資深車友教您汽車發(fā)動機改裝常識

      發(fā)動機動力改裝——一項真正的改裝大手術。

      在眾多的改裝項目中，發(fā)動機的動力改裝是工藝最復雜，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)動機的內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)動機為例，如果改裝得宜，這臺老款發(fā)動機的輸出功率可以從原裝的86hp(1.6升)提升到134hp以上(擴大排量，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(國外甚多實例，而我們也正在研發(fā)中)。由此可見改裝發(fā)動機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)動機是整臺車子的心臟，內里是一個非常復雜的工作環(huán)境——既有超高溫的燃燒室(溫度近攝氏1000度)，亦有運轉速度非常高的精密機械結構(原裝普桑發(fā)動機可達每分鐘6500rpm，在改裝后最高轉速更可超過8000rpm)，因此改裝發(fā)動機要求相關儀器與人員經驗上要能配合，并要有較高的工藝和理論水平，主因是除了技術上的復雜性外，發(fā)動機內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”等嚴重損毀后果，因此一定要肯定施工人員的技術水平才可以動手。

      提升發(fā)動機功率的竅門

      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生多少馬力成正比，因為一臺發(fā)動機在同一時間內(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)動機汽缸內的汽油是需要有氧氣才能燃點的，因此發(fā)動機必須同時吸入大量的空氣才能有效地發(fā)揮功能。事實上發(fā)動機在產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的多個活塞在上下運動時所產生的負壓吸進汽缸，由于整個進程并沒有外力幫助，因此這種形式的進氣方式稱為“自然進氣——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(來產生更多的馬力)，那發(fā)動機便要(能)吸入更多的空氣，當自然力量(進氣)不能滿足人們的需要時，聰明的工程師便發(fā)明以增壓進氣方式——亦即是渦輪增壓(TurboCharge)或機械增壓(SuperCharge)等裝置來增加進入汽缸的空氣量(在以后我們將會詳談增壓進氣的問題)。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，相對進氣量在很大程度上受制于發(fā)動機的大小(排量)這一情況來說，供油部分是較為簡單和容易的，因為一是“油”的需求量只是空氣的十多份之一，二是“供油系統(tǒng)”的控制權在我們手里——在怎樣的工況下要多少油量都可在彈指間改變ECU的供油指令達成，如果原裝的供油系統(tǒng)負荷不來時，也可以換上大號或加裝額外的噴油咀和轉用強力的汽油泵來解決問題。因此針對發(fā)動機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入汽缸內幫助燃燒更多的燃油——從而產生更大的動力。

      在這里要強調進氣量的重要性，因為這是主宰發(fā)動機功率的最大關鍵，越多空氣進入汽缸馬力便越大。但我這里指的是最終能進入汽缸的“空氣流量”，不是進入集氣箱的氣量，正如一個良好的運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(可也不能太小啊)。關注賽車運動的朋友都知道很多國際賽事都是用進氣口的大小來控制賽車的馬力輸出，以達到平衡不同品牌賽車間的性能分野。像在F1車手的搖籃——強調車手技術重于賽車性能的F3賽事，所有的發(fā)動機都要套上由賽會發(fā)給的FIA標準進氣口環(huán)，而在賽后車檢時除了稱重外便主要是檢查進氣口環(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，賽會都會調整此參賽車型的進氣口大小來平衡性能上的差別，由此可見進氣量對車的動力表現(xiàn)有多重要。在下期我們將會談談怎樣去改善發(fā)動機的心肺功能。

      自然進氣發(fā)動機改裝

      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)動機的進氣量。其實在多期前的《進氣系統(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個百分點的動力增益，如果要認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)動機的心肺機能了。

      善發(fā)動機的心肺機能有很多個方法。

      由于可以大幅增加發(fā)動機的進氣量，加裝增壓進氣(ForcedInduction)系統(tǒng)是提升發(fā)動機功率最快和最有效的方法，成功的改裝可以提升發(fā)動機功率達50%甚至是100%！而維持發(fā)動機的自然吸氣模式，只提升空氣進入汽缸前的多個環(huán)節(jié)和部件的工作效率則是最“自然”的方法，因為整個進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)動機的價錢約等于5臺整車的售價)。

      詳細研究一下以上多種動力改裝方式的具體內容和優(yōu)缺點。

      裝自然吸氣發(fā)動機

      NA(自然吸氣)車動力改裝的大原則是增加更多的進氣量，并配合足夠的壓縮壓力來供給發(fā)動機進行燃爆，籍以提升動力。因為沒有渦輪或是機械增壓等附加部件的鼓吹，NA發(fā)動機要改善進氣量便只能由自體完成。簡單來說，NA改裝主要是在發(fā)動機的缸蓋和缸體兩個部分進行，前者與進氣量和燃燒效率息息相關，后者則關乎容積和強度，兩者都是發(fā)動機動力之源，分別施予相應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)嚴重問題的可能性也較小，性價比較高。