引擎的最佳空燃比为14.7:1,但若在高转速、高负荷时若想要求得较高的引擎出力,通常要将空燃比提高到 12:1~13:1。供油系统的改装就是要『在适当的时候适量的提高供油量』,让空燃比适度变大,这『适时』与『适量』也是判断供油系统的优劣,够不够聪明的依据。

喷射供油系统的改装可分为改硬体和改软体两大类,改硬体的目是要提高单位时间的供油量。改软体主要是改变它的供油程式,由於原车的供油程式是考虑了废气控制、油耗经济性、运转稳性定、引擎材料耐用性所得的设定,所以在马力的输出表现上,往往无法达到注重性能的使用者的需求,例如大家最殷切需求的高转速、高负荷时的表现,往往呈现供油量不足的窘况,这时就有赖改装软体来达成。以下我们就针对供油系统的改装项目,一一说明。

一、调压阀

在多点喷射油路系统中的压力调整器,它负责对喷油嘴提供一固定的压力,压力越大那麽相同的喷射时间喷出的汽油量越多。调压阀是装置在压力调整器之後的回油管,经由调整可将喷油嘴的喷油压力提高(一般约可提高 20%),进而达到不更动供油模式的情况下增加喷油量(约可增加5%~10%)。加装调压阀可说是供油系统的改装中最花费最便宜的,其安装也相当容易,只不过在调整压力时,需借助汽油压力表才能量测调出的压力。

目前市场上,对换排气管、改进气装置、换高压缩比汽缸垫片、装 MSD点火系统,这类小幅改装的车,通常用加装条压阀来弥补其高转速时喷油量的不足,效果不错而且经济。事实上,调压阀就是 MSD点火系统的附属配件之一。在此要告诉大家一个小常识,若你的车在静止起步油门踩下的瞬间会出现短暂的爆震现象,装个调压阀也许就可改善。

二、喷油嘴

喷油嘴的大小决定了单位时间的喷油量,改用口径较大的喷油嘴是提高喷油量的最直接方法,要换到多大则需视引擎的改装程度而定。改喷油嘴最大的困难是可相容喷油嘴的取得,通常同车系或同系列引擎的喷油嘴才可相容,最常见的就是喜美可换用雅哥的喷油嘴,可增加约25%的喷油量。

改调喷油嘴所获得喷油量的增加是全面性的,也就是从低转速到高转速喷油量都会增加,这可能会造成中、低转速时的供油过浓,导致耗油量增加和运转不顺。通常”动过大手术”的引擎才会需要大幅的增加供油量,一般车主所需要的通常是高转速和重负荷时适度的增加喷油量,这就有赖软体的改装才能达成。但有个情况就是引擎大幅改装後,也许高转速时所需的喷油时间比引擎运转一个行程的进气时间还长,造成喷油嘴持续的喷油都无法提供足够的油量,这时加大喷油嘴已是必然的选择。

三、供油电脑晶片

车厂在设计一具引擎时便已将原先设定好的供油程式烧录在 ROM上,这个程式通常是油耗、污染、运转平顺度等条件妥协下的产物,而且是不可更动的。就因为不可更动,所以若想改变供油程式就必须换用另一种模式的 ROM。通常专业改装厂都会供应种车型的改装用电脑晶片,改装时要先把原电脑的晶片取下(通常原厂供油电脑的 ROM都直接焊在电路板上),焊上一个IC座(如此一来可方便日後再更换),再插上改装用的晶片。如此所得的供油程式仍是固定的,它只是对原车的程式做修正,其中很重要的一项是可将补偿喷射程式中的断油控制时间延後甚至取消不再有断油之限制。

要注意的是每一种改装用晶片都有它设定的适用条件(也就是改装的程度),改装时必须选用和您爱车改装状况相近的晶片,才能得到最佳的效果,否则可能适得其反。晶片的选用唯有寻求经验丰富的改装厂谘询。一个晶片一种供油程式,聪明的读者一定会想到:如果装上两个、叁个,结果又如何呢?没错,国内以前就有改装厂将两个或叁个不同供油模式的晶片,同时装在同一片电路板上,驾驶人可由一个外接到车内切换开关,随意选择所需的供油模式,就有如切换自动变速箱的P档、E档、S档一般,以应付不同车主的需求。

四、可变程式供油电脑

这是供油系统改装中最贵也最有效的一项,在国内改装界最为大家所熟悉的就是HALTEC电脑。经由这个电脑车主可依照爱车引擎的改装程度,配合空燃比计的测量,设定出最佳的供油程式,也就是前文所提的基本喷射程式以及各个补偿喷射程式都可利用外接手提电脑任意更改。它与改晶片最大的不同,也是它最大的优点是日後引擎再作更动、改装时,若出现原有供油程式不合用情况,可经由程式的修正立刻获得解决。改装可变程式电脑後,原车的供由电脑便废弃不用,但较高等级的电脑能将原车的所有感应器功能悉数保留,也就是说各种供油补偿程式都可正常运作,也可更改,不因获得高性能而将运转顺畅度与实用性牺牲。

改装可变程式供油电脑的最大困难并不在於安装,而是供油程式的设定与最佳化修正。这往往需要借助经验和仪器,经由不断的测试才能达成。目前改装厂的作法是先选定一个基本模式为基础,再经由实际的运转和测试逐步的修正,直到满意为止。

供油系统的改装最大的Know-How在於软体的设定,但随着电脑科技的进步,体积越来越小、记忆体容量越来越大、功能越来越强,未来的引擎供油系统也许已经没有改装的必要,因为具备多重模式和自我学习功能的供油系统在不久的将来将会出现。也许以後你车上的供油系统,行驶在市区、山路、高速公路、乡间小路将各有不同的供油模式。到那时谈供油系统的改装就没有意义了!

降低车身最简单的方法就是把弹簧切短,单纯以材料的观点来看,把弹簧切短并没有什麽不对,只有弹簧厂商才会反对。但是打弹簧切短弹力系数增加有限,通常并不足以避免悬吊行程缩短後所可能造成的坐底情况。通常来说使用切过的弹簧的车开起来会有很可怕的操控特性,而这是为了省钱常造成的错误。 在麦花臣支柱式悬吊设计的车子还会导致其他设定的问题,大部分支柱式悬吊设计的车可以容许车身降低1英寸而不会有坐底的问题,但是如果降低超过1英寸时悬吊的支柱必须配合变短或改变支点位置以便求得足够的悬吊行程,否则很容易发生坐底的情况。缩短支柱时也意味着避震器也要跟着改短。这些改装时必须有的配合动作应该是改装厂商的工作,你所要注意的是是否有适合你的改装部品。总之,降低车身时最好选择以市场现有的改装部品来改装,切忌土法炼钢。

按照汽车引擎的四个往复动作一吸气、压缩、爆炸、排气来看,如果排气管无法迅速排光燃烧後的废气,则接下来的进气行程必定也没办法快速、完全地吸入新鲜空气;尤其此刻残留在燃烧室内的废排气,还会影响到下一次的燃烧效益,这样一来,马力表现自然不会理想,这便是为何要改装排气管的目的。

排氧性能关键在於速度回压

虽然四行程引击原本就是可完全燃烧的设计,但由於汽车的缸数多、各缸没有独排气管,同时还有噪音、空间、整体配置与量产成本等的考量,相形排气管只是单纯的消音及冷却排废气之用,於是就会有不够顺畅的问题产生,进而降低引擎的应有性能。所以与其形容改装排气管是在於增加马力,倒不如说是为了找回马力、发挥原本轮出较为适当。

排气管的通畅程度,也即是大家所熟知的「回压」 一词一或可称背压、反压一简言之它就是排气管内部的阻力,此和邑蕉头设计、中段管径粗细、髑媒、总体长度\弯角、消音筒大小都有关联,同时直接反映在排氯效能上。改装排气管的主要用意便是在於减低回压让吸排气的交琶更畅快,而这亦属於变相的延长气门重叠时间来增进肺活量,因此可以改变引擎的特性,从而提升高转域的反应和威力。

不过,减低回压这回事并不是说越低越好,因为假使排气过份无阻碍的话,中低转时混合气根本未燃烧完便被排出,扭力势必会桉牺牲掉,甚至当回油时管内墼力变低,还有废气逆流回燃烧室的可能,所以一定的背压仍然是需要的。

管径扩大率以10—15%为恰当

一股来说,排氯管的改装大多是从中、尾段做起,常见的方法不外乎是加粗管径、缩小消音器等,强调竞技类的裂晶更会—朝直线化努力。提到直线型排气管的特点上(碍於底盘千扰,做到真正的笔直有困难),路径缩短且弯角平滑减少阻碍的关系,颢阳性一定很不错,不过大家要知道的是,相短的排气管乃诉求於高转马力(回压低),细长型擅长的是低转扭力 ( 回墅高丫曹有这楼的差别,道理就是後者管内的压力高,中低转速废气会很迅速地排出,但高转时则会面临阻塞的弱点,而相形前qO便有中低转流速慢的问题,可是到了高转嗫排气即能通畅无比。

以道路使用为前提的排气管,其实应先选择全长较长的式样,作为畜气增速的条件,然後才是在管径上变化比较能兼顾到全转速域的表现依照大多数人的经验来看,中段管径的增加,差不多是比原厂多10-15%为最佳(引擎无改装),也就是自然吸气引擎在55—60左右,涡轮引擎约为65—70上下;当然,阁下的爱车若排氯量够大,又经过一番重度升级具备合400hp Over的实力,那么亦有必要用到80以上的管径。

关於管径的配置上,由粗变细或从头至尾一样口径,对重视扭力的人而言比较恰当,但假使你是马力派的追求者,则适合渐次放大的型式,这种「 喇 叭 口 』 型 的 设 计(Megaphons),是采慢慢扩大管径的方式,驱使越往後方越急速膨胀的构废氯增速气流,特别是在持续高转速的情形下益发有威力,这亦为目前日系改装排气管的一项趋势。

触媒/中淆部分请注意共震现象

正中段排气管的改装中,还有一重要元件是触媒和中消,虽然髑媒的基本功用是在於净化排气,可是它和中消一样,还附有消除共鸣謦传至骂驶舱的作用,由许多种贵金金属密密麻麻构成的髑煤,依照改装的眼光来看,确实是阻碍排氯颢畅的一大元凶,而且又是个讨厌的聚热点,所以许多人会更换炮弹型的代替管(直管易引起共振),往往只是这一小截的直通化,便能感觉到排气畅顺许多,声音不会闷在里面。

髑煤段、中消的外型,看起来很像是个膨胀室,因此能减缓废气流动定上,就成了可灵活运用的地方,改装排气管的中消、触娱代管,大致会做的较短、较小型,来增进排氯的顺畅度,不过有些管径偏粗的型式,这部份便不会减缩的过於激烈,以确保中低转的力量;像日本一些大口径的Front Pipe,还会在前端设置一膨胀室,目的就是在增加马力之余,也能兼颤到反应。另外,当你感觉到排氯太通、扭力牺牲过多时,其实不妨晓上一截所谓的「炮弹」,便能改善不少这种现象。

尾消内部构造分隔板舆直线式两种

身负主要消音工作的尾段排气管,自然是一个发生阻力的所在,这便牵涉到消音筒内部的设计。尾消的构成大髅上可分成两类,第一种是利用交错隔板造成反射波的方式减低音量,原厂晶几乎都是此种型式:第二种则为改装晶常见的直线型吸音绵式,由流体力学的立场观之,隔板式的排气阻力一定较大,马力提升也就不如直线型来得占优势了。

要想降低尾消的排气阻碍,不单单是需通路直线化以及内管口径扩大,整个消音器小型化同时是必要的(N一类排气管的筒身仅二O,;O曰而已),而且这里还可以加入些巧思,如在进入尾消前安装一活动阀门;integr-r嚣有这项装置),或者是如无限设置双回路加速气流(TwinLoop),让背压视转速提高而递减等,旨是不错的变通方法。

直线构这的改装排气管尾财,噪音的吸收需要藉消音绵达成,在此之中,大部份厂家都是单纯采玻璃绵对 应(细玻璃纤维绵加少量石绵I中消、代髑媒亦然),但是时间久了以後,长时间处於高热环境的玻璃绵,必定 会囚劣化而出现共振、謦音变大的问题,故现在也有些制晶会标榜内岂提高耐久性的不锈钢丝,此种设计的变 更点,差别是先用不锈钢丝包覆内管的打孔外套,然後才是玻璃绵的填入,其用慧即是以不锈钢丝防止热传 导到玻璃绵上,进而延长总体寿命。这里附带一提的是,为了防止临检、验车等不必要的麻烦,现在也有厂一样,但它的性能仍是相当不错,主要的原因就是其乃利用大简身、加多吸音绵来彻底抑制噪音,内部的构造则依旧以直线型为主,然後在消音筒的头尾端加入隔板,如果你有自行订做尾消打算的话,不妨参考一下找们的附田,较容易取得出力兴譬浪的平衡,另外,最近颇流行的ECV调音阀,建义大家最好要装在进尾段前,如此才会有最大的静音效果。

芭蕉头段改装主要在於等长化

在排气管的改造中,最重要的部份要算星芭蕉头了,由於原厂头段百分之八十都是大量开模的铸铁制品,内 管粗糙不说,各歧管长度也不相同,加上接合的方式、距离、形状同样不够周全,因此非常容易产生排气干涉 现象,使得各缸排出的废气相互冲突而阻滞:尤其是此处又最靠近汽缸头,可想而知对进气、燃烧有多么不 利了。

通常由改装厂所制作的芭蕉头,绝大多数会使用内壁平滑的不锈钢材质,讲究的厂商则还在歧管连底座和接角的部位,实施无段差的熔接研磨并尽量缓和銮角,藉此取得减少阻力、加速气流的功效。接著他们会尽可能的 将歧管长度统一,讲究的当然是 致化且彻底消除各歧管的压力差,这样一来,不仅是利於後段排气管的回压 设定,整体吸排气的效率也能大幅提升。最後,关於集合部位的型式上,最普遍的四缸引擎一股公认四合一为 强调高转马力的式样(不易干涉),四合二合一是童视中低转扭力的型式(易千涉),不过这主要还是取决於 原厂引擎的轮出特性与设计者个人喜好,很难真正判断出两者的优缺点。

等长头段非但是NA车的一大利果,靠芭蕉头导引废气驱动叶片的涡轮,等长的优点在於各缸排废气质量相等後,叫Turbine便能遭受到定量、顺畅而持续的冲击,这样增压的界限、效率、稳定度都会提高,特别在工HI-boost设定时更是明显。等长之外,歧管总长度的决定(含DownPipe),亦为叫Turbo芭蕉头制作时需考量的地方,大体上来看,歧管长度短的话,叫Turbine运转的反应就会随之加快,但相对後续的流量就不如长歧管饱和,这也依然是要视涡轮的容量与引擎排气量而定。

涡轮引擎用的芭蕉头,另一个设计上的重点是叫Turbine入口处排压的降低,减低这里的排压也才能让涡轮运 转更为快速,同时增加田oost的最大且长的形状,用意即在此,同样的道理,Turbine出口相连的FrontPipe,换装大口径式样将二次排压减低亦有其必要性,毕竟涡轮是藉废气推动,排气顺畅增压速率自然会提升,因此若以追求性能为出发点。车的全段排气管皆是需要粗径化的。

道路用适合材质推不锈钢制品

随著材料技术的发达,排气管的用料也不再局限於以往的钢、生铁类材质,轻薄漂亮的Stainless、?合金亦渐渐占有一席之地,不过售价偏高的关系,反而使得「半不锈钢」晶成为主流(看得到的出口或尾筒是Stainless,其余为普通钢铁)。先天就便宜的钢、生铁,由於厚度、管径种类极多,再加上弯管、烧焊容易的缘故,使得其制造成本低廉而能以售价吸引大众,可是粗鞑、重量高、易锈蚀等缺点则避免不了,尤其是此等素材的熔点较低,耐热性更是不理想,拿来做涡轮车的芭蕉、前喉可说不太合适。

与生铁、钢相比较,具备细致、轻量、耐热、耐腐蚀等特性的不锈钢(SuS304),算是很适合当排气管的素材,管壁极薄的它(NA车1.6-2.Omm;Turbo车2.5 -3.Omm,用於芭蕉还需更厚,因为要悬挂涡轮并承受高温),单单中尾段就能轻上5公斤左右,而且声浪极为清脆(头段则尖锐、高亢),谈到Stainless排气管的耐热性,在芭一蕉头包披覆带的状态下最能证明其优越性,一股我们加诸披覆带的目的,不外乎是为了隔绝引擎室热源(Turbo车还有一个用意是维持撞击Turbine的热效率,所以原厂即装置有隔板),如此管内的温度便会提高很多,若是钢铁质的歧管一定发生裂损的情形,就算厚度很厚也一样,但不锈钢制品就不致受到影响(仅表面泛黄),除非是焊接不良。

尽管Stainless排气管有这么多优点,不过材料本身价格较高(口径愈粗愈贵,有些特殊规格更要由卷曲钢板 制作起)、加工较困难造成的高价位比普通晶高约一倍),还是无法让其真正普及化,但因为现在 不少厂家都投入此类型排『气管的制作,售价已有慢慢下降的趋势,最近引起性能迷注目的排气管,要属从窦车衍生而 来的钴合金制品了,来自於航太科技的高价金属—?合金,最大的特徵是薄(厚度约1mm丫),极度轻量化、质 地坚硬,用於排气管上除了声音清澈徵,也更加深与众不同的分格。然而钛合金本身不能弯折(据说日本已发 展出专门的弯管技术)、不容於其它金属的特性,相对亦大幅增加制作时的难度与成本,它不但需一截一截的焊接,连消音内室都要使用到同等材质,故全?排气管可是非常昂贵的。考量到接受度的问题,现在市售的?合金排气管多半只贩售消音筒的部份,有些甚至只是在尾管、筒身铆上一层?皮,可是价钱依旧古同出Stainless品许多。

改装前课题确认喜好特性

看完了以上的说明後,大家一定要在改装排气管之前,确认你自己所想要的特性,好比自排车就不能更换太 通的排气管,否则丧失低转扭力不谈,只怕连高转马力都累积不上去。此外,判别一支排气管的效能优良与 否,其实从謦音下手是一个不错的办法,排气顺不顺畅的条件,首要自然是声音不能闷在里面,可是这也不代 表大声就是好现象。假使声音大却很空、不扎实,必然是其回压过小,而声浪饱满浑厚的排气管,亦间接表示 了它能将废气快速地排乾净,所以背压应是适当且正确的。

最後值得大家注意的是,当你更换时,产生的共振有可能会偏大,让排气管发生左摇右晃的情形,这时候 最好顺带换上加硬型的吊耳橡皮(过重时也需要),才不致使接合处龟裂。能够把握住这些原则,你也一定能享受改装排气管带来的乐趣。

前言

引擎内部组件的改装主要是利用轻量化、高强度的材料制成的高精密度组件以减少内部动力的损耗,除了达到动力提升的目的更要兼顾可靠度及平衡性提升。要兼顾轻量化和高强度则有赖材料科技的进步,由於高科技合金或复合材料的应用配合上精密加工技术,使得现代的高性能引擎不但单位容积所能产生的马力大幅提升,可靠度及经济性也能同时获得改善。 笔者在此必须再次强调:引擎内部组件改装并不全然是为了马力的提升,更重要的是为了引擎的可靠度及平衡性。因为拥有强大爆发力的高性能引擎和炸掉的引擎只在一线之隔,差别就只是在精密度要求的不同,『洋枪』与『土炮』最大的不同就在此而已,或许两者之间仅是千分之几寸的差异,但在引擎的改装规则里是没有妥协的,『失之毫 差之千里』、『吹毛求疵』用在这里是最适当不过了。

汽门的改装

汽门的科技在过去几年有很大的进步,主要的改变在於材质的进步及精密度的提高。高效率的进、排气,环保法规的要求,均有赖材质精良的汽门。而汽门改装的原则是:在不影响强度的情况下尽可能的减轻汽门的重量。 动作精确的汽门是高性能引擎的基本要件,专业改装厂通常会提供不同的汽门组合供消费者选择,引擎的装项目越多汽门机构的精确度的要求就越吹毛求疵,所以设定汽门时必须要同时考虑与凸轮轴及汽门摇臂的配合。 原厂的汽门通常都有适当的材质和大小,但是如果有需要的话可适度的换上较大或较小尺寸的。汽门的材质是很重要的,目前的改装用汽门通常用钛合金作为材料以求强度的提升及轻量化的要求,但是一套钛合金的汽门价格并不低。而有的是将汽门的背部切削或用中空的设计以达到轻量化的目的,又有时会把汽门表面做成漩涡状,以利在汽门开启时能气体的流动。 汽门的热度可经由与汽门座接触时经由汽门座传出达到散热的目的,是汽门最重要的散热途径。因此,汽门座的配置必须非常谨慎,假如太靠近汽门的边缘或是汽门边缘太薄了就可能造成密合度不良。此外汽门套筒和汽门间的精密度及表面平滑度,汽门摇臂与汽门固定座(Keeper)间的表面精度都必须严格要求否则在高转速时将会导致严重的损害。 汽门弹簧的强度设定必须恰到好处,要兼顾汽门的密合度又不能造成开启时的困难,如果弹簧强度大过以致凸轮轴开启汽门时负荷过重对马力输出是非常不利的。汽门的固定座也是个潜在的问题,这个装置是用夹子把弹簧固定在汽门 上,这在急加速及扬程大的的引擎上会造成扭曲或断裂,因此也必须配合做改变。 原厂的汽门摇臂在引擎转速上限提高及气门正时改变时就会变得不敷需求,对改装过的引擎来说强化的汽门摇臂是必须的,扬程太大的凸轮轴会造成汽门摇臂的扭曲,因此强度的提升及轻量化都是必须的。对一般的汽门来说,滚筒式的摇臂能减少与汽门座接触表面的压力,也能承受较高来自推 的压力。通常汽门摇臂若有圆滑的表面和滚动的轴承,会使运转时得摩擦阻力变小,摩擦阻力越小所消耗的动力就越少。

活塞、活塞环

活塞顶面与汽缸头之间形成燃烧室,因此活塞必须承受来自引擎燃烧後产生的热和爆发力。油气燃烧所产生的热由活塞的顶部所吸收,并传至汽缸壁,而燃烧後气体膨胀所产生的力量也必须经由活塞来吸收,活塞会把燃烧气体压力及惯性力经由连 传到曲轴上,利用连 的作用将活塞的线性往复运动转换曲轴的旋转运动。在转换的过程中除了在上死点与下死点之外,活塞会对对汽缸滑移产生一个侧推力。 活塞环是曲轴箱和汽缸间的屏障。以机能来分,活塞环分为气环和油环两种,普通引擎每个活塞各有1~2个气环及油环。活塞环能维持汽缸内的气密性,使汽缸与曲轴箱隔绝开来,让燃烧室的气体压力不致流失,并能避免未完全燃烧的油气对曲轴箱内的机油造成污染及劣化。它能经由与汽缸壁的接触把活塞所受的热传至汽缸壁、水套,更重要的是它能防止过多的机油进入燃烧室,并让机油均匀的涂满汽缸壁。 引擎运转时产生的热越多表示所爆发的力量也越大,这些热量也对高性能引擎造成问题。现代的活塞设计主要有铸造和锻造两种,而铸造又比锻造来得简单便宜,但却无法如锻造活塞承受较大的热度和压力。通常改装厂在设计锻造活塞时,都会同时利用改变活塞顶部的形状来达到提高压缩比的目的,但问题是选择锻造活塞时多少的压缩比才是适当的。以汽油引擎来说,压缩比超过12.5:1时燃烧效率就不容易再提升。 利用活塞顶部的形状改变来提高压缩比时,随着压缩比的提高会使汽缸顶部燃烧室的空间变小,活塞顶部的锐角和凸出都可能导致爆震的发生。对高压缩比活塞来说,由於必须保留汽门做动所需的空间,因此会在活塞顶部切出汽门边缘形状的凹槽,如果没有这个凹槽,当活塞到达上死点时可能就会打到汽门,因此改装了高压缩比活塞後对汽门动作精确度的要求就必须非常严格。这凹槽的大小也必须配合凸轮轴及汽门摇臂的改装而改变。 不 钢及特殊合金的活塞环已广泛应用在赛车及改装套件市场,这些特殊设计的合金活塞环可以在活塞往上行时释放压力,但在往下爆发行程时却能保持密闭的状态以维持压力,这种活塞环虽然贵但是却能有效的提高引擎效率。 由於活塞与活塞环都必须在高温、高压、高速及临界润滑的状态下工作,因此长久以来改装厂都为了提供最佳设计而努力,但引擎的性能是所有机件整合的结果,因此选择活塞套件时必须考量凸轮轴的正时角度、供由系统的配合才能找出最佳搭配组合。

活塞连

活塞连 最基本的功能是连结活塞和曲轴,把直线的活塞运动转换成曲轴的旋转运动。在引擎转时连 会承受油气燃烧产生的爆发力,这个爆发力会使连 有扭曲的趋势,连 也是所有引擎组件中承受负荷最大的组件。 由於连 是把活塞的直线运动转换成曲轴的旋转运动,因此在活塞上下运转时连 会不断的加速及减速,尤其在活塞抵达上死点时连 的动方向会由往上突然减速至停止,并立刻改变运动方向,这是最容易造成连 损害的。在爆发行程时,燃烧产生的高压气体可变成连 运动的缓冲,插销、波斯(Bolts)所承受的负荷也会减轻。但是在排气行程的时候活塞、活塞环、插销及连 本身的部份重量所造成的惯性力都会加诸在插销及波斯之上,如果这时连 出了问题那下场就是你的引擎要进厂大修了。 现在的赛车引擎大多使用锻造的合金连 ,连 的品质关系着引擎的可靠度,但是却无法以肉眼检视连 的品质或瑕疵,必须以特殊的非破坏检验或X光做检测,这是选购及改装连 时最大隐忧。连 各项尺寸精密度的要求会随着压缩比及运转转速的提高而提高,即使仅是千分之几寸的尺寸误差在高转速时都会造成活塞间隙明显的变化。如果用了强度不足的铝合金连 ,在高转速时由於惯性作用会使连 长度变长,造成引擎的损害或是压缩比的增加。 在活塞连 的组件中对於尺寸要求最严格的当属连 轴承(也就是俗称的波斯),这也是最可能导致连 损害的组件。所以对赛车或高性能引擎来说,应该尽可能的使用最高品质的轴承,以确保引擎的可靠度。

曲轴

曲轴可是为引擎的心脏,如果它的功能无法准确的执行,那麽引擎的马力就无法正常的发挥。曲轴的各相对角度必须正确,否则点火正时和汽门正时就无法精确有序的一个汽缸接着一个汽缸的运作。如果这顺序出了问题,可以想见这结果就是爆震连连。 曲轴轴承的间隙也是另一个重点,主轴承和连 轴承都必须有适当的间隙以使机油能够流动产生润滑和冷却效果。如果太小汽缸壁、活塞、汽门机构....等就无法获得充分的润滑,会造成机件的磨损。如果太大抛出的机油量增加会使活塞和活塞环的工作加重,造成燃烧室过多的机油残留,导致积碳及相关後遗症。 曲轴的平衡是最常被大家所提起的,曲轴的先天平衡性在引擎设计的时候就已决定,实际的平衡度则会由於材质及制作精度的不同而有所差异,以市售车引擎来说,4000rpm以下尚称平衡,超过以後则会随着rpm的提高而使情况加剧,这种情况又以国产引擎最严重,如果你常以高转速行车,或是你的以解除了转速限制,为了引擎的长治久安,你必须好好考虑曲轴平衡。

压缩比

压缩比是活塞在下死点和上死点时汽缸容积的比值。改变压缩比可提高引擎的效率但是在制作过程必须要求严谨,因为压缩比会直接影响汽油的燃烧效率并且和点火正时的设定有密切的关连。在很多高性能引擎都有着很高的压缩比,在赛车引擎更是如此,但是一般经济取向的引擎却会适度的降低压缩比。随着压缩比的提高对汽油品质及辛烷值的要求也就越来越高,这也是很多高压缩比引擎所遇到的难题,可喜的是中油将在今年推出98无铅汽油。汽油引擎的压缩比应该超过8.5:1,但是当压缩比超过12.5:1时对性能的提升的效益就变得很小,而且伴随而来的汽门和活塞相对距离不足、爆震、预燃及其他伴随而来的後遗症会使问题变得很复杂。因此在进行提高压缩比之前必须先知道汽门的扬程和凸轮轴所设定的气门开启时间、正确的进汽门和排汽门的尺寸甚至燃烧室的形状及尺寸。此外如果汽缸头曾经研磨过或是使用了薄的汽缸垫片,其相关的数据也必须一并考虑。 引擎内部组件改装时,必须特别注意材料的选择、制作精度及平衡度的要求,更不能忽略各组件间的搭配,从上文可知引擎的改装往往是牵一发而动全身,单对某一部份进行改装通常会破坏引擎的平衡性,而且效果不彰,因此如果你考虑对引擎进行改装时,,请务必选择专业改装厂所出产的产品,并尊重专业的搭配,千万不可土法炼钢,否则因小失大就得不偿失。 此外安装的手工也是一大难题,常常可看到国外改装厂的改装套件广告,宣称装了以後马力可达几匹,0~100可在几秒内完成。但是你真的相信这些套件到了国内後经由本地的技师安装後,能够达到和国外相同的数据吗?!也许可能但不容易,这其中的差异就在於安装的手工。 举例来说,连 在安装时必须特别注意螺丝的锁法及紧度,锁螺丝时应该先充分的清洁并涂上一层薄机油,避免螺牙间产生异常的应力造成螺丝虽按照规定的力量锁紧但却无法达到应有的紧度,否则引擎运转後由於紧度的不足会造成轴承立即且严重的损害。在事事吹毛求疵的引擎改装领域里绝不可大而化之。

点火系统

发动机工作的另一要素是点火系统,由火花塞和点火线共同构成,原车配置均为单组线束,在电压、电流的通过性和通过量上均差强人意。改装用火线的多组线束和高性能导电特质点火线圈产生的高压电能大量、及时地传导给火花塞。

火花塞是点火系统的末端组,利用电极产生的火星点燃混合后的油气,完成燃烧,推动活塞工作。原厂配置跟火线一样,都是为降低成本而做的最低配置。车主如果更换火花线和火花塞,引擎表现即时改观——油门变硬,起步迅捷加速凌厉。

汽门机构的改装

1.进、排气道的抛光 进排气道的抛光可减少气道表面之粗糙度,其效果可分为二方面: 一是抛光後,平滑的表面可有效降低进排气阻力、减少空气流经气道时在气道表面产生停滞的现象;一是抛光後可适度的加大气道口径,这加大的幅度并不算很大,可视为抛光後所带来的附加效益,因为强度的考量无法大幅的加大。 抛光後可加快进气或排气的流速,也就是加快进气时的填充速度,在有限的气开启时间内,进量及迅速排气将残馀 气排得更乾净,提高引擎的进气效率及减少残留 气所带来的冲淡效果。

2.汽门打磨 汽门的打磨可分为两个部分,一是进汽门头的打磨;一是排汽门头背面的打磨。进汽门头的打磨使汽门头的部份,凹的弧度更大,让进汽门打开空气进入汽缸时,由於汽门头的弧度使其产生涡流,加速油汽的混合。而汽门头背面的适度打磨则可造成在排汽时在排汽门附近产生涡流,造成排汽的回压,如此一来就可再进一步加大排气管的口径,因为一部份回压的问题已交由汽门负责。

3.凸轮轴 凸轮轴可视为汽门机构的灵魂,因为汽门运作的一切性能举凡:启闭的正时角度、汽门重叠、扬程都是由凸轮的形状所决定。为了方便说明我们就以两支不同角度的Lancer 1.6的4G92 SOHC引擎改装用凸轮轴的数据来比较。首先是『扬程』:A凸轮是进气0.373寸、排气0.377寸,B凸轮则进、排气都是0.432寸。开启时间(Duration):A凸轮是进气258 、排气262 ,B凸轮则是进气275 、排气270 。而最重要的开启时机(Timing):A凸轮是进气提前20 开、延後58 关,排气提前62 开、延後20 关,B凸轮则是进气提前32 开、延後63 关,排气提前63 开、延後27 关。把这提前和延後的角度再加上一个行程固定的180 ,就会得到前面所提的开启时间。而汽门重叠角度则可由进气提前和排气延後的角度相加得到:A凸轮40 ,B凸轮:59 。由这些数据再与原厂的凸轮角度数据相比较,就可大致判断出一支CAM的基本性能。 另一项关系汽门工作特性的因素是:汽门启闭加速曲线。虽然一般的CAM制造厂并不会提供此一资料,但我们仍可以从凸轮的外形轮廓来做个概略的判断。依其外形及性能特性大致上可分为下列几种典型:A:基圆大、扬程短的,其特性是低速扭力良好,出力平顺,但高速运转则较差,适合需要平顺扭力的RALLY赛车。B:基圆小、扬程长的,其特性是高转速表现良好但低转速其则软弱无力,动力衔接性不良,尤其怠速可能抖动严重,动力要到高转速才会『突然』涌现。一般来说场地车赛都会采用此种CAM,尤其是在大型跑道上比赛的赛车,力道在5000rpm後才出现的设计是常有的。C:基圆大、扬程长和基圆小、扬程短的设计,一般量产型车量大多属於这一种,性能表现是较中庸的。这时你或许会问:道路用的改装CAM是属於那一种?我们给你的答案是:中庸但『稍微』偏高转速型的。至於偏多少则视原车供油电脑及汽门弹簧的设计馀欲及匹配程度而定。当然车主能忍受的抖动程度也是必须考虑的。

4.汽门、弹簧及其它配件 汽门的重量及启闭时加速度对汽门弹簧及整个汽门机构所造成的负荷,对动力表现及稳定度、耐用度有极大的影响,若能换上轻量化的汽门,则对汽门机构运转的反应将有相当大的助益。 汽门弹簧之所以要改装,最主要目的是为了配合改了CAM後所造成的扬程及汽门加速曲线的改变,如此才能充份发挥其所欲达到的性能要求。若是CAM改变不大或弹簧仍足敷所需,则改弹簧的这笔预算就可省了。 有一项不能省的就是可微调的汽门时规齿盘,如此才可做到准确的汽门正时调整(归零)。普通的时规齿盘一齿是7~10 ,调整时只能以一齿为单位,无法做更精确的微调,造成汽门无法在最适当的时机启闭,如此一来将失去改装CAM的原意。 其它如摇臂,汽门套筒等配件若有需要则也要配合改用强度高、轻量化的改装部品,应付高转速之所需和减轻机构之负荷。 最後,如果你对汽门机构做了大幅度的改装,你得去考虑供油系统配合的问题,必要的话也得一并改装,但如此一来花费将是可观的!

传统的汽门机构的运作是呆板的,无法同时满足高、低转速之需求,可变汽门正时系统便因应而生,如HONDA的VTEC,NISSAN的NVCS,BMW的VACC都是这一类的设计,其中NVCS及VCSS系统改变的是凸轮轴的相位(正时),VTEC则是同时有高、低两种凸轮供切换,尤其到了6代Civic更已发展到有3种凸轮在切换,充份应付高、中、低不同转速之需求。也许在不久的未来,你我将不用再为改装CAM而烦恼,因为汽车工程师已经为这个问题做了妥善的解决。

进气系统的改装

进气系统的改装基础就是要提高引擎『容积效率』,要达到此一目的通常可由以下的方式着手:

一、空气滤清器

进气系统改装的入门工作就是换用高效率、高流量的空气滤清器滤芯,市场上常见的品牌有K&N、HKS、ARC等。换装高流量的空气滤芯可降低引擎进气的阻力,同时提高引擎运转时单位时间的进气量及容积效率,而由供油系统中的空气流量计量测出进气量的增加,将讯号送至供油电脑(ECU),ECU便会控制喷油嘴喷出较多的汽油与之配合,让较多的油气(并不是较浓)进入汽缸,达成增大马力输出的目的。 若换了滤芯仍不能满足你的需求,可将整个空气滤清器总承换成俗称″香菇头″的滤芯外露式滤清器,进一步的降低进气阻碍,增强引擎的″肺活量″。目前市场上知名度最高的当属HKS的POWER FLOW。

二、进气道

进气道的改装可分成形状及材质两方面来谈。改变进气道的形状目的在於进气蓄压(以供急加速时节气阀突然全开之需)及增加进气的流速,但这类产品通常有特殊性的限制,也就是说A型车所用的若装在B型车上并不一定能发挥其最大的效果,如前一阵子所流行的『进气肥肠』,形状便是仿造MUGEN厂车上所用的,也就是喜美专用,装在其它车种则效果可能会打折扣。 改变进气道材质乃是着眼於不吸热及重量轻,目前最常用的就是碳纤维的材质,其不吸热的特性,能让进气的温度完不受引擎室的高温所影响,让进气的密度较高,即单位体积的含氧量增加,提高引擎出力,唯一缺点是价格高不可攀。 进气道的改装常是形状及材质同时改变以收最大效果,同时将空气滤清器一并拆除,并将进气口延伸至车外,直接对准前方,以便随车速提高增加进气压力,提高进气量。

三、直喷式歧管

在赛车引擎上所需要的是高转速的动力表现,可牺牲低转速时的马力输出,因此都将进气歧管尽量缩短并取消空气滤清器,充份消除进气阻力,以求得最佳的高速表现。 传统式後方进气前方排气的引擎型式,在换装直喷式进气歧管後,所面临的最大问题是如何由车外导入足够的新鲜空气。直喷式的进气歧管与经过空气动力学设计的碳纤维进气道是最佳的组合,也是目前比赛厂车的不二选择。尤其在将引擎降低後,利用引擎上方所空出的空间,安装一大型进气导管,开口并与车头水箱护罩充份密合,让空气能有效的送达後方的进气歧管。 目前的CLASS-Π厂车则直接将汽缸头反置(Reverse-Head),如此一来进气歧管便直接对准车头,进气又变得更直接了。

四、二次进气

目前市面上有许多利用二次进气原理所制成的产品,使用的人不少,价格也都不便宜。之所以称它为″二次进气″乃是因为除了原有从空气滤清器吸入的空气外,另外再利用进气歧管的真空压力差,从引擎PCV(曲轴箱强制通风)管路外接另一进气装置,导入适量的新鲜空气来达到提高容积效率的目的。二次进气所能得到的动力提升效果最主要的是在前段(低转速),因为在节气阀全开,空气大量进入真空度降低时,二次进气装置所能导入的空气量相形就变得微不足道了。 二次进气装置最重要的就是要维持『适量』的进气,目前市面上产品的差异,就在於控制导入空气的进气量的方法各家不同。若进气的量太少,则效果不佳,太多则会降低真空度,影响煞车真空动力辅助器(Air-Tank)的辅助力,使煞车所需力道变得较重,而所谓的『适量』则是厂家研究、实验所得的结果。 进行大幅度的进气系统改装时,必须考虑与供油系统的配合问题。若只是大幅的增强进气能力,而供油系统无法提供足够的供油量与之配合,则势必无法达到提高马力的目的,因为引擎所需的是比例适当的油气而不只是大量的空气。 此外在实用上必须考虑噪音的问题。以往谈到噪音大家通常只想到排气管所产生的声浪,而忽略了进气也会产生噪音。您也许不知道,在装了触媒转化器的ITC赛车,进气的噪音几乎大过排气的声浪。因此若您是『实用性能型』的车主,换个高流量的滤芯或许就能符合您的需求,是否再往上换可能需要再叁思。