600匹轮上的FA20，是谁说BRZ/GT86有动力焦虑？

福特和雪佛兰的V8，丰田2JZ，斯巴鲁EJ257，甚至法拉利引擎都成功取代过SubaruFA20引擎，出现在不少BRZ、WRX、FR-S和GT86的引擎舱里。

无论是在FormulaD、派克峰、TimeAttack，甚至是dragstrip赛道上，86平台车型动力问题解决方案都是替换掉原厂FA20，没有给予FA20证明自己价值的机会。

在86等平台车型上进行引擎移植更换已经非常普及，使许多人认为FA20根本不合适突破超500匹这个目标。那么，FA20是不是真是这样的情况呢？

不是。

ClubDSPORT正在进行对FA20引擎的再开发过程，其初步结果证明了FA20的雄厚潜力，DSPORT通过使用E85赛用燃料，从一台扩缸2.1升的FA20涡轮增压引擎上，在6500RPM时获得超过560匹轮上马力，在5750RPM时获得超过645Nm的扭矩，即使有如此巨大的提升，这台车依旧拥有优雅的驾驶姿态。

这只是一个开始，因为ClubDSPORT将会进一步进化这台2.1升引擎，并开始测试2.25升版本的FA20，该引擎将具有更高的输出处理能力。而要充分理解ClubDSPORT对FA20引擎开发过程，首先需要了解原厂FA20引擎形式。

许多人错误地认为BRZ和WRX版本的FA20引擎除了压缩比和涡轮增压之外都是相似得。实际上，它们之间的差异是巨大的，包括缸体、气缸头、活塞、连杆、气门、凸轮轴和油泵等。大多数零部件是不能互换的。

 FA20D和FA20F 

FA20D（通常简称为FA20）是BRZ、FR-S和GT86中那台自然吸气版本，拥有200匹马力；而斯巴鲁WRX上面那台FA20F则提供近270匹马力。

这两种引擎之间的差异比相似更多。缸体、气缸头、活塞、连杆、气门和进气歧管都是单独的。虽然这会提高生产成本，但这样也显示出斯巴鲁涡轮引擎的独特性，并且改引擎拥有更高的极限。

WRX气缸头拥有小型高速进气口，以减少涡轮滞并提高响应性。BRZ气缸头具有基于较大气门、更高流量的进气口。这是WRX引擎在较低RPM时就可以产生峰值功率的原因之一。

FA20D

Subaru设计的FA20D是一款极为高效的2.0升引擎，具有出色的容积效率、机械效率和热效率。这款2.0升引擎在6700RPM时产生大约170匹轮上马力，同时具有205Nm扭矩。

虽然这些数字看起来并不令人印象深刻，但该引擎在2500到7000RPM范围内可以提供近90%峰值扭矩，这是一项相当了不起的成就。尽管这种扭矩曲线对街道或赛道非常理想，但它并没有像F20CVTEC本田引擎那样在S2000达到峰值扭矩那样具有心理冲击力。

因此，许多人抱怨BRZ、FR-S和GT86严重缺乏动力，而宽阔而平坦的扭矩曲线的确让人在感觉上缺乏动力。

虽然BRZ气缸头在流动性方面更为出色，但WRX气缸头在燃烧效率方面更为优越。目前正在ClubDSPORT进行改造中的新引擎具有双冲程垫的理想组合，即WRX燃烧室与BRZ进气口和气门。

FA20F

在开发FA20D的涡轮增压版本时，Subaru工程师希望使FA20F成为一款具有4.0升V8输出特性的涡轮增压2.0升引擎。这意味着要让2.0升引擎表现得像4.0升。

为了实现这一目标，首要任务是尽快让引擎进入增压状态。除了调整涡轮增压器的相应尺寸外，进气歧管、气缸头甚至进气和排气气门都要比FA20D要小得多，以保持更高流速。

凸轮轴和凸轮定时也被调整以提高响应性和低速效率。因此，FA20F在5600RPM时就可以达到峰值功率，而不是FA20D的7000RPM。使FA20F在低发动机转速下响应如此迅速且有效的小进气口也是限制其高功率的原因。

ClubDSPORT使用LASleeve或DartonSleeves的耐用铸铁套筒，将FA20的缸径从86增加到89毫米。89毫米的缸径和90毫米的冲程组合将排量提高到2,240cc。

 两款引擎的共同优点 

FA20系列引擎拥有使其成为高性能引擎的良好技术基础。尽管许多现代引擎都采用直喷技术以实现性能和效率的提升，但丰田的D-4S喷射系统除了直接喷射外，还增加了传统的缸内喷射。

通过采用缸内喷射，完全避免了直接喷射引擎中产生的进气道积碳问题。此外，该系统允许改装厂牌需要更高功率时轻松升级缸内喷射器的流量。

这是一台2.0升涡轮增压大众引擎仅行驶了2.2万公里后的进气口。由于该引擎只采用直喷技术，永远不会有燃料喷入进气口以保持进气口和进气阀的清洁。因此形成积碳，影响气流与性能。

FA20系列的另一个共同优势是与EJ257相比，气缸强度大幅提高。尽管FA20和EJ257引擎的气缸缸距相同，但FA20较小的气缸缸径允许设计更厚的气缸壁，更厚的壁能够在失效之前容纳更高的气缸压力。

 两款引擎的共同缺点 

这两款FA20引擎都具有提供功率的最薄弱环节，即连杆。FA20D的连杆似乎足够强大，可以支持适当调校下的大多数外挂增压系统。但超过300匹马力或极端的调教可能会使连杆击穿缸体侧面。

ClubDSPORT拥有打造500多台EJ257引擎的团队，使其对斯巴鲁水平对置引擎的优点和缺点非常熟悉。尽管斯巴鲁对引擎的加工精度并不是所有原厂制造商中最差的，但绝对不是最顶尖的。

因此，通过提高加工精度，可以实现功率的显著改进。

ARP缸体螺栓和缸头螺栓对于提高FA20引擎的功率处理能力至关重要。由于这些紧固件增加了夹紧负载，可能会导致缸体的额外形变。使用数控线磨和带扭矩板的气缸磨削可纠正额外的形变。

ClubDSPORT拿到FA20新缸体时，会进行主缸孔的测量，这个过程将决定在进行线磨之前是否需要对缸体的两个半部分进行加工。

 调整位置 

在进行线磨操作之前，将一整套ARP高性能缸体螺栓根据规格与扭矩要求拧紧。由于目前没有适用于FA20引擎的三方厂牌超大直径外圈轴承，该过程非常繁琐且耗时，因为设置需要在数千分之几英寸内进行对齐。

该尺度大约是最细头发直径的十分之一，切割过程启动后，将使用特殊的PCD刀具来产生精致表面。

 数控四轴机床加工 

线磨操作完成，将缸体拆卸然后在放置机床上重新组装。数控四轴引擎机床可以对镗孔、间隙调整、套筒进行加工、平整和雕刻操作。保持原始86mm缸径的缸体只需要进行平行平整和雕刻操作。

平行平整操作确保曲轴中心线到缸体平整之间的距离在水平对置引擎的两侧是相同的。这一操作可以确保每个缸的活塞距离是相同的。反过来，每个缸的最终静态压缩比会变得更加一致。完成数控加工后就到了对气缸进行磨削的时候。

 套筒选择 

高性能套筒也是必选项。ClubDSPORT在各种类型的引擎上都曾使用DartonSleeves和LASleeves的高性能套筒产品。

使用HKS90mm缸盖垫片，对其进行润滑，使其表面光滑如玻璃。FA20和FA21版本使用原厂缸盖垫片，而在89mm缸径FA225引擎上使用HKS90mm缸盖垫片。

 对气缸进行研磨 

除了纠正引擎中曲轴中心线的位置和平坦引擎高度之外，原厂斯巴鲁引擎和ClubDSPORT引擎之间最大的区别可以在气缸中体现。理想情况下，一旦组装完成，引擎的气缸应尽可能是圆的，同时具有活塞和活塞环套件理想的表面光洁度。

为了实现这一目标，ClubDSPORT使用ARP缸盖螺栓和原厂或Cosworth90mm缸盖垫片（FA225），气缸将受到相同的应力，通过使用特殊的金刚砂磨削到最终尺寸为86.05mm或89.00mm（定制活塞的规格）。

通过使用轮廓仪测量表面，将气缸的圆度和锥度保持在0.0004英寸以下，同时在每个孔中通过均衡和优化表面光洁度。磨削过程结束后，进行少量去毛刺处理，然后对缸体进行喷淋洗涤，超声波清洗，然后手工清洗至可组装状态。

 优化曲轴总成 

虽然ClubDSPORTFA20使用标准的86mmOEM曲轴，但ClubDSPORT的FA21和FA225版本都使用锻造和氮化冲程曲轴。这根曲轴具有+4mm冲程（90mm）和更精密的主轴与连杆。

在测量尺寸之后，每根曲轴都动态平衡至不到0.25克的不平衡幅度内。

该曲轴经过热处理和氮化处理，提供卓越的强度、抗疲劳性和表面硬度。目前ClubDSPORT大多数FA系列引擎都采用超级抛光工艺，该工艺可以产生更好的表面光洁度，消除了通常存在的微观加工和磨削痕迹。

 活塞性能 

新的定制FA引擎都具有独特的活塞设计。

所有三个活塞均由MahleMotorsports设计，以提供最佳性能、可靠性和燃烧效率。由于Mahle与众多原始设备制造商的供应关系，其设计工程师可以熟悉直喷环境优化的活塞顶形状。

活塞经过优化，以适用于E85燃料，因为顶部活塞经过阳极氧化处理，具有额外的强度和抗微焊能力。匹配的部件也都是专门为高功率、延长引擎寿命和提高效率而打造的。

每个活塞在最终平衡之前都是在尺寸和重量相同的一组中匹配的。

虽然尚未记录活塞的功率处理极限，但计算机模型和对类似86mm活塞（例如RB26和Supra）的处理经验表明，每缸超过200马力的功率应该很容易实现。静态压缩比在BRZ气缸头部为10.7到10.8:1之间，WRX气缸头部为10.9到11.0:1之间。

在安装之前，ClubDSPORT将每个活塞和销轴组合平衡到幅度0.2克以内。

 加工连杆 

为了在曲轴和活塞之间建立连接，ClubDSPORTFA20引擎使用现成的ManleyProSeriesI-beam4340连杆，配备3/8英寸的ARP2000杆螺栓。

对于ClubDSPORT的FA21和FA225引擎，使用定制的ManleyProSeriesI-beam连杆。这些连杆设计支持每缸250马力。在安装之前，ClubDSPORT将每个连杆前后平衡幅度控制到0.2克以内。

每组连杆都进行匹配平衡，并在以后更换时记录。

 轴承组装和制作 

所有组件都处于准备组装的清洁状态，需要记录所有关键尺寸。这些尺寸包括所有曲轴尺寸、轴承间隙、曲轴端间隙、杆侧间隙、活塞环端隙、活塞到气缸壁的间隙、活塞到平整高度以及旋转完成所需的扭矩。

在大多数情况下，使用KingRacingXPG主轴承和Clevite杆轴承。或可替换为ACL或OEM轴承。在大多数情况下，间隙之间采用SAE0W-40粘度机油。

完整的Supertech气门组，包括黑色氮化不锈钢进气阀和Inconel排气阀，取代原厂硬件。Supertech弹簧、保持器、密封完成升级的气门传动，匹配HKS凸轮轴。

FA21的动力测试采用HKS凸轮轴与Supertech氮化不锈钢进气阀以及Inconel排气阀的组合。目前正在组装中的FA225将使用PiperCamsBP285UltimateRoad凸轮轴套装，带有+1mm超大气门。

这些凸轮轴比HKS凸轮轴更具侵略性，应更适合增加的排量。

 最终结果 

在对ProjectturboFR-S的改装中，原厂引擎在刚刚超过400匹轮上马力时就放弃了，在Full-RaceEFR涡轮系统帮助下，原厂FA20在约6900RPM时产生了412匹轮上马力，峰值扭矩在6000RPM时达到450Nm。采用E85燃料，增压峰值约为15psi（1.03Bar）。

有了新的ClubDSPORTFA21引擎，可以期望在相同的增压水平下看到扭矩增益在5到10%的范围内，因为增加了排量并进行了缸体及部件改进。

在2500RPM，进行任何明显的增压之前，扭矩从170Nm提高到217Nm，这是28%的增加。在3500RPM时，扭矩从290Nm提高到366Nm，增加了26%。因此FA21看起来可以提供2.5升引擎的响应特性。

推断这些数据，FA225可能具有2.7升引擎的响应特性。

原厂引擎、搭载Full-RaceEFR7163套件的原厂引擎以及搭载Full-RaceEFR7163的ClubDSPORTFA21展示了通过正确组合的2.1升FA20可能实现的巨大增益。

一个令人印象深刻的扭矩曲线，一旦燃油系统再次升级，仍然有更多的潜力可以实现。

经过动力升级，终于可以安全地增加涡轮压力。将增压设置为24psi（1.65Bar）后，FA21功率曲线峰值达到563匹轮上。

与原厂引擎相比，从2000RPM到7600RPM的整个范围内都没有性能上的妥协。从3700RPM到达到转速限制之前，都有超过400Nm的扭矩。真正的峰值是在4800到7000RPM之间，可以根据需要获得超过540Nm的扭矩。

而根据数据测算，EFR7163应该能够在约28psi（1.93Bar）的增压下超过600匹轮上，目前只需要增强传动就可以将压力值打到28Psi。

 这只是起点 

1400whp的RB引擎，1000+whp的B系列本田引擎，1500whp的2JZ引擎，这些FA系列可能暂时达不到，尽管其他引擎的纯功率输出超过当前FA系列的极端版本，但纯玩FA系列，600匹很够用了。

虽然600whp没有太大问题，但继续升级到700、800、900或1000whp水平时不知会暴露出什么限制，考虑到550whp的FA21或600whp的FA23将满足绝大部分WRX或86车主的需求，因此可以对这些考虑移植其他引擎的车主们说一句——

“不需要。”