Vi går in under ventilkåporna på Subarus senaste och bästa boxermotorer, FA20 och FA20DIT, för att prata teknik och de rätta delarna för att ta kraftproduktionen till nästa nivå. Att producera mer kraft börjar inuti din motor. Visst kan du lägga till mer boost, men de typiska fabriksinterna komponenterna är inte konstruerade för dramatiska ökningar av effekten. En motors teoretiska prestanda begränsas av en rad faktorer som börjar vid den roterande enheten. Detta är en av de första felpunkterna när man upptäcker en standardmotors tröskel för effekt och gäller för nästan alla produktionsmotorer, särskilt Subarus Boxermotorer.
FA20DIT, efterföljaren till den åldrande EJ
Boxermotorerna i Subaru EJ-serien har drivit ett flertal Subaru-plattformar i motorsporttävlingar i världsklass och många tusen fler på gatan. Dessa motorer, som levererades från fabriken med allt från 210 till 305 hästkrafter (den sistnämnda driver den senaste STI:n), var ökända för problem med oljebehandling, förvrängning av blocket vid tunga belastningar och för gjutna kolvar som led av misslyckade ringlandningar, vilket så småningom ledde till att motorn sprängdes.
För nästa generation boxermotorer, FA-serien, gjorde Subaru några tydliga förbättringar av konstruktionen. Turboladdade varianter av denna nya motorfamilj debuterade i JDM 2012 Subaru Legacy GT som FA20F. Denna motor banade väg för sin debut på den amerikanska marknaden som FA20DIT (Direct Injection Turbocharged) som senare utrustade USDM 2014+ Forester 2.0XT och 2015+ WRX. Denna nya 2,0-litersmotor har en fyrkantig 86 mm borrning och slaglängd som resulterar i en balanserad effekt på 258 lb-ft vridmoment och 268 hästkrafter (enligt tillverkaren). Dess kolvar i gjuten aluminium har en specialdesignad kupol som är avsedd att optimera förbränningen av det bränsle som levereras av direktinsprutningssystemet. Dessa kolvar gör anslutningen till vevaxeln med hjälp av asymmetriska kopplingsstänger som är utformade för att minska friktionen och slitaget på cylinderväggarna och kolvskidorna under kompressionsslaget. Tekniken för direktinsprutning av bränsle ger förbättringar av både effekt och bränsleeffektivitet. För att ytterligare dra nytta av Boxers inneboende låga tyngdpunkt har Subarus ingenjörer konstruerat ett lika långt avgasrör som matas in i en centralt placerad, lågt monterad Garrett MGT2259S-turboladdare med dubbla rullar.
Greater Limits
Då FA20DIT-motorn fortfarande är en relativt ny kvarn lämnar den många att undra vad dess styrkor och svagheter är. Endast en handfull ägare har varit villiga att pressa sina nya bilar till gränsen eller längre än så medan de fortfarande är under garanti. Den goda nyheten är att Subaru verkar ha förbättrat sin tidigare konstruktion och konstruerat vad som verkar vara ett mer robust och kapabelt kraftverk. Få har rapporterat problem med ringlandningsfel eller blockförvrängning, vilket var fallet med EJ-motorn. Vissa förstklassiga Subaru-tuners har redan pressat fabriksmotorerna till ett vridmoment på cirka 380-400 lb-ft vid hjulen. Detta verkar dock vara den bekväma gräns som de flesta tuners är ovilliga att överskrida på ett standardblock, eftersom även en stark fabriksmotor har sina begränsningar.
Höjning av en Boxers potential
För att uppnå vridmomentnivån 400 lb-ft med repeterbarhet och tillförlitlighet krävs förstärkning av den roterande enheten. Detta är särskilt sant eftersom vissa tuners har noterat att de förskjutna kopplingsstängerna är känsliga för att böjas eller gå sönder när de utsätts för överdriven laddning vid lägre varvtal (dvs. när man går till vidöppen gas i en hög växel vid en för låg fordonshastighet). Förutom kopplingsstängerna är de fabriksgjutna kolvarna också en potentiell felpunkt när man utforskar effektnivåer som är mer än dubbelt så höga som i en standardmotor.
Enligt JE Pistons Director of Product Management, Nickolaus DiBlasi: ”Vi kände igen FA-seriens Boxermotors potential, särskilt eftersom Subaru utnyttjar den här motorn globalt. Precis som vår närvaro i EJ-serien ville vi stödja alla de nya motorerna i FA-serien fullt ut, vilket gjorde utvecklingen av denna kolvserie till ett naturligt val. Vi har redan ett mycket robust urval av FA20D/4U-GSE-kolvar och är engagerade i FA20F/FA20E/FA20DIT-serien också.” Efter omfattande konstruktion, utveckling och testning hade JE Pistons nyaste Sport Compact-erbjudanden för Subaru FA20DIT-motorn kommit fram.
Skärningsteknik
Dessa FA20DIT-kolvar börjar med JE:s smidda kolvkonstruktion med sidoavlastning (FSR). FSR-smidet har smalare stiftbuckla och handledsstift för minskad vikt, medan en specialiserad 0,75 mm förskjutning av handledsstiftet hjälper till att minska friktion och överdriven kolvrock. Dessa nya kolvar drar också nytta av JE Pistons egenutvecklade Perfect Skirt-beläggning, som gör att de kan installeras med nästan fabriksmässiga avstånd mellan kolv och cylindervägg, vilket minskar kolvslag och slitage vid kallstart. 2618-legeringen, som föredras för sin ultimata styrka och hållbarhet, expanderar och krymper mer än en vanlig gjuten kolv. Tidigare krävdes mindre toleranser för att kolven skulle kunna expandera efter uppvärmning. Denna kompromiss resulterade i kolvslag och för tidigt slitage på kolvskidor och cylindrar under uppvärmningen. Med Perfect Skirt kan kolvarna installeras snävare, utan risk för att cylinderborrningen skadas.
Varför återuppfinna kolven?
När det gäller motorer med direktinsprutning är kolvkupolens utformning av största vikt, eftersom den måste reflektera det atomiserade bränslet mot tändstiftet för att antändas. Dessa nya kolvar har en FA20DIT-specifik kronprofil som framhävs av en 3D-fräst direktinsprutningsskål. DiBlasi förklarade: ”Vi ägnade ungefär två år åt att utveckla de rätta kombinationerna och kronprofilen. Den här designen är unik för FA20DIT och bygger på fabriksformen för optimal bränsleförstoftning och förbränning.”
Off the Shelf Variety to Meet Your Needs
- 2618 aluminiumlegering FSR Forging with Perfect Skirt Coating
- Finns i fyra borrningsstorlekar (86mm, 86.25mm, 86.5mm och 87mm)
- Finns i två kompressionsförhållanden (10.0:1, 10.6:1)
- 3D Milled Direct Injection Bowl
- Kolvvikt: 323-337g
- Double Broach Oilers
- 75mm Pin Offset
- 22mm 5115 handledspinnar i härdat stål och trådlås ingår
- Accumulator Groove
- JE Pro Seal kolvringar ingår (1mm Top, 1.2mm andra, 2,8mm nedre)
JE Pistons utbud för FA20DIT börjar med åtta standardnummer, inklusive fyra olika borrningsstorlekar i två tillgängliga kompressionsförhållanden. Om du letar efter en specialiserad kombination kan JE hjälpa dig med de snabbaste leveranstiderna för anpassade kolvar i branschen.