进气系统改装指南 过给吸气

2011-01-13 16:06:56     

谈到动力提升,最基本的改装就是更换低背压排气管与高流量空气芯,期使吸排气更加顺畅带来马力的增进。在排气管的改装中,分有芭蕉头、前喉管、触媒、中段与尾消好几个项目,进气系统也是一样,从简易的高流量空气芯到复杂的直喷歧管,琐碎的程度比起排气部分有过之而无不及,这次我们就特别为大家介绍这方面的升级,希望能对有意改造的人士有所帮助。

进气系统的构成,简单讲是活塞下行时以负压吸气,这时首先是由位在保杆内的导流管,将空气导入滤清盒经滤纸隔离粉尘后,再源源不断进入导气管直至节气门,此刻节气门的蝴蝶阀当然属开启状态,把空气带进节气室并分流到各歧管,最后才是从歧管灌进各汽缸之中去完成吸、压、爆、排的四行程动作。在此之中,空气滤清器后方会设有翼板、卡门周波或热线(膜)流量计,来量测汇入的进气量告知电脑计算,有些计测歧管绝对压力的引擎,则单纯是在节气门上装置Map Sensor

改造由滤芯开始选择应重集尘性 想获得马力输出的增加,基本便是要让引擎能吸入更多的空气,而促进吸气效率的要素,初步即是要减低进气部的阻碍,这方面就是得先更换一颗高流量空气芯,接着则必须将排气管的背压降低,促使吸排气间的交替畅快,这两者可说是一体的、谁都不能缺少。以进气部分的限制来看,最大的原因是出在那过滤性超好的滤纸芯上,其次是导流面积过小的空气盒,原厂会做这样的设计自然也有其考量,一来是可防止引擎吸进脏东西与隔绝热空气,以及将吸气噪音、共鸣声减到最低程度,二来此进气箱还具有集压的作用,对行车常用的低转扭力有 一定帮助。可是这就追求马力的立场而言,其实是一个很不利的影响,因此从这里下手改装绝对有必要性

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对许多担心香菇头会有热害、易跑入灰尘、吸气音过大等问题的朋友来说,使用原厂交换型高流量滤芯是很不错的选择,而此类产品的设计亦有好几种,有些是以多层棉纱布+机油隔绝灰尘,配合含折痕加压的铝网包覆以增加吸气面积;有的则是使用海绵当滤芯材质,并采取三次元构造的支撑网整流,辅以两层的海绵块减少缝隙,且在背面制作锥形体的突起物,来有效加大进气面积及增速气流,它们的优缺点可说是见仁见智。外露式的香菇头的滤芯素材大致分有海绵与纱布两种,现在一些高等级制品,更会运用到不锈钢网或纤维型滤网,但这并不是 性能好坏的最大要素,反而是和集尘力有关联,香菇头的吸气效率主要取决于形状,甚至大小都攸关于马力发挥,所以其体积必须要能和引擎排气量成正比

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菇头的外型分类有好几款,常见有广角半球形的设计,好处不仅可从头部吸入空气,连侧边尾部也都能够吸进空气,达到总和挤压增量的目的;也有的是中央内凹并附带滤网,目的是争取最大的吸气面积与加强导流作用,或者是使用双漏斗构造让中央部位的空气快速流动且减少乱流。另外,所有的香菇头都会搭配喇叭口状的锥形底座,使气流能顺畅加压出去,大家在选购时需特别注意其集尘效果,毕竟外露的它和灰尘对抗比原厂型更加重要

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节气门加大调整要领角度感知器电压回正 装置香菇头对进气效率的帮助,从吸气声变大就可知道其效果,但这种东西的最大问题,在于它容易吸进引擎室的热空气,相对会不利燃烧与使流量计误判,故很多人会加装挡板隔绝热气,或者是模仿赛车从前气坝接一根直通导管包住香菇头,因行驶中的撞风效益而灌入大量冷空气,不过街车这样做在经过积水地区时,有可能让引擎吸水导致熄火,为了避免这个问题的发生,在保杆侧边挖洞可谓是较理想的作法

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应香菇头易吸入热空气与灰尘的问题,现在部分改装厂更推出了内含香菇头的进气箱,它一样有粗径导管连接保杆,同时进气箱本身也加大容量,以及制作成大漏斗状的造型,在蓄气集压之下肯定有更佳的动力表现。再过来形成吸气抵抗的第二个地方,是位在滤清器后方的流量计,故重度改装车多会更换大径Flow Meter,或是增加翼板的截面积,更甚者还会利用可程式电脑改成Map Sensor控制。而从滤清器到节气门的这一段管路,适度加粗与拉直亦有其必要性,这在涡轮引擎上尤为重要,可让Turbine吸气连贯且减少负荷,但NA车必须要有足够的肺活量,否则只是造成流速变慢而

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带一提的是,为Map Sensor制御的引擎,由于侦测点是在进气歧管,因此节气门之前的吸气管都可随意配置,最有名的即是喜美用的大肥肠,那前端大口径、中间有大肚量最终再缩口的造型,呼吸声相当惊人、不用想集压加速气流的效果绝对很赞。进气系统简易改装的最后一项,要算是可提升油门反应的加大节气门,一般都是拿原厂品下去加工车大,扩大范围为直径4mm上下(管壁2mm),偏心车削则能加大到5~6mm,现在还流行喇叭口的外扩修改,而节气门的扩大用原厂品其实幅度有限,必须以重新灌模或流用其他高性能车零件的方 式,才能有效增加断面积,但其蝴蝶阀开闭方向与位置Sensor必须同于原车

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除此之外,已成为趋势的电子节气门也是可以改装的,其方法就是更换作动更快速的伺服马达,而传统拉锁式的节气门,常见有加大后感觉不出效果或出现怠速不稳的现象,前者应该属节气室接座的口径无随之扩大,后者则是节气门角度感知器的电阻值,没有整到和原厂一样的状态所致。其实怠速稳定的关键并不是蝴蝶片和节气门的密合度,旁通空气用怠速螺丝调整即可,最主要还是在于位置Sensor的感应正确,同时请记得加大时,铜片厚度最好要与原本相同,如此较不会因热胀冷缩发生油门卡住的危险情事

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铝质Surge Tank 提升高转马力武器 进气系统中和性能最有关联的地方,当属于进气歧管的部分,因为它是负责将空气汇入汽缸的工作,依照节气门设置的不同,此歧管分有空气从节气门经过节气室后,再分配给各缸的单喉式,以及在每支歧管各自装置节气门的多喉直喷式。考量到制作成本与维修性,市售车大多是采用构造简单的单喉式歧管,追求马力的跑车、赛车才会将价格因素置之度外,使用多喉式系统

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引擎输出属于何种特性,进气歧管的设计也占有很大影响,这就牵涉到源自于转速别的吸气惯性效率,好比重视低转速扭力的引擎,歧管一定较长且细,而追求马力的高转速引擎,则会配置口径粗的短歧管,现在因为有依据真空控制的可变歧管出现,全转速域的出力都可分配到较平均的境界,不过高转速引擎绝对不会配用可变歧管,因为其翼板控制处亦属一个阻碍点

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单喉进气歧管的改造其实并不容易,通常都是流用同款高性能引擎的歧管,好比二代Golf GTI更换KR前期型的制品(口径从41增加至50mm),不然就是直接换装套件,像是VR6装置可提升20匹马力的VSR可变歧管。采铸模翻砂制成的原厂歧管,要拿来修改大概只能挖大节气室、对管壁施以漩涡式抛光或冲砂加大,不过因其本身的弯角颇大,要完全的动到有一定困难,除非是使用线切割再加以加工。正因为其有这样的问题存在,国外也有厂商设计出漏斗状的歧管接埠垫片增加流速(抛光最有效的地方就是在进气埠)、节气室加厚垫片垫片提高蓄压流量,但最热门的还是Aluminum烧制的Surge Tank

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衍生自多喉直喷概念的Surge Tank,着眼点是将各歧管做到短直粗径等长化(内含喇叭口),配合大漏斗状的节气室和内管壁光滑的特色后,进气速率和流量的提升相当多,尤其之于高转域更有决定性的帮助,而其设计必须顾及转速、每秒音速、凸轮作用角、进气埠断面/长度、汽缸容积等等,否则很容易顾此失彼,像引擎的压缩压力不够高、节气室容量却加大时,就有可能因真空不足造成怠速不稳,甚至开冷气都无法提速,所以引擎的肺活量和爆发力必须强劲,才够资格装置这种歧管

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进气终极改装多喉直喷运用 进气系统的终极改装当然是多喉直喷,和油门踏板连动的节气门,基本功用就是调整进入引擎的空气量并控制输出马力,可想而知相对于吸气效率的表现,多喉比起单喉自然有利许多。这除了是阀门总和面积较大带来的优势之外,更因为它没有节气室构造,使得各歧管能做到短距、直线化、等长的形状,加上其附有外接漏斗式导气管、独立节气门和管壁内部光滑的关系,相形可直接让每缸得到量大快速、平均不受干涉的高进气效益

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喉直喷提供的巨幅吸气质量提升,大体是反映在高转马力和中速域扭力的提升,这便是它的歧管短直,缩短了节气门到燃烧室之间的距离,因而在开闭油门的时候,空气进入燃烧室的速度能增快许多,故增加马力的同时,反应力亦变得十分良好,并且多喉直喷的吸气声比起单喉式更有迫力,如果配合喇叭口导气管声音还会上扬。提到多喉直喷导气管的长短,和出力的特性自然息息相关,假使减缩自漏斗到节气门的长度,便能在高转域得到大马力,反之若是增加总长,即可于中低转提升扭力,而想兼顾全转速域表现时,方法则是再加装续压的大型集气箱,如此更有高转扭力再现、增进瞬间反应的正面效果

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  导气管的口径也是一个重要之处,过粗的话尽管吸气声很大但马力会下降,原因是空气通过太粗的管路,流速将跟着变慢导致充填效率低下,由于这里是只要变更少许口径,就会产生激烈变化的地方,所以当设定导气管的口径时,精确的计算不可缺少,一般2.0升四缸引擎想达到180匹马力时,对应口径差不多是40φ左右,再上去的240匹、280匹,便要再加大至44φ、48

喉直喷的节气门,市售车是使用同于单喉的蝴蝶阀式,赛车则会运用横向滑动的拉片式,由于拉片式没有蝴蝶阀的中央轴,所以全开时不会造成任何进气阻碍,对于输出最大马力非常有利,但在半开时因为拉片式开度仍较大,空气容易无阻力的进入歧管内,此刻的扭力输出就会比蝴蝶阀式弱,不过拉片式节气门在纵置引擎的车辆上,加速和煞车时会受惯性位移发生误差,控制上需要更加精密,因此已逐渐有半球形、柱塞式节气阀出现在新型厂车

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喷油嘴前后位置亦攸关于出力特性 改装多喉直喷时,喷油嘴装设位置也会影响出力特性,位在歧管上的它势必与进气扰动有所关联,故喷油嘴愈接近燃烧室,就愈容易在高转速区输出大马力,愈远远便愈能增加中低转速扭力,所以赛车多会装置前、后两支喷油嘴,按转速的改变切换燃料喷射点(低、高速喷油嘴分界约为4~5000rpm上下),来追求最佳的出力曲线

节气门为个别独立且总和面积大的关系,使得多喉直喷的设定非常重要,不然怠速就无法稳定。单喉或两喉一组同步、再相连其他组喉管的多喉连动机构,基本是要先修正每组喉管间的落差,接着关闭状态需将所有阀门都调到同样开度,实际调整则是以最接近油门线的喉管为基准一直延伸下去。最后,不论你是加大节气门也好,改装Surge Tank甚至多喉直喷也好,若汽缸头内缺乏流量提升的话,仍会因内部阻塞而发挥不了最大作用,同时当进气部分修改过后,点火、喷油的补正亦不可省略,这样才能让马力达到预期目标

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