麼?車主也已經更換上Brembo前對6/後對4卡鉗及雙片碟,不然以這樣的出力,原廠制動可以直接出保修車了。


中尾段換上日本藤壺產品,也是日本道安基準產品,實際排氣聲浪相當飽滿,屬於相當有質感的音質。

內裝僅加裝Defi ZD來監是需要的數據,另外兩邊的儀表為空燃比,及水噴射系統的流量。

MAX Power:217.47/5321rpm(原)→331.71hp/5463rpm MAX Torque:30.03kgm/5032rpm(原)→48.46kgm/4624rpm

Max Boost:1.529bar 最大增壓平原:3300-6500rpm 口說無憑,來看看Dyna Pack上的增壓曲線圖吧,穩定安定的持續在1.5bar,並且沒有任何抖動,除了出力以外,這也是引擎耐久性的重要關鍵。
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