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。改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(ForcedInduction)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。
缸盖部分的改装
这部分最好的改装方式是把8气门(8V)的缸盖换成16气门(16V)的!!这是我和车队的技术总监在研究上海大众高尔的改装时,他和我开的玩笑。话说回来,发动机的原装设计和素质是非常重要的,在同一条件下8V发动机的进气量怎样改都比不上16V的。言归正传,在缸盖内的改装最容易让人想到的便是换上高性能凸轮轴。凸轮轴的作用是控制发动机进气阀(和排气阀)的开合时间,简单地说就是高性能凸轮轴有能让进气阀早开排气阀晚关的特性,并增加了气阀开启的时间和深度。凸轮轴上凸轮的作用是控制进气阀开合时间的长短(duration),这凸轮以它的圆周作标准,度数越高代表进气阀开启时间越长。但要注意的是国际上并没有一套统一的duration度量标准,因此A品牌的270度凸轮轴并不一定比B品牌的260度凸轮有更长的开合时间。另一方面凸轮轴的选择也并不是角度越大越好,最重要的是它最大峰值的出现时间,因为一根最大峰值出现在4000rpm的凸轮轴在日常驾驶时提速会比另一根最大峰值在6000rpm后才出现的凸轮轴好(除非你每次都在6000rpm以上才换挡),而且太大角度的凸轮轴会使怠速不稳,启动乏力,容易发生熄火和排放超标等问题,不适合民用车的日常行车之用。除凸轮轴外,缸盖的进排气道和气门也可以进行打磨和抛光,作用是增加气密性和减少气流通过的阻力,有助提升整体的气流量。
缸体部分的改装
这部分可以改装的部件包括活塞、连杆、曲轴等。活塞是其中的灵瑰,它的形状尤其是顶部的凹凸大小对发动机的压缩比有决定性的影响(高压缩比=大功率),因此换上高压缩比活塞对动力绝对有帮助。在这里值得一提的是,如果把缸盖与缸体间的垫片换上特制的薄/厚型号也能有提升/降低压缩比的效果。此外,改装缸体其它部件并不能增加发动机的功率(除非是用于改变发动机的排量),但如果把它们强化和轻量化,会使发动机运转更轻快,提升反应效率之余亦可增强耐用性。另一方面,如果其它条件配合,换上短一点的连杆再配以相应的曲轴即可增长发动机的冲程,亦即增加了排量。在相同条件下,大排量发动机的功率一定比小排量的大,因此利用改装连杆和曲轴的方法来增加的排气量是一个成本低而功效大的方法(大家可以参考本期我们车队的上海大众高尔改装介绍)。当然大家也可以用扩大汽缸口径再配以大号活塞的方法来加大排量,但这工序涉及熟练的手工和精密的器材,在国内的大环境下我不建议采用。
其它部分改装
除上述方案外,针对NA车还有多款改装方法,例如转换大号的节气门甚至为每个汽缸配上独立的节气门,把缸盖上的气阀加工改大直径,再配以大号的节气阀等等都是非常有效提高发动机进气量的改装,但问题是国产车系列中适合如此重度改装的车型为数不多,加上这些改装配件并不容易找到,因此在这里我不多作介绍,日后有机会时再和大家详谈吧。