Wchodzimy pod pokrywy zaworów najnowszych i największych silników Subaru typu boxer, FA20 i FA20DIT, aby porozmawiać o technologii i odpowiednich częściach, które pozwolą przenieść produkcję mocy na wyższy poziom. Zwiększanie mocy zaczyna się wewnątrz silnika. Oczywiście, można dodać więcej doładowania, ale typowe fabryczne elementy wewnętrzne nie są zaprojektowane z myślą o dramatycznym wzroście mocy. Teoretyczne osiągi silnika są ograniczone przez szereg czynników, począwszy od zespołu wirującego. Jest to jeden z pierwszych punktów awarii, kiedy odkrywa się próg mocy silnika i dotyczy to prawie każdego silnika produkcyjnego, zwłaszcza silników Boxer Subaru.
FA20DIT, następca starzejącego się EJ
Silniki Boxer Subaru serii EJ napędzały liczne platformy Subaru w światowej klasy zawodach sportów motorowych i wiele tysięcy innych na ulicy. Dostarczane z fabryki z mocą od 210 do 305 koni mechanicznych (te ostatnie napędzają najnowsze STI), silniki te były notorycznie narażone na problemy z olejeniem, zniekształcenia bloku przy dużych obciążeniach i odlewane tłoki, które cierpiały z powodu nieszczelności pierścieni, co w końcu prowadziło do rozerwania silnika.
Dla swojej następnej generacji silnika typu Boxer, serii FA, Subaru wprowadziło kilka wyraźnych udoskonaleń w jego konstrukcji. Turbodoładowane warianty tej nowej rodziny silników zadebiutował w JDM 2012 Subaru Legacy GT jako FA20F. Ten silnik utorował drogę do debiutu na rynku amerykańskim jako FA20DIT (Direct Injection Turbocharged), który później wyposażył USDM 2014+ Forester 2.0XT i 2015+ WRX. Nowy 2,0-litrowy silnik charakteryzuje się kwadratowym wymiarem otworu i skoku 86 mm, co przekłada się na zrównoważoną moc 258 lb-ft momentu obrotowego i 268 KM (według producenta). Tłoki wykonane z odlewanego aluminium posiadają specjalnie zaprojektowaną kopułę, która optymalizuje spalanie paliwa dostarczanego przez system bezpośredniego wtrysku. Tłoki te są połączone z wałem korbowym za pomocą asymetrycznych korbowodów, zaprojektowanych w celu zmniejszenia tarcia i zużycia ścianek cylindra oraz denek tłoków podczas suwu sprężania. Technologia bezpośredniego wtrysku paliwa przyczynia się do poprawy zarówno mocy, jak i zużycia paliwa. Aby jeszcze bardziej wykorzystać niski środek ciężkości Boxera, inżynierowie Subaru zaprojektowali kolektor wydechowy o równej długości, który zasila centralnie umieszczoną, nisko zamontowaną turbosprężarkę Garrett MGT2259S z podwójną spiralą.
Większe limity
Ponieważ silnik FA20DIT jest wciąż stosunkowo nowym silnikiem, wielu zastanawia się nad jego mocnymi i słabymi stronami. Jedynie garstka właścicieli była skłonna popchnąć swoje nowe samochody do granic możliwości lub dalej, gdy były jeszcze na gwarancji. Dobrą wiadomością jest to, że Subaru najwyraźniej poprawiło swój poprzedni projekt, tworząc coś, co wydaje się być bardziej wytrzymałą i zdolną jednostką napędową. Niewiele osób zgłosiło problemy związane z uszkodzeniem pierścieni lub odkształceniem bloku, jak to miało miejsce w przypadku silnika EJ. Niektórzy tunerzy Subaru zdołali już rozpędzić fabryczny silnik do około 380-400 lb-ft momentu obrotowego na kołach. Jednak wydaje się, że jest to wygodna granica, której większość tunerów nie chce przekroczyć na standardowym bloku, ponieważ nawet mocny silnik fabryczny ma swoje ograniczenia.
Powiększanie potencjału Boxera
Uzyskanie momentu obrotowego na poziomie 400 lb-ft przy zachowaniu powtarzalności i niezawodności wymaga wzmocnienia zespołu wirującego. Jest to szczególnie prawdziwe, ponieważ niektórzy tunerzy zauważyli, że przesunięte korbowody są podatne na zginanie lub łamanie, gdy poddawane są nadmiernemu doładowaniu przy niższych obrotach (tj. gdy przechodzą do szeroko otwartej przepustnicy na wysokim biegu przy zbyt niskiej prędkości pojazdu). Oprócz korbowodów, fabryczne tłoki odlewane są również potencjalnym punktem awarii, gdy badany jest poziom mocy ponad dwukrotnie wyższy niż w silniku seryjnym.
Według dyrektora ds. zarządzania produktem JE Pistons, Nickolausa DiBlasi, „Dostrzegliśmy potencjał silnika FA Series Boxer, zwłaszcza, że Subaru wykorzystuje ten silnik na całym świecie. Podobnie jak w przypadku naszej obecności w serii EJ, chcieliśmy w pełni wspierać wszystkie nowe silniki serii FA, co sprawiło, że rozwój tej linii tłoków był naturalnym wyborem. Mamy już bardzo solidny wybór tłoków FA20D/4U-GSE i jesteśmy zaangażowani również w serie FA20F/FA20E/FA20DIT.” Po znacznej inżynierii, rozwoju i testach, nadeszła najnowsza oferta JE Pistons Sport Compact dla silnika Subaru FA20DIT.
Cutting Edge Technology
Tłoki FA20DIT rozpoczynają się od konstrukcji tłoka FSR (Forged Side Relief) firmy JE. Odkuwka FSR charakteryzuje się węższym szefem sworznia i sworzniem nadgarstka dla zmniejszenia wagi, podczas gdy specjalistyczne przesunięcie sworznia nadgarstka o 0,75 mm pomaga zmniejszyć tarcie i nadmierne kołysanie się tłoka. Te nowe tłoki korzystają również z opatentowanej przez JE Pistons powłoki Perfect Skirt, która pozwala im być instalowane przy prawie fabrycznych odstępach między tłokiem a ścianą cylindra, redukując uderzenia tłoka i zużycie podczas zimnego rozruchu. Stop 2618, preferowany ze względu na swoją najwyższą wytrzymałość i trwałość, rozszerza się i kurczy bardziej niż standardowy tłok odlewany. Poprzednio wymagało to luźniejszych tolerancji, aby umożliwić rozszerzanie się tłoka po rozgrzaniu. Ten kompromis powodował uderzenia tłoka i przedwczesne zużycie denek tłoka i cylindrów podczas rozgrzewania. Dzięki Perfect Skirt tłoki mogą być montowane ciaśniej, bez ryzyka uszkodzenia otworu cylindra.
Dlaczego warto ponownie wynaleźć tłok?
W przypadku silników z bezpośrednim wtryskiem paliwa, konstrukcja denka tłoka jest najważniejsza, ponieważ musi ono odbijać rozpylone paliwo w kierunku świecy zapłonowej, aby mogło zostać zapalone. Te nowe tłoki mają profil denka charakterystyczny dla FA20DIT, podkreślony przez frezowaną w 3D czaszę wtrysku bezpośredniego. DiBlasi wyjaśnia: „Spędziliśmy około dwóch lat na opracowywaniu odpowiednich kombinacji i profilu korony. Ta konstrukcja jest unikalna dla FA20DIT i czerpie z fabrycznego kształtu dla optymalnego rozpylania i spalania paliwa.”
Off the Shelf Variety to Meet Your Needs
- 2618 stop aluminium FSR Forging with Perfect Skirt Coating
- Dostępne w czterech rozmiarach otworów (86mm, 86.25mm, 86.5mm i 87mm)
- Dostępne w dwóch stopniach sprężania (10.0:1, 10.6:1)
- 3D Milled Direct Injection Bowl
- Waga tłoka: 323-337g
- Double Broach Oilers
- 75mm Pin Offset
- 22mm 5115 sworznie przegubowe z hartowanej stali i druciane blokady w zestawie
- Accumulator Groove
- Pierścienie tłokoweJE Pro Seal w zestawie (1mm Top, 1.2mm Drugi, 2.8mm Dolny)
Oferta firmyJE Pistons dla modelu FA20DIT zaczyna się od ośmiu numerów części, w tym czterech różnych rozmiarów otworów w dwóch dostępnych stopniach sprężania. Jeśli szukasz wyspecjalizowanej kombinacji, JE może zobowiązać się z najszybszym czasem realizacji tłoków na zamówienie w branży.