汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)改裝簡(jiǎn)介

流年

   在這里和大家談改裝已經(jīng)有一年多，涉及的項(xiàng)目已差不多十項(xiàng)，但無(wú)論是剛開(kāi)始時(shí)談的外觀性(如尾翼，大包圍)和最近談到的動(dòng)力性(進(jìn)/排氣，ECU)改裝都有一個(gè)共通的特點(diǎn)——它們?nèi)峭庵玫牟考?，而且安裝的工序相對(duì)簡(jiǎn)單，主要效能集中在優(yōu)化車(chē)子原來(lái)的動(dòng)力性能表現(xiàn)，減少或?qū)せ亓魇У膭?dòng)力，但并不能“制造動(dòng)力”。這一期我們將會(huì)來(lái)到車(chē)子的動(dòng)力源頭——發(fā)動(dòng)機(jī)，來(lái)看看怎樣可以切切實(shí)實(shí)地去增加馬力!!
發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力改裝——一項(xiàng)真正的改裝大手術(shù)。
      在眾多的改裝項(xiàng)目中，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力改裝是工藝最復(fù)雜，同時(shí)亦是最有效和最昂貴的一項(xiàng)改裝，這也難怪，發(fā)動(dòng)機(jī)本來(lái)便是車(chē)子上最昂貴的一個(gè)部件啊。先撇開(kāi)價(jià)錢(qián)不談，發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部改裝是唯一能令車(chē)子有脫胎換骨般動(dòng)力提升效果的改裝項(xiàng)目。以一臺(tái)國(guó)人非常熟悉的大眾桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)為例，如果改裝得宜，這臺(tái)老款發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率可以從原裝的86hp(1.6升)提升到134hp以上(擴(kuò)大排量，改配高壓縮活塞和高角度凸輪軸等，往后我們會(huì)詳談這些部件的作用)，如果動(dòng)用到增壓進(jìn)氣(Forced Induction)系統(tǒng)更可以有超過(guò)原裝一倍的功率增長(zhǎng)(國(guó)外甚多實(shí)例，而我們也正在研發(fā)中)。由此可見(jiàn)改裝發(fā)動(dòng)機(jī)可能并不是性?xún)r(jià)比最高的改裝項(xiàng)目，但它絕對(duì)是最有效的動(dòng)力改裝。發(fā)動(dòng)機(jī)是整臺(tái)車(chē)子的心臟，內(nèi)里是一個(gè)非常復(fù)雜的工作環(huán)境——既有超高溫的燃燒室(溫度近攝氏1000度)，亦有運(yùn)轉(zhuǎn)速度非常高的精密機(jī)械結(jié)構(gòu)(原裝普桑發(fā)動(dòng)機(jī)可達(dá)每分鐘6500rpm，在改裝后最高轉(zhuǎn)速更可超過(guò)8000rpm)，因此改裝發(fā)動(dòng)機(jī)要求相關(guān)儀器與人員經(jīng)驗(yàn)上要能配合，并要有較高的工藝和理論水平，主因是除了技術(shù)上的復(fù)雜性外，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)更換了一些高性能部件后原廠(chǎng)的數(shù)據(jù)便全不合用，而改裝品制造商提供的數(shù)據(jù)并不一定能配合其它部件(廠(chǎng)家根本不知道它的產(chǎn)品會(huì)搭配什么其它部件，除非是套裝形式——所有部件都是同一廠(chǎng)家提供)，因此在裝嵌的過(guò)程中一些設(shè)定數(shù)據(jù)要由技師自行計(jì)算，稍有不慎便會(huì)引致“爆缸”等嚴(yán)重?fù)p毀后果，因此一定要肯定施工人員的技術(shù)水平才可以動(dòng)手。
提升發(fā)動(dòng)機(jī)功率的竅門(mén)
      可能連小孩子都知道，沒(méi)有燃油的車(chē)子是開(kāi)不動(dòng)的，因此開(kāi)車(chē)的人都會(huì)在油箱的燃油耗盡前到加油站加油。車(chē)子的耗油量在大部分的情況下都是與產(chǎn)生多少馬力成正比，因?yàn)橐慌_(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在同一時(shí)間內(nèi)(例如1分鐘)能燃燒越多的汽油，它便能發(fā)出越大的馬力。但和所有的燃燒現(xiàn)象一樣，被注入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的汽油是需要有氧氣才能燃點(diǎn)的，因此發(fā)動(dòng)機(jī)必須同時(shí)吸入大量的空氣才能有效地發(fā)揮功能。事實(shí)上發(fā)動(dòng)機(jī)在產(chǎn)生動(dòng)力的過(guò)程中燃燒的每一份汽油，在不同工況下都需要約12-15份空氣來(lái)助燃(大家還記得在ECU專(zhuān)輯中提及的空燃比AFR嗎?)，而這些空氣在大部分情形下都是被汽缸內(nèi)的多個(gè)活塞在上下運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的負(fù)壓吸進(jìn)汽缸，由于整個(gè)進(jìn)程并沒(méi)有外力幫助，因此這種形式的進(jìn)氣方式稱(chēng)為“自然進(jìn)氣——Normally Aspirated”，簡(jiǎn)稱(chēng)為NA。到這里大家很容易便想到，如果要燃燒更多的汽油(來(lái)產(chǎn)生更多的馬力)，那發(fā)動(dòng)機(jī)便要(能)吸入更多的空氣，當(dāng)自然力量(進(jìn)氣)不能滿(mǎn)足人們的需要時(shí)，聰明的工程師便發(fā)明以增壓進(jìn)氣方式——亦即是渦輪增壓(Turbo Charge)或機(jī)械增壓(Super Charge)等裝置來(lái)增加進(jìn)入汽缸的空氣量(在以后我們將會(huì)詳談增壓進(jìn)氣的問(wèn)題)。有了更多的空氣便可以有效地燃燒更多的燃油——亦等于有更多的馬力。另一方面，相對(duì)進(jìn)氣量在很大程度上受制于發(fā)動(dòng)機(jī)的大小(排量)這一情況來(lái)說(shuō)，供油部分是較為簡(jiǎn)單和容易的，因?yàn)橐皇恰坝汀钡男枨罅恐皇强諝獾氖喾葜?，二是“供油系統(tǒng)”的控制權(quán)在我們手里——在怎樣的工況下要多少油量都可在彈指間改變ECU的供油指令達(dá)成，如果原裝的供油系統(tǒng)負(fù)荷不來(lái)時(shí)，也可以換上大號(hào)或加裝額外的噴油咀和轉(zhuǎn)用強(qiáng)力的汽油泵來(lái)解決問(wèn)題。因此針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能更高深的改裝如加大缸徑與沖程，更換高角度凸輪軸、大口徑節(jié)氣門(mén)甚至是加裝Turbo等增壓裝置的目的和作用，都是要令更多的空氣進(jìn)入汽缸內(nèi)幫助燃燒更多的燃油——從而產(chǎn)生更大的動(dòng)力。
      在這里我要強(qiáng)調(diào)進(jìn)氣量的重要性，因?yàn)檫@是主宰發(fā)動(dòng)機(jī)功率的最大關(guān)鍵，越多空氣進(jìn)入汽缸馬力便越大。但我這里指的是最終能進(jìn)入汽缸的“空氣流量” ，不是進(jìn)入集氣箱的氣量，正如一個(gè)良好的運(yùn)動(dòng)員要鍛練的是心肺功能，不是怎樣可以把鼻孔和嘴巴張大一點(diǎn)(可也不能太小啊)。關(guān)注賽車(chē)運(yùn)動(dòng)的朋友都知道很多國(guó)際賽事都是用進(jìn)氣口的大小來(lái)控制賽車(chē)的馬力輸出，以達(dá)到平衡不同品牌賽車(chē)間的性能分野。像在F1車(chē)手的搖籃——強(qiáng)調(diào)車(chē)手技術(shù)重于賽車(chē)性能的F3賽事，所有的發(fā)動(dòng)機(jī)都要套上由賽會(huì)發(fā)給的FIA標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣口環(huán)，而在賽后車(chē)檢時(shí)除了稱(chēng)重外便主要是檢查進(jìn)氣口環(huán)是否合格。此外在JGTC、勒芒等GT大賽中，遇到有個(gè)別的車(chē)型在動(dòng)力上比其它參賽車(chē)款有明顯優(yōu)或劣勢(shì)時(shí)，賽會(huì)都會(huì)調(diào)整此參賽車(chē)型的進(jìn)氣口大小來(lái)平衡性能上的差別，由此可見(jiàn)進(jìn)氣量對(duì)車(chē)的動(dòng)力表現(xiàn)有多重要。在下期我們將會(huì)談?wù)勗鯓尤ジ纳瓢l(fā)動(dòng)機(jī)的心肺功能。
自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)改裝
      上期我們了解到要提升車(chē)子的動(dòng)力性能，首先是要提升發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量。其實(shí)在多期前的《進(jìn)氣系統(tǒng)改裝》一文中談到的改用高流量型空濾和集氣箱等，作用也是一樣。但在大部分情形下，這些簡(jiǎn)單的改裝只有2至3個(gè)百分點(diǎn)的動(dòng)力增益，如果要認(rèn)真地把動(dòng)力提升超過(guò)10%以上，便需要做深度的改裝來(lái)提升發(fā)動(dòng)機(jī)的心肺機(jī)能了。
善發(fā)動(dòng)機(jī)的心肺機(jī)能有很多個(gè)方法。
      由于可以大幅增加發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，加裝增壓進(jìn)氣(Forced Induction)系統(tǒng)是提升發(fā)動(dòng)機(jī)功率最快和最有效的方法，成功的改裝可以提升發(fā)動(dòng)機(jī)功率達(dá)50%甚至是100%！而維持發(fā)動(dòng)機(jī)的自然吸氣模式，只提升空氣進(jìn)入汽缸前的多個(gè)環(huán)節(jié)和部件的工作效率則是最“自然”的方法，因?yàn)檎麄€(gè)進(jìn)氣的過(guò)程和各部件的工作原理都沒(méi)有被改變，但這種改裝方法在大多數(shù)情況下只有約20%-25%的增益(除非像國(guó)際級(jí)房車(chē)賽的賽車(chē)般改裝，功率能提升100%，但一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的價(jià)錢(qián)約等于5臺(tái)整車(chē)的售價(jià))。
現(xiàn)在讓我們來(lái)詳細(xì)研究一下以上多種動(dòng)力改裝方式的具體內(nèi)容和優(yōu)缺點(diǎn)。
改裝自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)
      NA(自然吸氣)車(chē)動(dòng)力改裝的大原則是增加更多的進(jìn)氣量，并配合足夠的壓縮壓力來(lái)供給發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行燃爆，籍以提升動(dòng)力。因?yàn)闆](méi)有渦輪或是機(jī)械增壓等附加部件的鼓吹，NA發(fā)動(dòng)機(jī)要改善進(jìn)氣量便只能由自體完成。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，NA改裝主要是在發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋和缸體兩個(gè)部分進(jìn)行，前者與進(jìn)氣量和燃燒效率息息相關(guān)，后者則關(guān)乎容積和強(qiáng)度，兩者都是發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力之源，分別施予相應(yīng)并匹配的改裝自然是最完美和平衡的。如因成本或其它問(wèn)題只能改裝其中一項(xiàng)，雖然效果稍差，但只要小心配搭，設(shè)定時(shí)盡量接近原廠(chǎng)數(shù)據(jù)，也是可行的。而二者中以改裝缸蓋部份較為簡(jiǎn)單，出現(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題的可能性也較小，性?xún)r(jià)比較高。