不斷變化的HONDA SOHC傳奇(三)
R18~The engine of 8th Generation Civic
記者：charge 2005-08-26 | |
R18在省油上最主要的發展重點，放在降低引擎的Pumping Losses：引擎在高負荷狀態下，進氣閥使用所謂Hi-output cam，而於低負荷或是巡航之時，引擎則會將進氣閥中的一閥，切換至所謂的Fuel-economy Cam，但此凸輪的進氣閥作動閥揚程及開閉角卻遠大於Hi-Output Cam！！
省油且卓越的駕駛性能
這樣造成的進氣流控制效果，卻可以利用延遲關閉進氣閥的過程，使部分已進入汽缸的油氣混合氣，可以暫時的被活塞推回進氣岐管，以降低進入燃燒室內的燃燒的油氣量，來降低於巡航時每個燃燒行程所使用的混合氣量，及壓縮混合氣所會產生的Pumping Losses，以達到明顯的省油效果（降低實際進氣量，且使膨脹行程遠大於進氣行程，除了降低Pumping Losses且又可以增進熱效率）。
也因為此時的進氣特性，節流閥體可以開的更大，降低整體引擎於進氣之時的Pumping Losses，及吸氣噪音；所以R18採用了Drive-By-Wire的「電控節流閥體」，電控節流閥體也會隨著進氣閥切換於Fuel Economy Cam及Hi-Output Cam之間時，快速且適當平順的切換節流閥角，且不會造成任何駕駛上的動力不順暢感。
同時搭配的可變長度塑料進氣岐管，除了能有效降低進氣阻力外，更可搭配不同轉速下的動力輸出及進氣特性來調整進氣長度，以增加引擎動力輸出及降低油耗。空氣濾清側的Airflow meter的採用，加上進氣岐管Map sensor監測引擎負荷及脈波變化狀況，及排氣管頭段線性空燃比Sensor的共同採用，使R18可以做到更加精確的空燃比控制，再搭配上線性EGR Valve的整合控制；R18的進氣側控制，堪稱是目前汽油引擎中最為複雜，且燃燒控制觀念整合最多的一套進氣系統！！
同時為了更進一部提升熱效率，以前只用於超高性能引擎的Piston Oil-jet冷卻，現在也用於R18上，Oil-jet降低了活塞底面的溫度，使引擎即使是使用低莘烷值汽油時常發升的爆震狀況可以抑制的更好，R18也因此可以增加引擎壓縮比至10.8：1，當然也更提升了引擎熱效率。
因為這樣的進氣控制方式，可以使引擎於低速低負荷狀況下，引擎是以像Mazda的Miller Cycle方式來運轉（熱力學上，基礎循環改變所得到的熱效率提升），但卻省去昂貴的機械增壓器；利用精密的控制計算進氣量及歧管脈波變化，來推算真實進入燃燒室的新鮮空氣量，再佐以VTEC的切換，讓引擎也可以搖身一變成為具有水準以上高性能輸出的引擎！！由此也可以清楚看見R18於追求省油時，所採用的手法的轉變！！不再是單純的追求稀薄燃燒，而同時也追尋熱力學上的效率改進！！
隨著時代的進步，電子控制技術日新月異的發展，R18所採用的這些控制機構及電控系統，都並非最新的零件！！但卻幾乎都是經過驗證且成熟的零件。所以要說R18真正可以傲人之處，就是可以運用這些成熟的零件，加上觀念上成熟的燃燒控制，而達成引擎於燃燒及熱力學熱效率上的基礎改進，及機械耗損上的Pumping Losses的降低！！然後自然形成引擎省油的目標！！真是厲害！！
玩全不需要像是FSI及Miller Cycle，需要使用增壓器來改善這兩種引擎於最大馬力輸出上的弱點；現在的HONDA真像個熟習太極的高手，可以隨意的將空氣玩弄於手掌心，隨意創造出所需要的供氣條件，要省油就省油，要高性能就高性能；我只能說，HONDA絕對深知如何去搞好內燃機的奧祕，也就是「完美控制燃燒、以及從熱力學根本著手改進熱效率」。
為了更進一步的節省燃油，R18也採用了降低機械零件摩擦阻力的技術；像是活塞裙腳處噴塗上二硫化鉬，以降低活塞裙腳與汽缸璧的摩擦力；Ion-plating（離子皮膜披附）處理的油環，及高原式搪磨法的汽缸內壁的搭配，可以使活塞與汽缸間的油膜更為均勻，也因此有效的降低了油環控制油膜厚度所需要的環張力，使油環可以以較低的環張力維持正常的控制油膜工作，且有著更長的使用壽命。
比起原來D17A引擎的摩擦阻力，R18已經降低了近10%。引擎的整體油耗比起已經夠省油的D17A，又減少了將近6%！引擎於巡航時的油耗狀態，更是約略等於一具1.5升引擎的油耗，確實是相當優異的研發成果。
世界級的廢氣排放控制性能
R18為了追求世界級的廢氣排放控制性能，在缸頭處也做了個非常復古的設計變動，排氣管頭段與缸頭本體採整合式的一體連鑄式製成，也就是說R18沒有排氣頭段！！但這樣的好處是減少了引擎啟動初期，廢氣熱量於排氣頭段的耗損，廢熱可以快速傳達到觸媒，這也將使觸媒起燃工作的更加快速。
Direct-feed Catalytic converter兩段式觸媒的採用；加上線性空燃比sensor跟O2 sensor的適當放置監控，使氧化還原可以控制得更加精密，產生更好的排放污染結果；也因為AF sensor的採用，使得線性EGR Valve得以做最佳化的控制，以產生最佳的效益，使引擎燃燒被控制的更加完全。目前這具1.8 I-VTEC的R18引擎在排放污染上，已經可以通過LEV 2 ULEV，及Euro 4的排放標準，所以絕對有著世界級排放控制的性能！但這一半也得歸功於前面對於最佳化燃燒完美控制的成果。
更為輕量且緊湊的引擎結構
為了達成較D17A更為輕量且緊湊的引擎結構，R18也採用了不少已經相當成熟的技術，但卻可能是第一次用於HONDA引擎上的設計方式，像是採用了全鋁式Rock Arm減輕重量及閥系作動慣量；也採用了高強度材質的破斷式連桿，不但可以降低了連桿的整體重量，同時也增加了連桿大端的剛性，連帶的就可以降低Balance Weight所需的質量，提升引擎的加速反應。
還有一體式的All-Aluminum Low-block設計方式的採用，不但增進了引擎整體的強度，也同時降低了引擎的重量。引擎上也大量採用工程塑膠零件（Cam Cover、Intake Main flow、chain tensional）以降低重量；還有無聲內鏈搭配Chain Case內建的Oil Pump的採用，也降低了引擎的噪音，更增進了引擎的可靠度，同時也縮短了引擎的長度，也降低了引擎的重量；相較於原本的D17A引擎，引擎長度又縮減了13mm，同時也降低了近5kg的重量（單單引擎本體而言）。
新世代的稱號
R18確實具有新世代引擎的實力，但卻無須使用新世代最新的科技，追根究底、這不只單單是技術上的突破，更加是對內燃機徹底了解之後的結果；八代Civic的新1.8 i-VTEC引擎，確實展現出無須使用最新科技、只需徹底理解原有根本關鍵觀念，即可產生優異實力的整合成果。
至於新引擎，為何還是要用SOHC作為基礎設計架構呢？我想了半天，除了引擎重量可以降低一點點，我實在想不出其他有任何優勢的存在；如此更加緊湊且複雜的SOHC缸頭設計，只會增加設計難度、加工費用、及組裝費用，也許，這又是HONDA在設計上另一個不為人所知的堅持吧！15年來歷代引擎研發人員對SOHC VTEC研發的堅持，在此時開花結果；也許只是不想在此時讓世人遺忘前人對SOHC基礎設計努力研發的貢獻，所以才繼續採用SOHC作為基礎設計架構也不一定！您說、是嗎？
