发动机动力改装——一项真正改装大手术
所属分类：火花塞
2013-9-1 17:23:23 推荐指数：
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在这里和大家谈改装已经有一年多，涉及的项目已差不多十项，但无论是刚开始时谈的外观性(如尾翼，大包围)和最近谈到的动力性(进/排气，ECU)改装都有一个共通的特点——它们全是外置的部件，而且安装的工序相对简单，主要效能集中在优化车子原来的动力性能表现，减少或寻回流失的动力，但并不能“制造动力”。这一期我们将会来到车子的动力源头——发动机，来看看怎样可以切切实实地去增加马力!! 发动机动力改装——一项真正的改装大手术。 在众多的改装项目中，发动机的动力改装是工艺最复杂，同时亦是最有效和最昂贵的一项改装，这也难怪，发动机本来便是车子上最昂贵的一个部件啊。先撇开价钱不谈，发动机的内部改装是唯一能令车子有脱胎换骨般动力提升效果的改装项目。以一台国人非常熟悉的大众桑塔纳发动机为例，如果改装得宜，这台老款发动机的输出功率可以从原装的86hp(1.6升)提升到134hp以上(扩大排量，改配高压缩活塞和高角度凸轮轴等，往后我们会详谈这些部件的作用)，如果动用到增压进气(Forced Induction)系统更可以有超过原装一倍的功率增长(国外甚多实例，而我们也正在研发中)。由此可见改装发动机可能并不是性价比最高的改装项目，但它绝对是最有效的动力改装。发动机是整台车子的心脏，内里是一个非常复杂的工作环境——既有超高温的燃烧室(温度近摄氏1000度)，亦有运转速度非常高的精密机械结构(原装普桑发动机可达每分钟6500rpm，在改装后最高转速更可超过8000rpm)，因此改装发动机要求相关仪器与人员经验上要能配合，并要有较高的工艺和理论水平，主因是除了技术上的复杂性外，发动机内更换了一些高性能部件后原厂的数据便全不合用，而改装品制造商提供的数据并不一定能配合其它部件(厂家根本不知道它的产品会搭配什么其它部件，除非是套装形式——所有部件都是同一厂家提供)，因此在装嵌的过程中一些设定数据要由技师自行计算，稍有不慎便会引致“爆缸”等严重损毁后果，因此一定要肯定施工人员的技术水平才可以动手。 提升发动机功率的窍门 可能连小孩子都知道，没有燃油的车子是开不动的，因此开车的人都会在油箱的燃油耗尽前到加油站加油。车子的耗油量在大部分的情况下都是与产生多少马力成正比，因为一台发动机在同一时间内(例如1分钟)能燃烧越多的汽油，它便能发出越大的马力。但和所有的燃烧现象一样，被注入发动机汽缸内的汽油是需要有氧气才能燃点的，因此发动机必须同时吸入大量的空气才能有效地发挥功能。事实上发动机在产生动力的过程中燃烧的每一份汽油，在不同工况下都需要约12-15份空气来助燃(大家还记得在ECU专辑中提及的空燃比AFR吗?)，而这些空气在大部分情形下都是被汽缸内的多个活塞在上下运动时所产生的负压吸进汽缸，由于整个进程并没有外力帮助，因此这种形式的进气方式称为“自然进气——Normally Aspirated”，简称为NA。到这里大家很容易便想到，如果要燃烧更多的汽油(来产生更多的马力)，那发动机便要(能)吸入更多的空气，当自然力量(进气)不能满足人们的需要时，聪明的工程师便发明以增压进气方式——亦即是涡轮增压(Turbo Charge)或机械增压(Super Charge)等装置来增加进入汽缸的空气量(在以后我们将会详谈增压进气的问题)。有了更多的空气便可以有效地燃烧更多的燃油——亦等于有更多的马力。另一方面，相对进气量在很大程度上受制于发动机的大小(排量)这一情况来说，供油部分是较为简单和容易的，因为一是“油”的需求量只是空气的十多份之一，二是“供油系统”的控制权在我们手里——在怎样的工况下要多少油量都可在弹指间改变ECU的供油指令达成，如果原装的供油系统负荷不来时，也可以换上大号或加装额外的喷油咀和转用强力的汽油泵来解决问题。因此针对发动机的动力性能更高深的改装如加大缸径与冲程，更换高角度凸轮轴、大口径节气门甚至是加装Turbo等增压装置的目的和作用，都是要令更多的空气进入汽缸内帮助燃烧更多的燃油——从而产生更大的动力。 在这里我要强调进气量的重要性，因为这是主宰发动机功率的最大关键，越多空气进入汽缸马力便越大。但我这里指的是最终能进入汽缸的“空气流量” ，不是进入集气箱的气量，正如一个良好的运动员要锻练的是心肺功能，不是怎样可以把鼻孔和嘴巴张大一点(可也不能太小啊)。关注赛车运动的朋友都知道很多国际赛事都是用进气口的大小来控制赛车的马力输出，以达到平衡不同品牌赛车间的性能分野。像在F1车手的摇篮——强调车手技术重于赛车性能的F3赛事，所有的发动机都要套上由赛会发给的FIA标准进气口环，而在赛后车检时除了称重外便主要是检查进气口环是否合格。此外在JGtC、勒芒等GT大赛中，遇到有个别的车型在动力上比其它参赛车款有明显优或劣势时，赛会都会调整此参赛车型的进气口大小来平衡性能上的差别，由此可见进气量对车的动力表现有多重要。在下期我们将会谈谈怎样去改善发动机的心肺功能。 自然进气发动机改装 上期我们了解到要提升车子的动力性能，首先是要提升发动机的进气量。其实在多期前的《进气系统改装》一文中谈到的改用高流量型空滤和集气箱等，作用也是一样。但在大部分情形下，这些简单的改装只有2至3个百分点的动力增益，如果要认真地把动力提升超过10%以上，便需要做深度的改装来提升发动机的心肺机能了。 善发动机的心肺机能有很多个方法。 由于可以大幅增加发动机的进气量，加装增压进气(Forced Induction)系统是提升发动机功率最快和最有效的方法，成功的改装可以提升发动机功率达50%甚至是100%！而维持发动机的自然吸气模式，只提升空气进入汽缸前的多个环节和部件的工作效率则是最“自然”的方法，因为整个进气的过程和各部件的工作原理都没有被改变，但这种改装方法在大多数情况下只有约20%-25%的增益(除非像国际级房车赛的赛车般改装，功率能提升100%，但一台发动机的价钱约等于5台整车的售价)。 现在让我们来详细研究一下以上多种动力改装方式的具体内容和优缺点。 改装自然吸气发动机 NA(自然吸气)车动力改装的大原则是增加更多的进气量，并配合足够的压缩压力来供给发动机进行燃爆，籍以提升动力。因为没有涡轮或是机械增压等附加部件的鼓吹，NA发动机要改善进气量便只能由自体完成。简单来说，NA改装主要是在发动机的缸盖和缸体两个部分进行，前者与进气量和燃烧效率息息相关，后者则关乎容积和强度，两者都是发动机动力之源，分别施予相应并匹配的改装自然是最完美和平衡的。如因成本或其它问题只能改装其中一项，虽然效果稍差，但只要小心配搭，设定时尽量接近原厂数据，也是可行的。而二者中以改装缸盖部份较为简单，出现严重问题的可能性也较小，性价比较高。 |