資深車友教您汽車發(fā)動機(jī)改裝常識

      發(fā)動機(jī)動力改裝——一項真正的改裝大手術(shù)。

      在眾多的改裝項目中，發(fā)動機(jī)的動力改裝是工藝最復(fù)雜，同時亦是最有效和最昂貴的一項改裝，這也難怪，發(fā)動機(jī)本來便是車子上最昂貴的一個部件啊。先撇開價錢不談，發(fā)動機(jī)的內(nèi)部改裝是唯一能令車子有脫胎換骨般動力提升效果的改裝項目。以一臺國人非常熟悉的大眾桑塔納發(fā)動機(jī)為例，如果改裝得宜，這臺老款發(fā)動機(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，往后我們會詳談這些部件的作用)，如果動用到增壓進(jìn)氣(ForcedInduction)系統(tǒng)更可以有超過原裝一倍的功率增長(國外甚多實(shí)例，而我們也正在研發(fā)中)。由此可見改裝發(fā)動機(jī)可能并不是性價比最高的改裝項目，但它絕對是最有效的動力改裝。發(fā)動機(jī)是整臺車子的心臟，內(nèi)里是一個非常復(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)動機(jī)可達(dá)每分鐘6500rpm，在改裝后最高轉(zhuǎn)速更可超過8000rpm)，因此改裝發(fā)動機(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)動機(jī)內(nèi)更換了一些高性能部件后原廠的數(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(廠家根本不知道它的產(chǎn)品會搭配什么其它部件，除非是套裝形式——所有部件都是同一廠家提供)，因此在裝嵌的過程中一些設(shè)定數(shù)據(jù)要由技師自行計算，稍有不慎便會引致“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)水平才可以動手。

      提升發(fā)動機(jī)功率的竅門

      可能連小孩子都知道，沒有燃油的車子是開不動的，因此開車的人都會在油箱的燃油耗盡前到加油站加油。車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_發(fā)動機(jī)在同一時間內(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)動機(jī)必須同時吸入大量的空氣才能有效地發(fā)揮功能。事實(shí)上發(fā)動機(jī)在產(chǎn)生動力的過程中燃燒的每一份汽油，在不同工況下都需要約12-15份空氣來助燃(大家還記得在ECU專輯中提及的空燃比AFR嗎?)，而這些空氣在大部分情形下都是被汽缸內(nèi)的多個活塞在上下運(yùn)動時所產(chǎn)生的負(fù)壓吸進(jìn)汽缸，由于整個進(jìn)程并沒有外力幫助，因此這種形式的進(jìn)氣方式稱為“自然進(jìn)氣——NormallyAspirated”，簡稱為NA。到這里大家很容易便想到，如果要燃燒更多的汽油(來產(chǎn)生更多的馬力)，那發(fā)動機(jī)便要(能)吸入更多的空氣，當(dāng)自然力量(進(jìn)氣)不能滿足人們的需要時，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(TurboCharge)或機(jī)械增壓(SuperCharge)等裝置來增加進(jìn)入汽缸的空氣量(在以后我們將會詳談增壓進(jìn)氣的問題)。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，相對進(jìn)氣量在很大程度上受制于發(fā)動機(jī)的大小(排量)這一情況來說，供油部分是較為簡單和容易的，因?yàn)橐皇恰坝汀钡男枨罅恐皇强諝獾氖�多份之一，二是“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)荷不來時，也可以換上大號或加裝額外的噴油咀和轉(zhuǎn)用強(qiáng)力的汽油泵來解決問題。因此針對發(fā)動機(jī)的動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)生更大的動力。

      在這里要強(qiáng)調(diào)進(jìn)氣量的重要性，因?yàn)檫@是主宰發(fā)動機(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，正如一個良好的運(yùn)動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)注賽車運(yùn)動的朋友都知道很多國際賽事都是用進(jìn)氣口的大小來控制賽車的馬力輸出，以達(dá)到平衡不同品牌賽車間的性能分野。像在F1車手的搖籃——強(qiáng)調(diào)車手技術(shù)重于賽車性能的F3賽事，所有的發(fā)動機(jī)都要套上由賽會發(fā)給的FIA標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣口環(huán)，而在賽后車檢時除了稱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，遇到有個別的車型在動力上比其它參賽車款有明顯優(yōu)或劣勢時，賽會都會調(diào)整此參賽車型的進(jìn)氣口大小來平衡性能上的差別，由此可見進(jìn)氣量對車的動力表現(xiàn)有多重要。在下期我們將會談?wù)勗鯓尤ジ纳瓢l(fā)動機(jī)的心肺功能。

      自然進(jìn)氣發(fā)動機(jī)改裝

      上期我們了解到要提升車子的動力性能，首先是要提升發(fā)動機(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，這些簡單的改裝只有2至3個百分點(diǎn)的動力增益，如果要認(rèn)真地把動力提升超過10%以上，便需要做深度的改裝來提升發(fā)動機(jī)的心肺機(jī)能了。

      善發(fā)動機(jī)的心肺機(jī)能有很多個方法。

      由于可以大幅增加發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量，加裝增壓進(jìn)氣(ForcedInduction)系統(tǒng)是提升發(fā)動機(jī)功率最快和最有效的方法，成功的改裝可以提升發(fā)動機(jī)功率達(dá)50%甚至是100%！而維持發(fā)動機(jī)的自然吸氣模式，只提升空氣進(jìn)入汽缸前的多個環(huán)節(jié)和部件的工作效率則是最“自然”的方法，因?yàn)檎麄�進(jìn)氣的過程和各部件的工作原理都沒有被改變，但這種改裝方法在大多數(shù)情況下只有約20%-25%的增益(除非像國際級房車賽的賽車般改裝，功率能提升100%，但一臺發(fā)動機(jī)的價錢約等于5臺整車的售價)。

      詳細(xì)研究一下以上多種動力改裝方式的具體內(nèi)容和優(yōu)缺點(diǎn)。

      裝自然吸氣發(fā)動機(jī)

      NA(自然吸氣)車動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供給發(fā)動機(jī)進(jìn)行燃爆，籍以提升動力。因?yàn)闆]有渦輪或是機(jī)械增壓等附加部件的鼓吹，NA發(fā)動機(jī)要改善進(jìn)氣量便只能由自體完成。簡單來說，NA改裝主要是在發(fā)動機(jī)的缸蓋和缸體兩個部分進(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)動機(jī)動力之源，分別施予相應(yīng)并匹配的改裝自然是最完美和平衡的。如因成本或其它問題只能改裝其中一項，雖然效果稍差，但只要小心配搭，設(shè)定時盡量接近原廠數(shù)據(jù)，也是可行的。而二者中以改裝缸蓋部份較為簡單，出現(xiàn)嚴(yán)重問題的可能性也較小，性價比較高。