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汽车 改装 教程 资料
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汽 车 改装 教 程 点火系 统之改装 在 谈点 火系 统的 改装之 前 , 你 必须 先了 解 你的车 点火 系统 是否 仍维 持原设 计的 性能 , 确认 之 后再谈 改装 的 需求 。 火 花塞 是否 定期 更 换?火 花塞 的寿 命约 为一 万公里 。 冷热 值是 否正 确 ?这可 由拆 下的 火花 塞电 极状况 判断 , 太冷的 ( 散热 能力 太好 的 ) 电 极会 出现 黑色 积碳 , 太热的 电极 则会 呈现 白色 、 电 极熔 蚀 、 陶 瓷裂 开等 状态 。 高 压导 线是否 破损 漏电 ?电 瓶的 电压是 否充 足? (装 了高 功率的 音响 扩大 机后 , 是 否配合 换用 安培 数较 大的 电瓶? ) 点 火 正时是 否作 了正 确的 调整 ? 点 火系 统的 改装 是为 补 原有点 火系 统之 不足 ,改 装的目 标在 于缩 短充 磁所 需时间 ,提 高二次 电压 ,降 低跳 火电 压,增 长火 花时 期, 减少 传输损 耗。 其方 法可 由以 下几个 方向 着手 : 1. 高 压线 高压 导线 顾名 思义 就是 肩负着 传输 由高 压线 圈所 发出的 高压 电流 到火 花塞 的任务 。 一组 优良 的高 压 导线必 须具 备 最少的 电流 损耗 及避 免高 压电传 输过 程产 生的 电磁 干扰。 一 般车 上的 高压 导 线由于 包覆 材质 所限 ,因 此设计 成约 有5k 的 电阻 值, 以 防 止电磁 干扰 , 但这 电阻 值 确会降 低导 线的 传输 效率 , 造成 电流 的损耗 。 若 将 导线包 覆的 材 料改为 硅树 脂, 则 干扰 的 问题可 获得 解决, 电阻 值 也可大 幅降 低, 高 压电 流 因传输 而造 成 的 损耗 也可 降低, 这也就 是改用 『硅 导线 』 的 目的 。 改用 硅导 线绝 不可 能让 你的点 火系 统脱 胎换 骨, 但能收 强化 体质 之效 , 也 可为后 续的 点 火系统 改装 铺路 。 2. 火 花塞 : 铱合金 或钛 合 金系列 火花 塞具 有高 点火 性与防 污功 能 ,不 论是 加 速性或 长时 间的 速塞 车行 使, 都能 兼顾 得当。 极细 中心 电极 采用 最新、 铱合 金或 钛合 金材 料,可 产生 极大 火花 放电 ,电镀 高温 座耐 腐蚀 ,具 有 2450 ℃ 超 高耐温 度。 铱金 属或 钛金 属都具 有良 好的 散热 与抗 高温特 性。 点火 系统 的改 装是为 补原 有点 火系 统之 不足, 改装 的 目标在 于缩 短充 磁所 需时 间,提 高二 次电 压, 降低 跳火电 压, 增长 火花 时期 ,减少 传输 损耗 。 3. 负 极接 的系 统: 负极接 地系 统有 多条 电线 , 将连 接端 接在 电瓶 的负 极, 其 余的 接在 电气 设备 的接地 端即 可。 由于 强化 了电器 的电 能 传输效 果, 发电 机的 负载 从而减 轻, 因此 加速 更灵 敏, 旧 车或 系统 负载 较重 的车安 装后 更能 体会 到动 力无负 担的 效 果。 4. 电 容放 电系 统 电 容放 电点 火系 统就 是大家 熟知 的C DI (C apa ci ty D is cha rg e Ig ni tio n ) , 它是利 用每 次的 点火 间隔 , 将点 火能 量储 存于 电容 器的电 场中 , 点 火时 再一 次释出 , 因 此比 起传 统的 点火系 统能 产 生更大 的点 火能 量。 C D I的产 品中 知名 度较 高的 有UL TR A、 MS D、 其中特 殊的 要算 是M SD (Mu lt i S pa rk D is cha rg e) , 字面 意 义是: 多重 火花放 电。 它 在一次 点火 放电 的过 程中 可产生 多次 连 续的高 压放 电, 具有 极高 的点火 能量 (可 达一 般点 火系统 的十 倍) 。 如 此高 的点火 能量 可大 幅延 长火 花时期 , 也 由于点火 能量 ( 电流 ) 的大 幅增加 , 因此 必须 配合 将 火星赛 的电 极间 隙适 度的 加大 , 让 点火 能量 能 (电 流) 在一 次的 点火时 期正 好消 耗完 , 否 则未能 消耗 的能 量可 能会 寻找其 它的 方式 消耗 , 其 中可能 的是 在点 火系 统的 其它电 路中 取 一最短 的路 径, 如此 一来 点火系 统将 有烧 毁之 虞, 不可不 慎。 供油系 统的改装 供油系 统的 工作 原理 以 前谈 到供 油系 统时 还分为 化油 器和 燃油 喷射 系统两 种, 但是 就马 力输 出 、 燃油 效率、 废气 污染、 可 靠度. . . . 各 方面来 说, 化油器 比起 燃 油喷射 系统 可说 是一 无是 处, 所 以我 们可以 说: 化 油器的 时代 已经 过去, 它 已成为 历史 名 词,无 讨论 的价 值。 所以 ,以后 谈到 引擎 供油 系统 就是单 指燃 油喷 射系 统。 喷油系 统是 由燃 油输 送系 统、感 应器 系统 、电 脑控 制系统 所组 成。 它 的工 作原 理简 单来 说就是 利用 汽油 帮浦 将汽 油加压 以后 , 从 油箱 送进 高 压油路 , 经 过压 力调 整器 的 调节作 用, 使系统 中的 供油 压力 维持 在 2.0~2.5 Kg/c , 也就 是将送 到喷 油嘴 的汽 油压 力保持 在 2.0~2.5Kg/c (30~38psi )。同 时由 各感 应器 将引 擎的进 气量 及运 转状 态以 电压讯 号的 形式 传送 到供 油电脑 (ECU:Electronic Control Uni t ),ECU 根 据这 些电 压讯 号加以 分析 ,算 出所 需的 喷油量 ,也 就是 算出 喷油 嘴的喷 油时 间, 然后 再将 喷油讯 号传 送到喷 油嘴 的线 圈, 喷 油 嘴接受 喷油 讯号 后, 将 喷 油阀打 开, 汽油便 喷到 进 汽门前 方的 进气 岐管 内, 再随着 进汽 门 的打开 进入 汽缸 内。 喷射系 统的 分类 一、依 喷射 (喷 油嘴 )位 置分类 : 1、 节 气阀 体喷 射式 (Throttle Body Injection ) 又 称为单 点喷 射 (SPIingle Point Injection ) , 只使 用 一或二 支喷 油嘴, 装在 节气阀 上方 , 以较低 的压 力喷 出汽 油, 汽油与 流经 节气 阀的 空气 形成混 合气 后, 必 须先 通 过进气 歧管 再 由进汽 门进 入汽 缸。 但 是 油气流 经进 气歧 管时, 部 份油气 会在 歧管 壁附 着, 并且会 因进 气歧 管的 形状 、 长度 不同而 造成各 缸混 合气 分配 不均 。因为 油气 从节 气阀 到汽 缸必然 会有 的时 间延 迟, 因此引 擎加 速时 的反 应会 较慢。 2、进 气口 喷射 式(Port Injection ) 又称 为多点 喷射 (MPI:Multi-PointInjection ),每 一缸 的进 汽门 口之 前各有 一 支喷油 嘴, 对准 进汽 门, 以 2~5Kg/c 的高压 将汽 油 喷出, 而与 进气 歧管 中的 空气一 起进 入汽 缸, 形成 混合气 。如 此一来 进入 各汽 缸油 气的 混合比 得以 平均 。 二、依 喷油 方式 分类 : 1、 连 续喷 射式 (Continuous Injection ) , 又 称机 械喷射 式, 喷油 嘴在 引擎 运转时 不断 的喷 油, 而喷 油量的 控制 是 经由改 变供 油压 力来 达成 。 2、 程序喷 射式 (Timed-Manifold Injection ) , 使 用电子 式喷 油嘴 , 需 要喷 油时将 喷油 嘴的 线圈 通电 , 使 柱塞因 为 磁力的 作用 而往 上提 升, 喷油嘴 便可 喷油 。喷 油量 是由喷 油时 间的 长短 来控 制,单 位是 微秒 (ms )。 由 于机 械喷 射已 经是 过时的 设计 , 因此 目前 市 面上的 车种 几乎 都采 用效 率及经 济性 较佳 的程 序式 喷射 。 而 单点 喷射除 了价 格较 低 、 结 构 简单外 , 也无 任何 可和 多 点喷射 媲美 之处 , 况且 它 还有许 多和 化油 器相 同的 缺点 (效 率低 、 各缸油 气分 配不 均) ,因 此多点 喷射 (MPI ) 可说 是现代 喷射 供油 系统 的主 流。举 例来 说:OPEL CORSA 手 排和 自排车 型 , 同 样1 . 4升 的引擎 , 就只 因为 多点 和 单点这 一字 之差 , 马力 相 差了2 2匹 。 要知 道 , 若 想经由 事后改 装让引 擎马 力提 高2 2匹 ,花费 可能 不小 于六 位数 ,读者 不可 不慎 。 由 此可 知多 点、 程序 式喷射 系统 将是 现代 引擎 的唯一 选择 。 此 外, 结 合 了电脑 喷射 供油 控制 系统 和自动 变速 箱 控制系 统的 『集 中式 引擎 管理系 统』 更是 目前 汽车 设计的 趋势 。 它 将两 者的 工作特 性充 份协 调、 整合 , 让引 擎与 传 动系统 的效 率得 以充 份发 挥。 叁、依 空气 流量 检测 方式 分类: 进 气量 的检 测方 式分 为直接 和间 接两 大类 ,一 种是以 进气 歧管 绝对 压力 感应器 (MAP Sensor :ManifoldAbsol ute Pressure Sensor ) 测 出的进 气歧 管压 力和 引擎 转速间 接计 算求 得 。 另 一 种则是 以空 气流 量计 直接 测得 。 较 常见 的空气 流量 计有 叁种 : 翼 板式、 热线 式、 卡鲁 曼涡 流式。 目前 市场 上的 车种 是以 MAP 及热 线式 空气 流 量计为 大宗 。 供油量 的计 算 供 油量 的多 寡是 以喷 油嘴燃 料喷 射时 间的 长短 来计算 , 供油 电脑 (ECU ) 根 据空 气流 量 、 引 擎转 速、 及各 个 感 应器所 提供 的补 偿讯 号 , 利用原 先设 定的 供油 程式 算出所 需的 供油 时间 , 这 个供油 程式 我们 可以 用图 形的方 式来 表 现。 ECU 所算 出的 燃料 喷 射时间 是 『基 本喷 射时 间 』 、 『补偿喷 射时 间』 和 『无效喷 射时 间』 的 总和 , 单位是 微秒 (ms ),1ms =0.001 秒 。其 中喷 油嘴 在单 位时 间 内所喷 出的 汽油 量是 由喷 油嘴本 身口 径的 大小 及喷 油压力 大小 所 决定。 一、基 本喷 射时 间 基 本喷 射时 间是 由进 气量 ( 此处 是指重 量) 和 引擎转 速所 决定。 当你 踩 下油门 踏板 时, 控 制的 是 节气阀 的开 启 角度 , 开 度越 大进 气量 越 大, 供油 电脑 根据 空气 流 量计测 出的 进气 量及 当时 的引擎 转速 来和 预先 所设 定的供 油程 式 比较后 ,算 出所 需供 油量 和相对 的喷 射时 间。 二、补 偿喷 射时 间 补 偿喷 射也 就是 一般 人所称 的 『 提速』 , 它是 由各种 感应 器侦 测出 引擎 当时的 工作 状况 及负 荷, 将讯号 传给 电 脑 (ECU ) 以后 , 算出 所 需额 外 的供 油量 , 用以 维 持引擎 稳定 、 顺畅 的运 转。 补偿喷 射程 式的 设定 是一 复杂的 工作 , 也因车 而异 。 一般来 说的 补偿 喷射 程式 大致有 下列 几项 : 1、冷 车启 动补 偿 2、暖 车补 偿 3、怠 速后 启动 补偿 4、高 温时 补偿 5、加 速补 偿 6、高 转速 、高 负荷 补偿 7、理 论空 然比 回馈 补偿 8、断 油控 制 叁、无 效喷 射时 间 喷 油嘴 从线 圈通 电到 全量喷 油之 间会 有一 段延 迟时间 , 称 为 『开 启延 迟 』 , 而线 圈断 电后 到完 全 停止喷 油也 有 一段延 迟时 间, 称为 『关 闭延迟 』。 由 于开 启延 迟时 间大 于关闭 延迟 时间 , 所以 实 际的供 油量 将少 于所 需 , 而开启 延迟 时间 减掉 关闭 延迟时 间就 称 为 『无 效喷 射时 间』 。 为 了得到 正确 的供 油量 , 必 须把无 效喷 射时 间算 进去 , 也就 是说 在算 出供 油量 以后要 再加 上 无效喷 射时 间喷 出的 油量 才会和 所想 要的 相同 。因 此,无 效喷 射时 间也 可视 为补偿 喷射 的一 项。 供油系 统的 改装 引 擎的 最佳 空燃 比 为 14.7:1 ,但 若在 高转 速、 高负荷 时若 想要 求得 较高 的引擎 出力 ,通 常要 将空 燃比提 高到 12:1~13:1 。 供油 系统 的 改装就 是要 『在 适当 的时 候适量 的提 高供 油量 』, 让空燃 比适 度变 大, 这『 适时』 与『 适 量』也 是判 断供 油系 统的 优劣, 够不 够聪 明的 依据 。 喷 射供 油系 统的 改装 可分为 改硬 体和 改软 体两 大类 , 改 硬体 的目 是要 提 高单位 时间 的供 油量 。 改 软体主 要是 改 变它的 供油 程式 , 由于 原 车的供 油程 式是 考虑 了废 气控制 、 油耗 经济 性 、 运 转 稳性定 、 引擎 材料 耐用 性 所得的 设定 , 所以在 马力 的输 出表 现上 , 往往 无法 达到 注重 性能 的使用 者的 需求 , 例 如大 家最殷 切需 求的 高转 速、 高负荷 时的 表 现,往 往呈 现供 油量 不足 的窘况 ,这 时就 有赖 改装 软体来 达成 。以 下我 们就 针对供 油系 统的 改装 项目 ,一一 说 明 。一、调 压阀 在 多点 喷射 油路 系统 中的压 力调 整器 , 它负 责 对喷油 嘴提 供一 固定 的压 力, 压力 越大 那麽 相同 的 喷射时 间喷出 的汽油 量越 多 。 调压 阀是 装置在 压力 调整 器之 后的 回油管 , 经由 调整可 将喷 油嘴的 喷油 压力 提高 (一 般约可 提高 2 0% ) , 进 而达 到不 更动 供 油模式 的情 况下 增加 喷油 量 ( 约可 增 加 5%~10% ) 。 加 装调 压阀 可说 是供 油 系统的 改装 中最花 费最 便宜 的, 其安 装也相 当容 易, 只不 过在 调整压 力时 ,需 借助 汽油 压力表 才能 量测 调出 的压 力。 目 前市 场上 ,对 换排 气管、 改进 气装 置、 换高 压缩比 汽缸 垫片 、装 MSD 点 火系 统, 这类 小幅 改 装的车 ,通 常 用加装 条压 阀来 弥补 其高 转速时 喷油 量的 不足 ,效 果不错 而且 经济 。事 实上 ,调压 阀就 是 MSD 点 火 系统的 附属 配件之一 。 在 此要 告诉 大家 一个小 常识 , 若 你的 车在 静止起 步油 门踩 下的 瞬间 会出现 短暂 的爆 震现 象, 装个调 压阀 也 许就可 改善 。 二、喷 油嘴 喷 油嘴 的大 小决 定了 单位时 间的 喷油 量 , 改 用 口径较 大的 喷油 嘴是 提高 喷油量 的最 直接 方法 , 要 换到多 大则 需 视引擎 的改 装程 度而 定。 改 喷油嘴 最大 的困 难是 可相 容喷油 嘴的 取得 , 通 常同 车 系或同 系列 引擎 的喷 油嘴 才可相 容, 最常见 的就 是喜 美可 换用 雅哥的 喷油 嘴, 可增 加 约 25% 的 喷油 量。 改 调喷 油嘴 所获 得喷 油量的 增加 是全 面性 的, 也就是 从低 转速 到高 转速 喷油量 都会 增加 , 这 可能 会造成 中、 低 转速时 的供 油过 浓, 导致 耗油量 增加 和运 转不 顺。 通常 ” 动 过大 手术 ” 的引 擎 才会需 要大 幅的 增加 供油 量,一 般车 主 所需要 的通 常是 高转 速和 重负荷 时适 度的 增加 喷油 量, 这就 有赖 软体 的改 装 才能达 成 。 但 有个 情况 就 是引擎 大幅 改 装后 , 也 许高 转速 时所 需 的喷油 时间 比引 擎运 转一 个行程 的进 气时 间还 长 , 造成喷 油嘴 持续 的喷 油都 无法提 供足 够 的油量 ,这 时加 大喷 油嘴 已是必 然的 选择 。 叁、供 油电 脑晶 片 车 厂在 设计 一具 引擎 时便已 将原 先设 定好 的供 油程式 烧录 在 ROM 上 , 这个程 式通 常是 油耗 、 污 染、 运转 平顺 度等条 件妥 协下 的产 物, 而且是 不可 更动 的。 就因 为不可 更动 ,所 以若 想 改 变供油 程式 就必 须换 用另 一种模 式的 ROM 。 通常 专业 改装 厂都 会供应 种车 型的 改装 用电 脑晶片 , 改 装时 要先 把原 电脑的 晶片 取下 (通 常原 厂供油 电脑 的ROM 都 直接 焊在 电路 板 上) , 焊 上一 个 IC 座 (如 此一来 可方 便日 后再 更换 ) , 再插 上改 装用 的晶 片 。 如 此所 得的 供油程 式仍 是固 定的 , 它 只是对 原车 的程 式做 修正 , 其 中很 重要 的一 项是 可 将补偿 喷射 程式 中的 断油 控制时 间延 后 甚至取 消不 再有 断油 之限 制。 要 注意 的是 每一 种改 装用晶 片都 有它 设定 的适 用条件 (也 就是 改装 的程 度) , 改 装时 必须 选用 和 您爱车 改装 状 况相近 的晶 片, 才 能得 到 最佳的 效果 , 否则 可 能 适 得其反 。 晶 片的选 用唯 有 寻求经 验丰 富的 改装 厂咨 询。 一 个晶片 一种供 油程 式, 聪明 的读 者一定 会想 到: 如果 装上 两个、 叁个 , 结 果又 如何 呢?没 错, 国内 以前 就有 改装厂 将两 个 或叁个 不同 供油 模式 的晶 片, 同 时装 在同 一片 电路 板上, 驾驶 人可 由一 个外 接到车 内切 换开 关, 随意 选择所 需的 供 油模式 ,就 有如 切换 自动 变速箱 的P 档、 E档 、S 档一般 ,以 应付 不同 车主 的需求 。 四、可 变程 式供 油电 脑 这 是供 油系 统改 装中 最贵也 最有 效的 一项 , 在 国内改 装界 最为 大家 所熟 悉的就 是 HALTEC 电脑 。 经由这 个电 脑 车主可 依照 爱车 引擎 的改 装程度 , 配 合空 燃比 计的 测 量, 设定 出最 佳的 供油 程式, 也就 是前 文所 提的 基本喷 射程 式 以及各 个补 偿喷 射程 式都 可利用 外接 手提 电脑 任意 更改 。 它 与改 晶片 最大 的 不同 , 也 是它 最大 的优 点 是日后 引擎 再 作更动 、 改 装时 , 若 出现 原有供 油程 式不 合用 情况 , 可经 由程 式的 修正 立刻 获得解 决。 改装 可变 程式 电脑后 , 原 车 的供由 电脑 便废 弃不 用 , 但较高 等级 的电 脑能 将原 车的所 有感 应器 功能 悉数 保留 , 也 就是 说各 种供 油 补偿程 式都 可 正常运 作, 也可 更改 ,不 因获得 高性 能而 将运 转顺 畅度与 实用 性牺 牲。 改 装可 变程 式供 油电 脑的最 大困 难并 不在 于安 装, 而是 供油 程式 的设 定 与最佳 化修 正 。 这 往往 需 要借 助 经验 和 仪器, 经由 不断 的测 试才 能达成 。 目 前改 装厂 的作 法是先 选定 一个 基本 模式 为基础 , 再 经由 实际 的运 转和测 试逐 步 的修正 ,直 到满 意为 止。 供 油系 统的 改装 最大 的 Know-How 在 于软 体的 设定 , 但 随着 电脑 科技 的 进步 , 体 积越 来越 小、 记 忆体容 量越 来 越大、 功能 越来 越强, 未 来的引 擎供 油系 统也 许已 经没有 改装 的必 要, 因为 具备多 重模 式和 自我 学习 功能的 供油 系 统在不 久的 将来 将会 出现 。 也许 以后 你车 上的 供油 系统, 行驶 在市 区、 山路 、 高速 公路 、 乡 间小 路将 各有不 同的 供 油模式 。到 那时 谈供 油系 统的改 装就 没有 意义 了! 气门的 改装 气门机 构的 构成 最基 本的 汽门 机构 是由 凸轮轴 、汽 门摇 臂、 汽门 弹簧、 汽门 导管 、汽 门本 体及汽 门座 所组 成。 汽 门 机构与 曲轴 的关系 汽 门机 构运 作的 动 力来源 是来 自引 擎的 曲轴 , 由 连接 于汽 缸曲 轴上 的 时规齿 盘以 时规 条 来带 动 连接于 凸轮 轴末端 的另 一个 时规 齿盘 , 两个 齿盘的 齿比 是 1:2 , 也就是 说经 过四 个行 程后 曲轴转 了 720 , 而凸 轮 轴只转 了 36 0 。 有了 这些 驱动 装置 , 凸轮轴 便能 随着 引擎 运转 而转动 ,平 时因 为汽 门弹 簧的弹 力作 用而 关着 的汽 门,当 凸轮 轴上的 凸轮 转到 凸面 时, 由凸轮 推动 汽门 摇臂 ,汽 门便被 打开 ,之 后再 随着 凸面的 离开 及汽 门弹 簧的 作用而 关 闭。 凸轮轴 转速 是引 擎转 速 的 1/2 , 而进 排气 门也 就因 固 定的凸 轮角 度而 呆板 的工 作着。 引擎运 转的 基础 典型 在 谈汽 门机 构的 工作 特性之 前, 我们 必须 再确 认一次 四行 程引 擎的 四个 行程: 进气 、 压 缩、 爆 发 、 排气 周而 复 始。 进气 时进 汽门 打开 , 活塞由 上往 下, 有如 针筒 作用一 般将 空气 吸入 气缸 。压缩 时进 汽门 关闭 ,此 时汽缸 形成 一密闭 的空 间, 活塞 由下 往上压 缩油 气, 而压 缩比 就是活 塞在 下死 点和 上死 点时汽 缸容 积比 例。 油 气 压缩后 ,火 星塞点 火引 燃油 气产 生爆 发, 由爆 发后 产生 的大 量 气体将 活塞 往下 推到 下死 点。 爆发 也是 引擎 四个 行 程中唯 一的 动 力产生 行程 ,其 他叁 个行 程都是 需要 消耗 动力 的, 这也就 是为 什麽 四行 程引 擎比二 行程 引擎 ” 反应 慢 ” 的原因 ,因 为 二行程 引擎 每两 个行 程就 有一次 是动 力产 生行 程, 而四行 程则 四次 才有 一次 。 爆发 过后, 排汽 门打 开 , 活塞 由下往 上推将 汽缸 内燃 烧后 的 气 排出, 活塞 到上 死点 后关 闭排气 门, 并打 开进 气门 ,准备 下一 次的 进气 。 汽门正 时 引 擎运 转时 活塞 与汽 门运动 之间 相对 关系 的基 础典型 在现 实的 引擎 运转 时却会 遇到 几个 问题 : 首 先进汽 门从 打 开到进 气之 前会 有延 迟, 因 为进汽 是由 于活 塞向 下先 形成真 空, 进而 由于 汽缸 内 外压力 不同 才使 油气 被吸 入汽缸 内。 (各位 若有 使用 针筒 吸过 墨水, 你便 可清楚 这一 过 程。 ) 此 汽门 从开 始动 作 到完全 打开 也需 要时 间, 而基于 上述 原 因,若 能让 进气 门在 活塞 向下之 前先 打开 ,则 将可 充分利 用这 整个 的进 气行 程。 如果 排汽 门在 排气 行 程尚未 开始 时先打 开, 可以 减少 活塞 上升时 的阻 力, 此外 活塞 由下而 上到 达上 死点 时, 汽缸内 的 气并 未能 完全 的 排出, 这时若将排 气门 关闭 的时 间延 后,便 可利 用由 进汽 门引 入的新 鲜油 气, 将残 馀的 气” 挤” 出 去, 尽量 减少 气 的残留 影响 引擎的 动力 输出 。 以 上汽 门与活 塞间 的相 对关 系若 以具体 的图 形来 表示 , 就 称为 『 汽门 正时 图』 。 而 早开的 进汽 门 和晚关 的排 汽门 会造 成有 进排汽 门同 时打 开的 重叠 情况, 称为 『 汽门 重叠 (Valve overlap ) 。 引擎 高转 速运转 时 若 能增加 汽门 重叠 角度 , 将 可抵消 因高 速运 转而 凸显 的进气 延迟 现象 (其 实高 、 低转 速时 进汽 延迟 的时 间是大 约相 同 的, 只 不过 高转 速时 进气 时间缩 短, 则进 汽延 迟所 占的时 间比 例便 相对 提高 ) 。 但 汽门 重叠 角度 大的 『高转 速型 凸 轮』 , 虽 然具 有较 佳的 高 转速动 力表 现, 但 在低 转 速运转 时, 将 因为 汽缸 真 空度不 足及 吸入 油气 的流 失而造 成容 积 效率降 低, 导致 低转 速动 力不足 、怠 速运 转不 稳的 后遗症 。 凸轮的 特性 汽 门机 构的 设计 目标 就是要 让进 气愈 多, 排气 愈 干净 。 除 了汽 门正 时外 , 汽门 尺寸 、 扬 程、 加 速 曲线都 会影 响 进排汽 效率 。这 些因 素乃 是由凸 轮轴 (Cam Shift ) 的凸轮 形状 及凸 轮轴 与曲 轴的相 对位 置所 控制 。凸 轮的形 状是 以一圆 为基 础 , 称 为 『基 圆』 , 并由 汽门 的开 启角 度及关 闭角 度 的 1/2 决 定 开启点 及关 闭点 ( 凸轮 的 转速是 引擎 曲 轴转速 的 1/2 ) , 在 决定 扬 程之后 , 凸轮 的基 本雏 形 就已出 现 , 最 后还 要根 据 汽门加 速曲 线的 需求 修正 凸轮的 轮廓 。 汽门全 开时 与关 闭时 的高 度差就 称为 『扬 程』 (Lift ),也 可说 是凸 轮的 基圆 的中心 到凸 峰的 距离 减掉 基圆的 半径 所得的 值。 而汽门 开始 动 作到完 全打 开或 关闭 所需 的时间 长短 与凸 轮轴 角度 的关系 称为 『汽门 启闭 加 速度』 , 以图 形表现 就成 为 『汽 门启 闭 加速曲 线』 。 而引 擎的 容 积效率 正可 由汽 门扬 程与 凸轮角 度所 构成 的曲 线图 形来判 断。 曲 线下所 围成 的面 积越 大则 容积效 率越 高 。 当 汽门 尺 寸及汽 门正 时不 变时 , 汽 门急开 急闭 可得 到最 佳的 容积效 率 (也 就是提 高汽 门加 速度 ) , 当然最 好是 瞬间 打开 或关 闭, 但 这在 考虑 对汽 门座 的冲击 力及 受到 传统 凸轮 系统的 先天 限 制(必 须以 圆弧 面接 触以 维持机 构运 转之 顺畅 ), 并不可 能达 成。 此外 适度 的提高 汽门 扬程 也可 提高 容积效 率。 汽门机 构的 改装 : 1 . 进 、 排 气道 的抛 光 进 排气 道的 抛光 可减 少 气道表 面之 粗糙 度, 其效 果可分 为二 方面 : 一是 抛 光后, 平滑 的表面 可有 效降 低进 排气 阻力 、 减 少空 气流 经气 道 时在气 道表 面产 生停 滞的 现象 ; 一 是抛 光后 可适 度 的加大 气道 口 径,这 加大 的幅 度并 不算 很大, 可视 为抛 光后 所带 来的附 加效 益, 因为 强度 的考量 无法 大幅 的加 大。 抛光后 可加 快进气 或排 气的 流速 ,也 就是加 快进 气时 的填 充速 度,在 有限 的气 开启 时间 内,进 量及 迅速 排气 将残 馀 气 排得 更 干净, 提高 引擎 的进 气效 率及减 少残 留 气所 带来 的 冲淡效 果。 2 .汽 门打 磨 汽门 的 打磨可 分为 两个 部分 ,一 是进汽 门头 的打 磨; 一是 排汽门 头背 面的 打磨 。进 汽门头 的打 磨使汽 门头 的部 份, 凹 的 弧度更 大, 让进汽 门打 开 空气进 入汽 缸时, 由于 汽 门头的 弧度 使其 产生 涡流 , 加速 油汽的 混合。 而汽 门头 背面 的适 度打磨 则可 造成 在排 汽时 在排汽 门附 近产 生涡 流, 造成排 汽的 回压 , 如 此一 来就可 再进 一 步加大 排气 管的 口径 ,因 为一部 份回 压的 问题 已交 由汽门 负责 。 3 .凸 轮轴 凸 轮轴 可 视为汽 门机 构的 灵魂 ,因 为汽门 运作 的一 切性 能举 凡:启 闭的 正时 角度 、汽 门重叠 、扬 程都是 由凸 轮的 形状 所决 定。 为 了方 便说 明我 们就 以 两支不 同角 度 的 Lancer 1.6 的 4G92 SOHC 引擎 改装 用凸轮 轴 的数据 来比 较。 首先 是『 扬程』 :A 凸 轮是 进气 0.373 寸 、排 气 0.377 寸,B 凸轮则 进、 排气 都 是 0.432 寸。 开启时间(Duration ):A 凸 轮 是进 气 258 、 排气 262 ,B 凸轮 则是 进气 275 、排 气 270 。 而最 重要 的开启 时机 (Timing):A 凸轮 是进 气提 前 20 开 、延 后 58 关,排 气提 前 62 开、 延 后 20 关,B 凸轮 则是 进 气提 前 32开、延后 63 关 , 排气 提前 63 开、 延后 27 关 。 把 这提 前和 延后 的角 度 再加上 一个 行程 固定 的 180 ,就会 得到前 面所 提的 开启 时间 。 而 汽门 重叠 角度 则可 由 进气提 前和 排气 延后 的角 度相加 得到 : A 凸轮 40 , B 凸 轮: 59 。 由这些 数据 再与 原厂 的凸 轮角度 数据 相比 较, 就可 大致判 断出 一 支 CAM 的基 本性能 。 另一项 关系 汽门 工作特 性 的 因素是 :汽 门启 闭加 速曲 线。虽 然一 般 的 CAM 制造 厂并不 会提 供此 一资 料, 但我们 仍可 以从 凸轮 的外 形轮廓 来做 个概略 的判 断。 依其 外形 及性能 特性 大致 上可 分为 下列几 种典 型:A : 基 圆大 、 扬程 短的, 其特 性是 低 速扭力 良好 , 出力平 顺, 但高 速运 转则 较差, 适合 需要 平顺 扭力 的 RALLY 赛车 。B : 基圆 小、 扬 程长 的, 其 特性 是 高转速 表现 良 好但低 转速 其则 软弱 无力 , 动 力衔 接性 不良 , 尤其 怠速可 能抖 动严 重 , 动 力 要到高 转 速 才会 『 突然 』 涌现 。 一 般来 说场地 车赛 都会 采用 此 种 CAM , 尤其 是在 大型跑 道 上比赛 的赛 车, 力道 在 5000rpm 后才 出现 的设 计是 常有的 。C : 基圆大 、 扬 程长 和基 圆小 、 扬程 短的 设计 , 一 般量 产型车 量大 多属 于这 一种 , 性能 表现 是较 中庸 的。 这时你 或许 会 问:道 路用 的改 装 CAM 是 属于那 一种 ?我 们给 你的 答案是 :中 庸但 『稍 微』 偏高转 速型 的。 至于 偏多 少则视 原车 供油电 脑及 汽门 弹簧 的设 计馀欲 及匹 配程 度而 定。 当然车 主能 忍受 的抖 动程 度也是 必须 考虑 的。 4. 汽门 、 弹 簧及 其它 配件 汽门 的重 量及 启闭 时 加速度 对汽 门弹 簧及 整个 汽门机 构所 造成 的负 荷 , 对动力 表现 及稳定 度、 耐用 度有 极大 的影响 ,若 能换 上轻 量化 的汽门 ,则 对汽 门机 构运 转的反 应将 有相 当大 的助 益。 汽门 弹 簧之所 以要 改装 ,最 主要 目的是 为了 配合 改 了 CAM 后所造 成的 扬程 及汽 门加 速曲线 的改 变, 如此 才能 充份发 挥其 所欲达 到的 性能 要求 。 若 是 CAM 改变 不大 或弹 簧仍 足敷所 需, 则改 弹簧 的这 笔预算 就可 省了 。 有一 项 不能省 的就 是可微 调的 汽门 时规 齿盘 ,如此 才可 做到 准确 的汽 门正时 调整 (归 零) 。普 通的时 规齿 盘一 齿 是 7 ~10 , 调整 时只能 以一 齿为 单位 ,无 法做更 精确 的微 调, 造成 汽门无 法在 最适 当的 时机 启闭, 如此 一来 将失 去改 装 CAM 的原 意。 其它 如摇 臂, 汽门 套 筒等配 件若 有需 要则 也要 配合改 用强 度高 、轻 量化 的改装 部品 ,应 付高 转速 之所需 和减 轻机构 之负 荷。 最 后, 如 果你对 汽门 机构 做了 大幅 度的改 装, 你得 去考 虑供 油系统 配合 的问 题, 必要 的话也 得一 并改装 ,但 如此 一来 花费 将是可 观的 ! 传 统的 汽门 机构 的运 作是呆 板的 , 无法 同时满 足高 、 低 转速 之需 求, 可 变汽门 正时 系统 便因 应而 生, 如 HOND A 的 VTEC ,NISSAN 的 NVCS ,BMW 的 VACC 都 是这 一类的 设计 , 其 中 NVCS 及 VCSS 系统 改变 的是 凸 轮轴的 相位 (正时 ) ,VTEC 则是 同时 有高、 低两 种凸 轮供 切换 , 尤其 到了 6代 Civic 更 已 发展到 有3 种凸 轮在 切换 , 充份 应付 高、中 、低 不同 转速 之需 求。也 许在 不久 的未 来, 你我将 不用 再为 改 装 CAM 而烦恼 ,因 为汽 车工 程师 已经为 这个 问题做 了妥 善的 解决 。 引擎的 改装 前言 引 擎内 部组 件的 改装 主要是 利用 轻量 化 、 高 强 度的材 料制 成的 高精 密度 组件以 减少 内部 动力 的损 耗, 除了 达到 动力提 升的 目的 更要 兼顾 可靠度 及平 衡性 提升 。 要 兼顾轻 量化 和高 强度 则有 赖材料 科技 的进 步 , 由 于 高科技 合金 或复合材 料的 应用 配合 上精 密加工 技术 , 使得 现代 的 高性能 引擎 不但 单位 容积 所能产 生的 马力 大幅 提升 , 可 靠度 及经 济性也 能 同 时获 得改 善。 笔者在 此必 须再 次强 调: 引擎内 部组 件改 装并 不全 然是为 了马 力的 提升 ,更 重要的 是为 了引擎 的可 靠度 及平 衡性 。 因 为拥 有强 大爆 发力 的 高性能 引擎 和炸 掉的 引擎 只在一 线之 隔 , 差 别就 只 是在精 密度 要 求的不 同, 『 洋枪 』 与 『 土炮 』 最大 的不 同就 在此 而已 , 或许 两者 之间 仅是 千分之 几寸 的差 异, 但在 引擎的 改装 规 则里是 没有 妥协 的, 『失 之毫 差之 千里 』、 『吹 毛 求疵』 用在 这里 是最 适当 不过了 。 汽门的 改装 汽 门的 科技 在过 去几 年有很 大的 进步, 主要 的 改变在 于材 质的 进步 及精 密度的 提高 。 高效 率的 进 、 排气, 环保 法规的 要求 ,均 有赖 材质 精良 的 汽门 。而 汽门 改装 的原则 是: 在不 影响 强度 的情况 下尽 可能 的减 轻汽 门的重 量。 动作精 确的 汽门 是高 性能 引擎的 基本 要件 , 专业 改 装厂通 常会 提供 不同 的汽 门组合 供消 费者 选择 , 引 擎的装 项目 越 多汽门 机构 的精 确度 的要 求就越 吹毛 求疵 ,所 以设 定汽门 时必 须要 同时 考虑 与凸轮 轴及 汽门 摇臂 的配 合。 原厂 的 汽门通 常都 有适 当的 材质 和大小 ,但 是如 果有 需要 的话可 适度 的换 上较 大或 较小尺 寸的 。汽 门的 材质 是很重 要 的 , 目前的 改装 用汽 门通 常用 钛合金 作为 材料 以求 强度 的提升 及轻 量化 的要 求 , 但是一 套钛 合金 的汽 门价 格并不 低 。 而 有的是 将汽 门的 背部 切削 或用中 空的 设计 以 达 到轻 量化的 目的 , 又有 时会 把 汽门表 面做 成漩 涡状 , 以 利在汽 门开 启 时能气 体的 流动 。 汽门 的 热度可 经由 与汽 门座 接触 时经由 汽门 座传 出达 到散 热的目 的 , 是 汽门 最重 要 的散热 途径 。 因此, 汽门 座的 配置 必须 非
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