封印仅8000转,我们合法复刻AE86的「4A-GE」

 

“ 如果终点既定,那又何需顾忌 ”...



# 豆腐店小知识 #
我们将根据#酷乐日本##MRHIRO#我们手里的车子,给到最全面的关于《头文字D》中这些车子的讲解,每个Tips虽然短,但有趣。

AE86篇
Vol.06


这一次我们说一说我们这款完全复刻的AE86的引擎。

熟悉《头文字D》动漫的朋友们都知道,当时拓海把车开坏了之后,文太表示要把一颗新的引擎装在AE86上,而当时被惊呼——
“这玩意是非法的”
没错,这台用在A组的引擎——丰田TRD赛车部门特调11000转,最大马力240Ps的4A-GE用在街车上面确实不是那么“合法” —— 不过这就是改装的魅力,让人热血沸腾。
为了致敬动漫,我们复刻了电影版的AE86,甚至包括这台4A-GE。
简单说一下这台引擎,很多人称呼他为20V,是20气门的意思 —— 这里可以看到动漫使用的方式是4吼直喷,但是我们没有那么猛,还是装了小冬菇头的 —— 同时这款引擎的排量依然是1.6L,最大马力160Ps,升功率100也是很猛了。
这台引擎原来是搭载在AE101的卡罗拉车型上。

这台带着AE名号的最后跑车,是在1987年AE车型全面放弃后驱平台后的车款,也是采用了前置前驱的AE车型的最后绝唱。

前辈车型AE92在东南亚的赛场是一个常胜将军,而搭载的4A-GE的引擎输出被提升到极限,甚至只靠VVT-i就能最大输出到165匹马力,而曾经还有带机械增压的版本。

而后续的继承者是搭载VVL-i的2ZZ-GE,1.8L的排量输出最大达到了190匹,不过还是被本田取代了……
而AE86的原厂引擎也就是大家熟悉的这款1.6L的4A-GEU引擎,最大输出可以达到130匹,其实带动这辆1吨左右的后驱小车也是相当的轻快,开过Gk5手动的车友应该相当清楚这种轻快的感受。
而动漫中的那颗经过丰田TRD特调的A组赛车引擎 —— 4A-GE,也就是动漫中一开始被封印了转速表的“非法引擎”可以在11000转输出高达240匹的马力,这在没有涡轮的1.6L自吸引擎上是多么有趣的存在。

想一想那高亢嘹亮的万转引擎就让人热血沸腾 —— 但是话又说回来,这样的高转赛车引擎搭载在AE86上用来送豆腐,这油耗豆腐店老板受得了吗?
而我们的这台AE86上的四吼直喷带小冬菇头的20V(20气门)的4A-GE,最高转速被限制在了8000转,声音也是相当的好听了。
而关于4A-GE引擎的一些历史勾陈
在这里酷乐为大家做简单的介绍


4AGE是80年代到90年代丰田不可多得的引擎。

然而,虚构的拓海,才是真正诞生于这款4AGE和86的。

对于4AGE的来源,根据外媒多方考证,应该来源于福特考斯沃斯上的BDA引擎拉力赛版本框架。细细比较,两者在缸径,冲程甚至进气出气阀的大小都完全一致。
4AGE在西方被分为五代,最经典的自然属于第一代。

Ok,来看第一代4AGE:第一代4AGE的缸头是由雅马哈设计,但在丰田生产。

4AGE的初衷是用于替换老旧的2T-G引擎。4AGE在当年与其他引擎在外观的显著的差别就是银色的喷涂和黑色/蓝色的“toyota”
对于一台用了铸铁结构的引擎,4AGE极度轻量化和结实,重量仅为123kg,相比于2T-GEU轻了15%。而机械噪音上也是小了4dB。虽然原先是2气门设计,但是在一年的评估后丰田决定升级为4气门设计。

4AGE可产生128匹马力。然而在西方出于排放的要求马力被大幅阉割,而在日本本土处于国内动力评估的原因马力也降低到120匹。



4AGE TRO GROUP A 引擎
在设计之初,丰田就将引擎表现放在了第一位

气门角度是一个相对宽广的50度开角。在那个年代,50度角被认为是获得大马力输出最理想的角度,而在如今,气门角度均减少到20-25度角,这是因为现在认为20-25度角更利于高转速发动机获得特定的高马力输出。

而第一代4AGE被称为“bigport”,其原因是进气口巨大的横截面。巨大的横截面有利于改装后的发动机在高转速的输出,但是降低了低转速下发动机的响应。(这里你知道为什么拓海总是很少踩刹车了吧……
为了弥补这一点,第一代4AGE搭载了丰田T-VIS技术。进气通路加载了蝴蝶夹结构。在低转速的时候,八个进气通路中的四个被关闭,强制空气从剩余的四个通路中进入。增加了空气流速的同时也在气缸中形成了湍流更好的帮助燃烧。

而在4200rpm之后,所有的通路打开以改善高转速的工况。这使得4AGE有了极佳的动力输出曲线。

后几代的4AGE则主要更改了气门数量,进气结构和加强了引擎部件,更是搭载了VVT技术。



出于可靠性和开发潜力,4AGE赢得一大批的忠实爱好者。而在当年,将4AGE移植到其他丰田车比如KE70或者KP61也是非常流行的做法。

而丰田当年两大支柱:2JZ和4AGE会将任何人都带回那个热血的丰田年代。4AGE可轻易的塞到前驱或者后驱车的引擎舱里,廉价,经济适用赢得了良好的口碑。而其和corolla/sprinter Trueno的完美配合更是直接创造了漂移,可以说,没有他们,也就没有了漂移。

而说了这么多,并不代表4AGE就没有缺点,外媒motoIQ就曾撰文评价“最名不副实的5台JDM引擎”,其中就有这台引擎,当然以下内容陈述了motoIQ作者的观点,算是对大家的一点启发吧。



4AG是丰田一代主力机型。其缸头是由雅马哈设计,但在丰田生产。

引擎冲程77mm,缸径则为81mm。4AGE的初衷是用于替换老旧的2T-G引擎。4AG在当年与其他引擎在外观的显著的差别就是银色的喷涂和黑色/蓝色的“toyota”。
对于一台用了铸铁结构的引擎,4AG极度轻量化和结实,重量仅为123kg,相比于2T-GEU轻了15%。而机械噪音上也是小了4dB。

虽然原先是2气门设计,但是在一年的评估后加上莲花的引擎技术引入,丰田决定升级为4气门设计。压缩比为10.0:1,且在精细平衡的铸铁凸轮轴帮助下4AGE可达到惊人的7600rpm。
要知道,在那个年代,即使所谓性能车的引擎也仅仅只能达到5500rpm。马力上,4AG可产生128匹马力。然而在西方出于排放的要求马力被阉割,最终降低到曲轴112匹马力。

而在日本本土处于国内动力评估的原因马力也降低到120匹。

4AG搭载在传奇的AE86 GT-S卡罗拉,AW11 MR-2,以及常常被人忘却的E80 FX16和AE92 GT-S卡罗拉上。
4AG有着非常长的赛事历史,搭载着4AG的AE86和AW11常常在SCCA的GT3组别以及FormulaAtlantic,Pro rally以及Show room Stock Racing中参赛。

之后4AG就销声匿迹多年。一直到漂移的再度兴起以及“传奇动画”(老少皆宜,即使职业车手也愿意观看)头文字D的播出,才使得4AG再一次进入公众的视线。

现在,就到了JDM粉丝生火准备烧烤我们的时候了。

和很多真正的JDM性能引擎相比,4AG的动力让人昏昏欲睡。轮上只有90匹的马力实在是难以让人直视。



4AG在AE86中是一件让人怀旧的产物,但是这不仅不是一个能够提供足够马力的引擎,也是一台不牢靠的引擎。

这台引擎有着一些固有的缺陷,这导致引擎的动力输出成为相对较大的问题。

尤其是第一代4AG,其缺少结构的完整性,曲轴上输出超过180匹或者超过9000rpm的转速都能摧毁这台引擎。

当然,如果你有着F1车队的预算,这另当别论。
在那个年代,转速是小排量引擎提高动力的主要方式。

4AG最薄弱的地方当属其的曲轴。原厂的曲轴非常脆弱,在超过8000rpm的转速下3号主轴颈极易损坏。

强制进气会如何?

曲轴会在超过180匹马力的情况下损坏。要知道,180匹曲轴马力最多相当于160匹轮上动力。



如果想要多一点的马力,更换曲轴势在必行。

第二个脆弱的部件则是油泵齿轮。

这些齿轮会造成8000rpm以后油压灾难性的下降。如果你真正想要一台有足够动力输出的4AG,请更换成干式油壳底。



高转速下4AG的油泵齿轮非常容易损坏。



4AG的引擎没有足够曲轴强度,油泵能力来应对即使较小马力的增加。

第三个脆弱的部件则是缸头的活塞阀。其尺寸过小,而且间隙距离不够大。如果更改了凸轮轴和弹簧来更改气门相位,气门调整垫片就会飞出去。最大的间隙仅仅只有7.5mm的升程。



如果想要调整7.5mm的升程,这些昂贵的Formula Atlantic产品是你的选择。Tomei也有此类产品。



4AG的缸体本身有着很差的结构完整性。主轴承盖容易变形,之后就会影响轴承的寿命,最终会导致引擎高转速下的损毁。一个刚性更好的油盘可以部分解决这个问题。

更悲惨的是4AG的本身结构性。

让我们假设你购买了非常昂贵的赛用曲轴,干式油壳底和赛用级别的气门套件,一旦你的引擎接近曲轴上200匹马力或者引擎超过9000rpm,缸体本身就会形变。
主轴承盖移位,然后损坏轴承。你需要强化所有部件。这个看上去非常不可思议,但这是保证能够达到轮上180匹的方式。

水冷在4AG上远远达不到性能引擎的标准。尤其你需要延伸管道以保证4号气缸获得足够的冷却。这意味着你需要在引擎外不做水冷通道将水从气缸后部引入。



如图所示,为了保证足够的水冷,你需要额外的水冷通道。

在完成这些步骤后,4AG仍然有大把的问题等着你。连杆轴承没有足够的能力来应对动力和增加的转速,因此在3个小时的赛道高强度行驶后,更换连杆轴承成为标准。这个标准适用于9200rpm或者220轴上动力。



本文作者的4AG能达到轮上182匹马力。

取决于不同的马力机,这个数字可能会变成202匹马力。如果你直接移植SR20VE,你可以在少花12000美元的基础上大幅度增加马力同时不需要考虑耐久性。

第二代(1987年)4AG改善了不少以上的问题,但没有本质改变。相比较花时间和金钱在4AG上,本田B16A可能是一个更加理想的选择。
# 豆腐店小知识全系列 #


  • Vol.01 / 知道藤原豆腐店日文怎么读吗?
  • Vol.02 / AE86的黑白色是原厂色吗?
  • Vol.03 / AE86的35年前座椅那么运动?
  • Vol.04 / AE86当年还有类似的车型吗?
  • Vol.05 / AE86有哪些神奇配置?


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