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引擎本体的增长与强化
  作者:    来源:Option   时间:2006/05/12 02:12:33

    引擎基本由汽缸本体所构成,汽缸头包含了凸轮轴及气门,修改的目的是为了增加进排气的效率,进而达到更充分的燃烧效果,其中所展现的特色集中在高转域的表现。但引擎时时维持在高压高转的环境下,其受荷部分就必须有其因应之道。下半体的改造中包含了本体强度的增长、排气量的提升、机件平衡性的加强及减低机件磨擦损耗,不论NA与Turbo、四喉或Nos ,下半体一定要彻底的强化才能有优异的表现。
  
    最前线的勇士活塞基础概论

    引擎本体主构组件为曲轴、连杆、活塞、波司及缸体。目前改装的取材活塞还是占最重的份量,NA需要的是凸顶活塞,Turbo则是凹顶。取材上很多厂牌都有提供,但是真正能符合高刚性、轻量化的要求,则属锻造制品,锻造活塞具有足够的强度,来抵挡高温高压的挑战。而锻造活塞本身的尺寸需配合汽缸的加工来完成,汽缸尺寸的要求及活塞直径的丈量很容易被一般人忽略,在不正确的组合及搭配下往往造成下半体严重的损伤。

    活塞在缸内运动真正和缸壁接触到气密、刮油的部分则是活塞环,一般人会认为活塞的支撑点是活塞裙,而磨擦的部分也是在裙脚的部分,其实不然,在整理引擎时,发现活塞在缸内左右晃动时有时并非是汽缸或活塞磨损,大部分是活塞环的磨损,而导致支撑力的不足,活塞才会左右的摇摆,先前有提到下半部强化中,减少摩擦系数也能有效提升马力,尤其是运用在NA车上有较杰出的表现。而活塞环厚度的厚薄则成为马力能否耐久的依据,薄的活塞环有减少摩擦、密合度高及轻量化的优点,对高转引擎有绝对性的贡献,但热传导不良的缺憾下,使活塞冷却能大打折扣,故一般房车及Turbo重负荷引擎大都会采用。

    流行物语B20B 高转速负荷成罩门

    提到重负荷引擎无论是NA的高压缩比或Turbo的高增压设定对活塞的压力都是无穷的增加,但活塞是装置在汽缸内运行,两者有相对的关联,当活塞改良之后是否汽缸会负荷不了,答案是肯定的尤其目前使用率极高的Honda B20本体不管是NA或Turbo动不动就破汽缸,原因为何?因为B系列引擎最基础为B16引擎的81mm缸径,往后的B18则增加行程来达到1800c.c.但缸径则维持81mm,最后的B20引擎在本体结构、长度都无增加的状况下,将缸径一举提升至84mm,在缸与缸的距离不变下,缸径的扩大两缸之间的缸壁厚度随即变小,强度当然大大的减弱,而B20的两缸间距过小汽缸无法独立存在于铝合金本体内加工铸造,所以原厂将四个汽缸结合为一体,缸与缸之间无铝合金本体相衬,也等于缸与缸之间少了一道缓冲层来缓冲,高转及高压的震动,即造成缸缸相连缸壁破裂的现象。其实台湾本地的B20B合体引擎可谓是最经济的改法,只要花个2、3万元买个B20本体,就可拥有2.0L的排气量,然而危险的是B20本体加上VTEC汽缸头后,原本就不甚强固的本体,搭配高转运作的Head,最终的结果是下半部抵挡不了高转速域的压力及震动,以缸体破裂、冒烟及漏水的结局划下了等号。在美国对于B系列引擎的考量,论及结构只推定B18黑头引擎,即使要升级为2.0,也是由此颗引擎下手,这颗引擎有较大于B18红头的连杆及波斯,可以承受排气量提升后之活塞连杆压力,而本体内又有B20所欠缺的机油喷嘴,对于机油的润滑性能提供更优异的表现。

    开放式水道缸体当自强 强化缸套不能少

    接下来我们就来探讨加大排气量所需的缸套,其实缸套这项机件从古老的年代就已经开始使用,以往是汽缸搪到最大尺寸后,由于已经没有活塞可以配合,必须回复较小的原尺寸所以将原汽缸车掉并重新压入标准尺寸的缸套,此种圆筒式缸套说穿了还是依附原结构形式来操作,充其量就是一种引擎再生的机件;而现行所使用的缸套完全是因应改装而生,为了马力而存活,老美的改装缸套已经改变为复合式设计,不但增加了缸径跟排气量,最值得称许的一个汽缸形式设计完全考量到先天引擎结构的缺点,直接进入核心,把汽缸本身的设计结构和引擎本体结合,使结构强度差的开放式水道设计引擎埋入此种汽缸后,直接变身为结构强度一流的封闭式水道(Close Deck),不但使缸顶结构坚强,更能使汽缸的上、中、下直线强度大幅提升。

    以先前的B引擎而言,无论是B18或B20,缸径由81mm扩大至84mm先决也必需有缸套来处理,坊间也有店家直接将81mm搪缸至84或85mm,尔后发现的是汽缸已经被搪光,只剩下外围包覆的铝质,在不察的情况下,将活塞装入发动引擎后,原地加油运转汽缸就直接破裂;以往铸铁引擎重量是其缺点,耐久性能是毋庸置疑的,而为了求取轻量的表现,采用铝合金本体虽然具有轻量、低膨胀及冷却佳的特性,但是应用上却有强度不良的问题,且铝合金引擎内汽缸还是必须有一层铸铁材料来因应。加大缸径时如果把此3-5mm的缸壁搪完了,后果将不堪设想;言归正传,81变84mm的缸径必须使用复合式缸套,而B20的破汽缸谜题也是由此种缸套来破解,虽然此种缸套价格较高,但为了解决问题前还是得花,在这里最值得一提的是复合式缸套(无论是Darton或AEBS)最经典、也是最耗时的就是加工的部分,其加工费用大约在1000美元,折合台币约3万多元,为什么加工费用如此高昂,主要是精度的测定,引擎体的加工并非以往的直线搪缸机,而是三轴式CNC铣床,其立体定位必需依据X、Y、Z三轴的尺寸来完成加工,而以往搪缸顶多下两次刀,粗细刀加光磨即可,而此种缸套,一个缸横向三尺寸,纵向三尺寸,加起来就九个尺寸,进刀加工,粗细总共也要6-9次,4个缸相加也要20多次,实际上是蛮复杂的且精度非常重要,误差在正负一条内,规格的误差4个缸套就无法匡入,如果勉强压入的话,汽缸本体很容易裂开或渗水,所以价格是建立在工事精致度上的。

    也由于上述的此种缸套,引擎从此也注入了新生命,以往所谓的B引擎极限-B20挂Turbo、四喉直喷带笑气,也是因为有一个承受得起的汽缸径可顺利的提升至78.79mm,如果D系列单凸引擎搭配1.7的下部排气量是可达1900c.c.。今年最新的资料,此种缸套运用特殊的遍位作法最大的缸径可达81mm,那么D20似乎就行之有望,试想单凸引擎2000c.c.,在D系列引擎上是何等的恐怖。而B引擎在去年最大搭配曲轴连杆套件下引擎提升至2200c.c.,今年B引擎缸径极限又一举推上87mm,排气量直上2300c.c.,此也是运用此缸套达到极限的做法,正所谓羊毛出在羊身上,一分钱一分货,追求大c.c.数及大马力的同好,此种以往所谓的贵族式商品,御用处方,现在或许只是高文件引擎一项基本配备而已。钱要花在刀口上或许是最好的写照。

    引擎状况要巅峰 正确组装不能少

    最后提到较少为人知的改装重点,那就是波司的升级改装及正确的组装。大家应该知道活塞承受燃烧爆炸的推力,藉由连杆来传达这组力量到曲轴,使曲轴能接收活塞连杆的直线力量,转变为圆旋转力量,直线力量的传达,转变的旋转力量,连杆有其重要的地位在,但是真正承受力量,抵抗摩擦的主要机件乃是两片钳合在连杆大端内引擎波司(Rod Bearing)及主轴颈波司(Main Bearing)这几片小小的半圆块机件,负责曲由运转的承接与润滑的功能(当然介质为机油),所以波司机件本身的材质运用有着很大的学问,以往在赛车场上如果引擎缩缸,出怪手几乎都是波司出的问题,而且这种问题的克服似乎比较繁杂,因为波司的损坏并非本身单一条件,而外在所影响的层面,也息息相关,不过最为重要的应该是间隙的测定与取决。虽然波司位于两大机件之间,再细看之下,波司和曲轴之间是靠机油来当介质,执行润滑的功能,为了能让旧油存留于波司和曲轴之间,其中就必须留有油隙的存在,而各颈之间,间隙的测定就非常的重要了,在曲轴及波司外盖的真圆度极佳的先提下波司摩损状态是全面而均匀的摩擦阻力及单点应力均衡,引擎就件运转才会平顺,且热量上升率较低的优势。

 

    当油隙的测定合乎标准后,该提升的似乎就是波司本身的材质了,市面上有所谓的F1波司可供使用,但并非任何车种都有提供。为了使表面材质强质佳,在日本波司通常经过W.P.C.的表面处理来增加强度。表面施以细微锯齿状的覆盖层增加其含油性。近年美国有一个「CALILO」的厂家,专门提供各式竞技车用波司,此公司其实最主要的是对象表面处理,也是所谓的「CONTING」技术及材质运用,其下所提供的波司也是由知名厂ALL所生产的锻造波司。其性能强调为:1.延长波司的使用寿命,2.能降低机油的温度,3.致力于马力的提升(减少摩擦阻力),4.节省金钱及时间的耗费。以上确实道出了一组波司的辛酸,因为在强大马力的驱使下,波司损耗率极高,为了不让引擎损坏,通常场场比实之后都要卸下油底壳,仔细检查波司的摩损状态,如此的工事才是所谓的劳民伤财。有耐久耐用的波司即可省略工事,省时才是即省金钱。且该厂牌在几月前的Sema Show的展览会场展示0-4加速引擎所用的波司,连续20次操驾波司完美无缺,另外在2000年Winston Cop赛事使用此波司也创下全年度不用更换的佳绩。当然这是厂家提供的测试信息,不过为了证实此波司的能耐,国内已有厂家进口及使用,而且全部使用在B20、B22、H23A,Turbo的车种上来验证其不凡的功力。不过在此还是提醒读者,平常最容易让人忽略的波司,都有专门的厂家不断的研发,而使用者也务必要按照厂家所提供的规格,准确的测定油隙,上紧标准的扭力磅数,好材料,好的技术,相辅相成,才能有佳绩的展现。

    如果想玩双凸涡轮,其实B18黑头的体质比B20好上许多,除非B20缸体经过大幅强化,否则寿命必定不会太长。

    不论用料再高档,最终进行组装的始终是技师,因此正确的组装过程才是左右引擎性能能否发挥的关系。

    对于马力大增的增压车来说,全套肚内零件的强化是免不了的过程,如此才能让驾驶者安心的享受强大的马力输出。

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