改装汽车发动机的“呼吸”系统,进排气道的改装,通畅就是加强
进、排气道的改装
进、排气道的改装可分成形状及材质两方面。进、排气道截面的形状,大体有矩形、圆形和修圆角的矩形3种。进、排气道的形状对进气的效率有一定的影响。在各种工况下,修圆角的矩形截面管道的进气效率较好。进、排气道的形状应和原先发动机的进气道的形状尽量保持一致,进、排气道的截面积应和原先的相符。进、排气道的长度应该考虑进气道内的动力效应。
进、排气道的材质应考虑吸热少及重量轻,目前常用的材料有工程塑料或碳纤维,其吸热少的特性,能让进、排气的温度少受发动机室的高温影响,可以使进气密度提高,单位体积内所含的氧气量得到增加而提高发动机的功率。
进、排气道的内壁应光滑,尽量减少弯曲,使进、排气的沿程阻力减少,进气会较充分,排气阻力减小。
进、排气道的拋光可减少气道表面之粗糙度,其效果可分为两方面:一是拋光后,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;二是拋光后可适度加大气道口径,加大的幅度并不算很大,可视为拋光后所带来的附加效益,因为强度的考量无法大幅加大。拋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,在有限的开启时间内,增加进气量,以及迅速排气将残余废气排得更干净,提高引擎的进气效率及减少残余废气所带来的冲淡效果。
排气道的拋光主要过程(进气道同样类似):首先用小型打磨工具粗拋光,已经粗拋光好的排气道,换比较细的打磨工具再细拋光并且随时用排风吸尘器清除铝屑,最后用细砂纸拋光并且随时用排风吸尘器清除铝屑。
进气道的拋光仅用粗刨刀粗拋光,粗糙度不要太低,进气道一侧有喷油嘴喷汽油进来,加强雾化效果。
日系车改装进气歧管的改装与实例
进气歧管的作用是把流经进气道的气体分配到各个汽缸去。在多缸发动机上,应使各缸进气歧管的长度尽可能相同,采用等长并独立的进气歧管,避免各缸气流之间的干扰。转速不同,所需进气管长度也不同,一般高速发动机配用较短的进气管,低速发动机所需的进气管较长。由于汽车内燃机使用的转速范围较宽,配用进气管时,应在常用转速区考虑其
长度,以有效利用进气的动态效应。
进气歧管包含了控制进气的节气门,而根据节气门配置上的不同,又可分为空气从节气门后平均分供给各缸使用的单喉式,和每个汽缸独立使用单一节气门的多喉式,也称为多喉直喷系统。一般的汽车碍于维修的方便性及成本的控制,通常都采用单喉节气门设计。而高性能跑车,为了追求高峰值功率、瞬间和后段加速力,不考虑成本价格的因素,直接使用多喉直喷系统。
普通的进气歧管
单喉进气歧管的改装
单喉进气歧管的改装以加大节气门为主。原厂节气门可经加工增加其孔径,传统的加工方法就是像镗缸一样增大直径,各种发动机原厂进气歧管的直径各不一样,一般可加大5~6mm,少数只能增加3mm。而节气门加大最重要的一点是,加大的蝶阀阀片能否确实和阀体密合。因为阀门片和阀体在关闭时并非平行,而是会有1°~2°的斜度,为了能使二者真正密合不漏气,蝶阀阀片两边不同向的角度应该有2°~3°的斜差。节气门闭合得是否严密,直接影响到怠速的稳定与否,更换了加大的节气门后,若发现怠速不稳或油门卡滞,有进气不顺畅的感觉,主要原因是加工精度的问题。
原厂歧管的改造内孔抛光也是一个改装的途径,可以采用内部抛光的方法。原厂的歧管都是铸造而成的,内壁粗糙,直接影响气流的经过。由于歧管本身弯曲度颇大,内孔加工有一定的困难度,国外现今已有生产更大型的储气室和管径的歧管。这也是从多喉系统衍生出来的产品,也是将歧管部分缩短,内孔径增大,尽量达到等长,且配合喇叭口的形式,加上内壁光滑处理,使得单节气门歧管也有多喉歧管的优点,可以大大提升进气效率,尤其在高转速和加速时起着决定性的作用。
其他强化的手法还有加大节气门后的歧管部分,以配合节气门进气,也能增加储压的效能。
在歧管和节气门改装后,还要注意混合比的调校。多增加的进气量,如果没有适量的供油来配合,依然无法使发动机充分发挥性能。
多喉进气歧管的改装
多喉直喷系统节气阀有效面积增大,还设有增加节气室,可使歧管达到短距离等长度、直线度好等合乎理论上的要求,进而配合进气喇叭或阀门变化而避免进气产生相互干涉,确保发动机各缸获得较高的进气效率。
近几年日系的AE101/111、BMW的M3、保时捷的911RSR、法拉利车系等高性能车,基本都是多喉直喷系统。增压的高性能车辆想要有更好的性能表现,也都是采用多喉系统。
一般来说,进气歧管的长度、口径的大小影响了发动机的输出特性。多喉系统整体表现的最佳部分集中在中、高速,愈短的进气歧管,空气进入汽缸内的效能也就愈好,高速功率输出也会愈大。而较长歧管则可使中低速的转矩提升,有利于在一般城市街道上行驶。如果在多喉歧管的条件下,要改变油耗、转矩及功率的变化,就必须选择合适的节气门直径,一般节气门的尺寸有40mm、45mm、50mm这3种。使用50mm的节气门发动机,排气量最好超过2000
mL,压缩比最好能控制到12:1以上。由于直径太大,在加速时,瞬间吸入的进气量过多,一般计算机大都无法匹配,必要时更需要搭配能够独立设定加速泵供油量及供油时间等功能的可程序化电脑。
一般多喉直喷设计的进气口,通常都只装置喇叭口,但发动机室内所产生的热气,会影响进气的质量与密度,所以最好能加装大型的蓄压集气箱。这样既可以增加瞬间的加速能力,也可使发动机有更好的高转矩表现。
原厂设计的多喉系统,其规格、尺寸各厂家都有所差异。但是使用在改装套件上,多喉系统都有其一定的规格。又分为侧吸式(DCOE)与下吸式(DCNF)。此两种规格一定要明确清楚,在订购改装多喉套件时是成套的,也就是说4喉管就是2组阀体,6喉管则是3组阀体。各种发动机使用的阀体是一样的,对应不同的发动机可搭配不同的进气歧管。一套多喉直喷系统,零件组包含了进气歧管、2~4组阀体、喇叭口、油轨、喷油嘴、油门与线支架组。
多喉直喷系统是构造复杂的系统,它的设定和调整就更加困难,相应也很重要。调整的重点是使各缸的进气量一致。在怠速调整时,需要使用真空表组连接各缸的进气歧管,调整
旁通阀使怠速各缸的进气一致。还要使用多喉专用流量计,测试打开节气门时各缸的进气流量是否相等,调整节流阀开度螺钉使进气流量一致。在调整完其他油门开度的进气量后需再次调整旁通螺钉,以确定怠速是否达到稳定。如果有一组调校不平衡,轻则发动机不顺畅、功率输出不佳,重则将导致各缸严重失衡,发动机异常磨损。