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[转贴资讯] 改装前课题确认喜好特性
改装前课题确认喜好特性

列出候选车种

  在买车时预算的多寡对可选择的车型有绝对的影响,只有在预定的预算限制下来谈选车才是有意义的。有了预算之后,第二个步骤就是认清自己对车子功能的需求,有人当它是「工具」,更有人当它是「玩具」,依照个人不同的需求来选定车身型式及级距,再配合预算的限制范围便可列出候选车种。在这过程中请记得车型要越新越好,因为汽车科技「日新月异」,任何新车型或改款车都是针对现有车型加以改进、研发而来,岂有不及旧有车种之理。


评选车型

  列出候选车种之后,建议您先从主观的条件开始去取舍。首先针对外观造型及内装样式,这是纯主观的选择,如此可先去掉几种「绝不考虑」的车型,剩下几款难以抉择的车型可依以下几个方向加以客观的评比,相信不难找出最适合的车型。


一、引擎
  引擎这个项目大概是本刊读者评断一部车优劣的首要考虑,也是大多数读者比较容易迷惑的部份,看车时打开引擎盖,看个半天也不易看出个所以然,虽然说现在的车厂已经开始注重引擎的「造型」,而且「造型优美」的引擎也几乎可和「性能杰出」划上等号,但是从技术规格及性能测试资料来了解引擎还是比较实在的。

一部现代化的引擎必须有以下的基本条件:

  电脑化的多点喷射供油系统

  化油器已经成为历史名词应该是大家都有的共识,而效率不佳及有着和化油器类似缺点的单点喷射系统,亦将不见容于现代化的车种。因此,配备有高效率的电脑控制系统(ECU)、许多的感测器(Sensor)及每缸至少一支喷油嘴的多点喷射系统才是唯一的选择。其中电脑的运算速度要越快越好,感测器的数目也是越多越好,因为感测器的数目越多表示所能提供给电脑的参数越多,电脑对供油的控制也就越准确。

每汽缸至少四汽门

  在相同的汽缸面积下,汽门数越多可争取到越多的进排汽口面积,提升每一次的进排汽效率。并且得以将火星塞设置至于最佳位置的燃烧室中央,使油气燃烧较为快速而完全,兼具马力提升和降低污染之效。此外汽门数变多了,则每支气门的体积及质量也相对的变小变轻,汽门因惯性对汽门机构的产生的负荷及冲击也将减轻。至于有人认为每缸二汽门的引擎低速扭力较佳,而多汽门引擎则有低速扭力不足的缺点。这一印象主要是高效率的进汽对油气造成的「冲淡效果」,但这将会因为引擎管理系统的修正而消除。况且,就算牺牲这为不足道的扭力,换来高转速时顺畅的运转及充沛的出力也绝对值回票价。

双凸轮轴(DOHC)

  将进气门和排汽门的启闭分别以不同的凸轮轴来控制,可更精确的控制进排汽门动作,容易将进汽或排汽的角度设定在较佳的值。

电脑整合控制的点火系统

   电脑依据各个感应器所收集引擎转速、进汽歧管压力或空气流量、节气门位置、电瓶电压、水温、爆震....等讯号,其中最重要的应该是具有与爆震控制系统结合的点火正时控制功能,这对于引擎转速越来越高并游走于极限边缘的现代引擎来说,可收「延年益寿」之效。尤其在汽油品质不甚稳定的台湾,爆震控制系统更是相形重要。

兼顾高、低转速的可变进汽歧管及可变气门正时机构

   进汽歧管的长短对扭力的输出曲线有很大的影响,较长的进汽歧管有利于低转速输出,较短的则有利于高转速运转,但却会降低引擎的最大扭力及其出现时机。因此要兼顾高、低转速的动力输出唯有采用可变长度的进汽歧管。(这项设计在德系高价位引擎较常见,但日系的LIATA也可见到此一设计)可变汽门正时机构是自然吸气引擎提高动力输出的一大利器,利用改变汽门的启闭时机(Timing)及时间长短(Duration),来达到兼顾高、低转速需求的目的。目前宣称采用此技术的有BMW、BENZ、NISSAN、HONDA、MITSUBISHI等多家公司,但能将此概念发挥到极致的仅有HONDA的VTEC和MITSUBISHI的MIVEC,它们将Timing及Duration都加以改变,而其它的类似设计都是只改变Timing而已,因此动力的提升上不如二者来得杰出。同为L4、DOHC、16V设计,采用NCVS的NISSAN GA16DE引擎可输出120ps的最大马力,而采用VTEC的HONDA B16A引擎以及采用MIVEC的MITSUBISHI 4G92引擎,却可分别产生170ps及175ps的超强马力。其中差异不可谓不大。

更精密的研磨技术

   以往只出现在赛车引擎上的精密研磨技术,已有「量产化」的趋势,如日产汽车最近的几款引擎都强调经过「Micro Finish」的加工处理。经此处理主要在降低引擎运转时的摩擦阻力,提高顺畅度、耐用度、省油性。

这里面需要说明的是:就每缸4气门和DOHC来说,4气门效率肯定比2气门高,DOHC比SOHC效率高,但并不一定表明SOHC不可取,Mercedes到现在还在坚持SOHC每缸3气门技术, 最直接的例子就是SL55 AMG。不过要根据自己对车的需要进行选购绝对是正确的。

二、传动系统
   在不久的将来五速自排将有如五速手排一般的普遍,目前的四速自排最大的缺点就是其三、四档间齿轮比的差距常让车主为之气短,解决之道就是采用齿比衔接顺畅的五速自排,因此奉劝少数目前可选用五速自排变速箱车型的准车主,不可听信业务员的愚民政策,务必坚持非五速自排不买。对于这一点,凡是同时开过美规四速和欧规五速525的读者,应该都有深刻的感受才是。

传动系统的另一项主流就是CVT(无段自动变速系统),极接近手排变速箱的传动效率,解决了传统自动变速系统动力被扭力转换器大幅损耗的缺点。以往只能使用于100匹马力以下引擎的限制,也已随着六代喜美推出搭配130 匹引擎的CVT系统而打破。顺畅、省油、高效率是CVT变速系统的特色。这一点应该是MARCH NCVT的车主共同的体认。


三、悬吊系统

   现代的车种对乘坐舒适性及操纵安定性的要求越来越高,面对此一趋势,各车厂都采用双A臂(Double-wishbone)悬吊系统,或多连杆(Multi-link)悬吊系统来因应,但简单、低成本、不占空间的麦花臣悬吊系统,仍广泛运用在小型车上。

吃过鸡肉的人应该知道鸡胸骨(Wishbone)成A型,而上下采用两个如此形状的臂的悬吊系统就被称为「双鸡胸骨式悬吊」,(Double-wishbone),又被称为双A臂悬吊系统。双鸡胸骨式的优点首推悬吊几何设计自由度很高,它并不会对避震器施加弯矩,所以摩擦小;而且只需改变臂杆的布置设计(如旋转轴的倾斜、安装位置及安装的跨距等),即可达成外倾角变化、防俯冲、防蹲下等几何设定。通常这些臂杆是装至于副车架上,副车架再以四个支点与车身结合,如此可兼顾悬吊系统的刚性与震动的阻绝。缺点是复杂、成本高且定位精度要求较高。最早以「多连杆」为名宣传的是1983年推出的BENZ 190 车系。多连杆与双鸡胸骨式悬吊二者间并不易明确的区别,各车厂针对既有悬吊系统加以改良,增加特殊功能的连杆,再自行命名。多连杆悬吊的设计大多以多支的连杆将车轴定位,并且将连杆以衬套先安装于副车架上,而副车架一般以四个点固定于车身,这个架构就与双鸡胸骨式悬吊相类似。

  多连杆悬吊系统其独特的连杆配置在各车上均有不同,但所要达成的目标是相同的,其主要有功能下列几项:

1.消除对地外倾角(Camber)变化:即使车身晃动时,也能使轮胎保持垂直,这在目前低轮胎扁平比的趋势中,是非常重要的特性。

2.抑制悬吊系往复运动时束角(Toe)的变化。

3.抑制悬吊系往复运动时轮胎距离的变化。

4.消除转弯时重心升高、对地外倾角减少的顶起((Jack-up)现象。

5.抑制加减速时造成的车身升高或下沉现象。

6.提高悬吊系统的刚性,使其不易受横向力影响而产生几何变化。

  多连杆悬吊系统最大的优点,在于可平衡的达成上述其他悬吊系统所达不到的性能需求,它也是目前最先进的悬吊系统设计。

不同类型的悬架有个自的特点,优缺点各不相同,没有一种悬架称的上是完美无缺,只能根据情况综合选用。

四、刹车系统
  Air-Bag和ABS这两项被称为双A的安全装置,是所有车主在买车时都会慎重考虑的配备。但在目前台湾驾驶人普遍未养成随时系上安全带的情况下,被动的安全装置--Air-Bag的功过一时难有定论,因此个人认为Air-Bag是可被考虑放弃的;至于属于主动安全配备的ABS则应列于必须选用的配备。

   ABS绝不是那些三流业务员口中:「只有在高速和重踩时才会作用的刹车系统。」所谓的ABS它是靠装在每个车轮轴的车速感应器,判断出在不同车轮出速度现差异或锁死(速度为0)时,经由调节刹车压力,来达到消除上述不正常现象,维持最大刹车力的目的。也就是说ABS的动作时机和「高速」或「重踩」都没有绝对的关系。但是在目前每一个的厂牌的刹车都冠上ABS的情况下,如何去判断ABS的优劣及差异便显得格外重要。

一套「健全」的ABS应该有下列几个要件:

1.四个车轮皆有独立的车速感应器(Four-Sensor), 2.四个独立的泄压回路(Four-Channel), 3.快速的电脑处里单元, 4.动作精确的总帮和分帮。

这当中常会被「偷工减料」的部份在于是否为Four-Sensor和Four-Channel,还请读者明察。但可肯定的是,目前的ABS产品中口碑最佳的当属德国的BOSCH。有关于刹车系统的还有几点可提出作为您评比的参考。碟刹优于鼓刹,刹车碟直径越大越好,卡钳的活塞越多越好、而本身的重量越轻越好。



五、售后服务

  售后服务对于您所选的好车能够好多久有决定性的影响,有不少好车都因售后服务及维修能力不足而落至悲惨的下场。很多在国外表现不错的好车,都因为在售后服务的水准跟不上产品的脚步,而无法得到准车主的青睐。放眼国内汽车售后服务现况,普遍存在着专业教育训练不足及保养维修工作不落实的缺点。单以每五千公里一次的定期保养维修来说,维修单上洋洋洒洒数十项,但真正确实执行的有多少就相当令人怀疑了。因此在考虑售后服务这个项目时还请准车主自己多费心,必要时到各个厂牌的维修点去走走,将是最为直接的方法。经由上述的项目可大致看出一部车先天的体质优劣,而唯有同时具备良好的设计、高品质的制造过程及专业的售后服务三大要项,才能真正成为市场的主流派。

[改装入门系列二] 新车改装前保养计划
熟读使用手册

   使用手册的重要性一直是我们所强调的,它是您了解爱车的第一步,虽然目前国内的使用手册编排不甚完善,所能提供的资料也无法完全满足爱车人的需求,但仍是基本操作及保养的指南。举凡引擎型式、机油容量、变速箱油容量、冷却水容量、火星塞规格、气门间隙值、点火正时角度、各种负荷情况的胎压、轮圈的Off-Set(裕隆似乎是国产车中唯一在使用手册提供Off-Set的厂商)、各种螺丝的旋紧扭力.....等,此外日常的行车检查项目与方法以及紧急情况的应变方法更是不可不熟悉的常识。


检视车况

   你或许认为所谓新车就表示一切O.K.,但事实或许不然。如果你和我一样爱车如命,把车当玩具而不是当工具,那么就请您在新车落地后,先把机油、变速箱油泄掉,换上你所熟悉的品牌,如果你买的是国产车,那最好连刹车油也一并换掉,换上至少是DOT-4以上的产品。用人不疑,疑人不用,你放心让这品牌、等级不明的油品继续留在你的爱车吗?或许您会在日后为它换上所有想得到的发烧品,但您是否和大多数人一样忽略了这0~1000Km比磨合期更重要的『新车处女期』,因为他们都有一种错误的观念,认为用等级较差的油品可以使Run-in更完全,事实上这样的作法很可能使你『磨过头』,甚至造成无法弥补的伤害,我们的坚持是:爱它就从小给它最好的!此外底盘螺丝是否锁紧也是不可忽略的,尤其是国产车,有太多车主有这样惨痛经验。 另外一项最简单也是最容易被忽略的就是『胎压』,新车交到你手上时有90%以上胎压是不合格的,倒不是不足,而是胎压过高。过高的胎压不但会造成轮胎的异常磨损、抓地力的降低、舒适度的降低、最严重的会造成悬吊系统的活动机件间间隙加大,并加速吸震筒的劣化(要知道有30%以上的震动要靠轮胎的变形来吸收)。 合理的胎压是依使用手册上所标示的再减个1~2psi。由于胎压是随温度而变化,建议您准备一个『高档的』胎压计,如此方能匹配您的名胎,让它随时保持在最佳的胎压状况。据了解Snap-On有一个胎压表在赛车场上广为各个车队使用,价格也在可颇合理。

Run-in

  需不需要Run-in一直是见人见智。曾经有机会到裕隆三义厂参观其生产线,组装完成后的测试项目中有一项码表准确度检验,只见技术员将车开上测试滚轮台,说时迟那时快,指针已指向170Km/h,Run-in?!几年前买了一部喜美,交车当天满怀喜悦的前往交车中心,在门口只见一部部新车从拖车上缓缓滑下,吱....Show味十足的起步、转弯、刹车,准确的停入车位,Run-in?! 虽然如此Run-in仍有其必要性,Run-in时只需把握两大原则:Smooth及轻负荷。若能把握这两个原则,再加上使用优质的机油,那么速度与转速的限制就不是那么重要了。Smooth的油门、Smooth的刹车、Smooth转向与换档,并用心去感觉引擎的负荷与运转。Run-in期中不论速度快慢,应该避免长时间保持等速或等转速行驶,并且要让每一档、在各种转速下都能有足够的磨合机会,尤其要避免任何情况下引擎的抖动,这是Run-in期的大忌。自排车必须更温柔的踩放油门,尽量减少Kick-Down的情况发生,因为Kick-Down时扭力转换器内的液压冲击力很大,难免会有负面影响。踩刹车的力道应该如M3的引擎扭力曲线图一般,缓缓加重后保持一段时间,车子停止前再稍稍松开,最后轻轻踏住确保车子不滑动。得到良好并充分Run-in的刹车,可避免刹车异音、碟盘变形的后遗症。Run-in虽是一种痛苦的束缚,但也视为调整驾驶方式的好机会。


1000Km保养
  1000Km保养可说是最重要的一次保养,请选一家较有规模的直营保养厂(留下保养记录以确保日后保固权益),并亲自监工。在此特别提供一些小细节供您监工时的参考。

一、更换机油

  更换机油时请特别注意,技工在装上新的机油滤清器时,是否在滤清器的边缘橡皮涂上些许的机油? 如此可避免旋紧时橡皮扭曲而导致密合度不佳,造成机油的渗漏。此外添加机油时,加到机油表尺刻度的八分是最理想的。

二、更换自动变速箱油

  更换ATF后检查液面高度时必须先确认油温,因为通常使用手册都会要求ATF达到工作温度(50~80 C)时再量,如此可避免因为油温的不同而造成液面高度的差异。再则档位要停留在"N"档,并且在排入"N"档前要从"P"档开始打过每个档位,并且在每个档位停留两秒钟以上。遇到液面太高时务必要求技工抽掉多余的ATF,因为自动变速箱的扭力转换器传递效率的天敌就是气泡,劣质的ATF和过多的ATF都会造成气泡,降低效率,并在Kick-Down时产生不良的冲击。因此地六代喜美上市时,特别强调在自动变速箱装上了减少气泡的装置,若你的车无此装置,你所能做的就是保持正确的ATF液面高度。

三、调整汽门间隙

  汽门间隙太大会有异音,太小则转速提升吃力,1000Km时务必进行调整,而且最好以『四次调法』来进行调整。调整应该在冷车时进行,虽然有些车种同时提供了冷车以及热车时的汽门间隙值,但是因为热车的定义弹性及差异颇大,100°C、80°C、60°C....?
因此仍以冷车时调整为佳。从进到保养厂到完全冷却可能需要3~4小时的等待,我想这也是为什么保养厂会用无数的理由,来说服你接受「新车不必调汽门间隙」的谎言,毕竟,等待冷却实在太费时了。

四、检查点火正时

   检查点火正时前,应该先拆下火星塞检查电极状况,看看是否要使用其他热值型号的火星塞。
  
点火正时的异常并不易察觉,虽说正时过早容易引起爆震,太晚则引擎出力降低、增加油耗,但这都是比较的结果,而评断的标准就是原厂提供的正时角度。目前许多车种都已配有爆震感知器,但为了引擎的长治久安,建议您维持原厂指定的角度,不要幻想将点火正时再提前就能大幅改善引擎状况。


五、确认方向盘和各踏板的自由间隙
  方向盘的自由间隙是判断转向系统是否异常的重要依据,因此此次保养时得先确认方向盘的自由间隙合于标准值内。离合器、刹车、油门踏板的间隙,对于操作时的顺畅度有着极为重要的影响,对手排车来说刹车与油门踏板间的关系,直接影响了Heel & Toe的操作,最理想的状态是踩下刹车后,踏板高度恰与油门踏板齐平。并注意别让油门踏板有太长的『空窗期』,这对自排车来说尤其重要,因为对手排车来说,油门踏板只是单纯的控制节流阀,但是自排车却同时控制着节流阀和油门感知器,油门感知器是自动变速箱换档的重要参数,也就是说油门踏板的自由间隙将影响自排车的Kick-Down反应及换档时机。

六、注意螺丝紧度的扭力

  螺帽、螺栓的松紧度长久以来都被忽略了,量度的单位是扭力值:Kg-m,使用的工具是『扭力板手』,除了赛车场以外似乎很少见到保养厂使用扭力板手。

  一份完整的使用手册,应该清楚的规范各常用的螺帽及螺栓的松紧度所需的扭力值,以国产霹雳马为例:轮胎螺帽所需的的旋紧扭力为10~12Kg-m;机油放油螺栓需3~4 Kg-m;火星塞需2~3 Kg-m。有了明确的扭力值,就不必担心螺丝崩牙,也不必再成为气动板手的受害者。

七、引擎室其他项目

  引擎室的检查项目是大家较熟悉的项目,在此不再赘述,仅特别提醒您动力方向盘油不可太多,避免激烈驾驶时溢出。再来就是正时皮带的松紧度,太松会造成加减速时的抖动,太仅则会增加皮带的损耗,甚至造成断裂。皮带松紧度的标准得参考保养厂的技术手册,一般的使用手册通常并不提供资料。

八、定位及轮胎

  据了解车厂并不会对新车做精确的四轮定位(生产线上似乎没有定位仪器),因此做一次精确的定位绝对值得,不但可确保操控性更可避免轮胎及转向系统的异常损耗。定位时也可同时对胎压及轮胎和底盘的固定螺丝的紧度进行检查,尤其是铝合金轮圈务必要做。

  最后要检视刹车碟盘的磨合情况,以了解刹车的卡钳的正常动作及踩刹车的技巧是否正确,若碟盘出现不平及异音,那么准备提出索赔吧。

[改装入门系列三] 引擎的燃烧与爆震
汽车的动力来自引擎,而引擎动力的产生是利用汽缸内油气的燃烧所产生的爆发力推动活塞而来,因此要获得良好的引擎性能就要从提高引擎的燃烧效率着手,从汽缸内油气燃烧的基本理论找出提高引擎燃烧效率和热效率的方法来提高引擎性能。

  但是在工程师们想进办法来提高引擎性能的同时,却因为爆震(Knocking)的发生而受到种种的限制,而一具最高性能的引擎就是在燃烧与爆震的交互作用和互相牵制下得出的妥协。

  『燃烧与爆震』不但是研究引擎的基础,也是判断引擎优劣的依据,更是引擎改装的基础,因此燃稍与爆震可说是一切讨论有关引擎性能的入门,更是谈引擎改装时的立论依据。

一、燃烧

   因为引擎的燃烧循环是在汽缸这各小容器中进行,而且有温度、压力、热传导、残留废气等变因,所以比起一般的燃烧来得复杂许多。目前有很多有关引擎的理论都是由实验得来的,就因为是由实验得来的所以有很多因素都有不同的解释,甚至可能尚未被发现,因此读者或可从本文中获得启发,找到其他有利引擎燃烧的好方法。

在进入主题之前我们必须先介绍两个名词:空燃比A/F(Air-Fuel Ratio)和空气过剩率λ(Excess Air Ratio)。空燃比A/F是进行引擎燃烧反应时所需的空气重量和燃料重量的比例,空然比小表示油气比较浓,反之则比较稀。如果根据汽油燃烧的化学反应方程式,我们可以算出汽油完全燃烧的理论空燃比为15.1:1,但是在实际的燃烧情况中,如果要达到完全燃烧,所需的空气量往往比理论上所需的更多而实际上所需的空气和理论上所需的空气量的比值就称为空气过剩率λ,λ越大表示所供给引擎的空气量越大。A/F和λ在谈到有关引擎的工作原理和废气污染控制上都会再出现,所以比必须先在此提出。

引擎每完成一次进气、压缩、爆发、排气四个行程的循环,曲轴转了2圈也就是720°,在引擎转速为 3000rpm时,曲轴转速为每分钟3000转,也就是说引擎每分钟要进行1500次的循环,完成每一次油气燃烧的时间远小于0.01秒。要去讨论这0.01秒内快速进行的燃烧过程有相当的困难,[ 因此我们必须想像成用很慢很慢的慢动作来看引擎的燃烧过程。若用这样的方式来看引擎的燃烧过程,我们可以将它概分为点火、燃烧、淬熄三个步骤:

二、点火

  当供油系统将混合好的油气送入汽缸内,经由活塞压缩后,点火系统的高压线圈便会传送一电流至火星塞,利用火星塞两极之间的高电压引燃油气,(亦可说是高电压使汽油分子产生游离作用,进而和氧离子结合,造成氧化作用)。为了引燃油气,必须对油气提供一相当的能量,这个能量我们称为『最小点火能』(Minimum Ignition Energy)。最小点火能越小,点火越容易。这一油气引燃的过程相对于接下来的油气燃烧速度来说,速度是比较缓慢的,而这一缓慢的氧化过程称为『点火』。『点火』所耗去的时间约占整个燃烧行程的10 %,而这段时间所耗去的油气也少得为不足道。

三、燃烧

  点火阶段可视为油气燃烧前能量的累积,当点火完成后,火焰便开始以燃烧压力波的形式向外传播,其传播的方式是以火星塞为中心,一层一层依序向外燃烧,就如同将石头丢入水中,在水面形成涟漪一般。在火焰向外传播时,在已燃烧和未燃烧的油气之间,有一进行燃烧氧化反应的反应带,我们称为『火焰波前』。火焰波前的范围大小会影响燃烧的反应速率和汽缸内压力上升的速率。油气燃烧的速度对引擎的性能有决定性的影响,燃烧的速度越快,引擎的性能越好,爆震发生的趋势也越低。

四、淬熄

  对引擎的燃烧来说,汽缸壁是燃烧波所能到达最远的边界,汽缸壁由于有冷却系统的作用,温度大都维持在 200℃左右,这相对于 700℃以上的火焰温度来说是很低的温度,所以当燃烧波传到汽缸壁时,火焰的温度便立刻下降,使得汽缸壁附近燃烧波的氧化作用因而减缓甚至中断,而这趋缓的氧化反应便产生了不完全氧化的产物HC及CO。这一氧化反应较缓和的区域我们称为『淬熄层』,淬熄层越小,表示汽缸的热传损失量越少,引擎的热效率较高、出力较大。



影响引擎燃烧的因素有: 影响点火的因素、影响燃烧的因素、影响淬熄的因素 。
一、影响点火的因素:

  点火的难易乃由『最小点火能』所决定,最小点火能则是受燃料的分子量、混合气的浓度、火星塞电极的形状与间隙、汽缸温度、混合气气体流动的影响而产生变化。燃料的分子量越小、汽缸的温度越高,其最小点火能越小,点火越容易。混合气的浓度稍浓于理想空燃比(14.7:1),并能在汽缸内快速的流动使油气更均匀,皆有助于点火。而火星塞对点火的难易更有决定性的影响,火星塞的电极间隙若减小则最小点火能将增大,不过间隙也不是越大越好,因为间隙大则跳火时间缩短,不利于点火,所以间隙直必须取两者的折冲。火星塞中央电极的直径越大,点火所需的电压必须升高,若将电击形状改为尖型,将有利于点火。此外,火星塞的热度等级越高,表示中央电极不易散热,因此对点火越有利。但是当火星塞热值过高或汽缸过热时,将使油气在火星塞未点火前及自行点燃,称为〞预燃〞(Preignition)是异常燃烧的一种,有别于爆震,但同样对引擎将产生不利的影响。有人会改用电极为针型、且导电性较好的火星塞,为的就是加速完成点火。

二、影响燃烧的因素:空燃比、火星塞的位置、进、排气压力与进气温度、进气速度、压缩比、点火正时 。

1、空燃比

  燃烧速度会因为混合气的组成、压力、温度而变化,影响最显着的是空燃比,稍浓于理想空燃比(14.7:1)时可得到最大的燃烧速度,若空燃比低或高达到某一界限以上时,火焰便不再前进,此界限称为『燃烧界限』。汽油的燃烧界限是空燃比22:1~8:1可安定运转的极限是18:1。所谓『稀薄燃烧引擎系统』技术(Lean Burn Combustion System) 就是让引擎在尽量接近燃烧界限的下限且不产生爆震的情况下运转。

2、火星塞的位置

  火星塞的位置虽对燃烧的速度没有影响,但是它决定了相同燃烧速度下完成燃烧所需的时间。火星塞和汽缸必的距离越近,则完成燃烧的时间越短。因为油气燃烧的过程也是引擎最主要的加热、加压过程,这段时间的长短,直接影响到引擎的热效率,也影响到爆震的趋势。火星塞的最佳位置就是在燃烧室的中央,而为了达成此一设计,多气门和双凸轮轴的设计是必然的趋势。

3、进、排气压力与进气温度

  进气压力的提高可促使油气燃烧的速度增加,而进气温度升高却会使容积效率和混合气密度降低,导致火焰传播速度下降。当排气压力越高时,则每循环残留在汽缸内的废气越多,使能吸入的新鲜混合气减少,而随着残留废气比例的增加,燃烧时的阻碍亦增大,火焰传播的速度因而降低。要提高进气压力最常用的方法就是利用 Turbo-charger 或Super-Charger ,而赛车引擎通常用碳纤维来作为进气道的材料,除了重量轻外,最重要的就是取碳纤维不易吸热,本身的温度不会因为引擎室的温度升高而升高,可大幅降低进气温度。至于要如何降低排气压力,当然是从排气管着手,而又以头段的影响最大。

4、进气速度

  进气速度影响了进入汽缸内油气的流动,油气的流动除了可以让油气的混合更均匀,更可产生搅动的作用使燃烧火焰和未燃烧的油气容易混在一起,增加火波前的范围,加快燃烧的速度。进气速度与燃烧速度成近乎正比的关系,进气速度越快,燃烧的速度越快。而进气的速度与进气歧管的口径与长度、汽门设计、燃烧室几何形状有关。

5、压缩比

  压缩比的增加会同时影响燃烧时的温度与压力,并让油气分子间的距离变小,而油气的燃烧速度也随着压缩比的增高而增大。高性能引擎都想办法在不发生爆震的前提下尽量的提高压缩比,不但自然吸气引擎是如此,就连增压引擎的压缩比都已提高到超过9.0:1 以上的水准。要提高压缩比最简单的方法就是改用较薄的汽缸垫片。

6、点火正时

  引擎的最大功率输出是取决于油气燃烧产生最大气体压力时活塞的位置,而这个位置的改变可经由点火正时的改变来达成,最理想的点火正时角度就是要让燃烧过程完成一半时,活塞位置恰抵达上死点,此时活塞正好完成压缩行程准备往下运动,因此燃烧所产生的最高压力可完全用来把活塞往下推,这就是产生最大燃烧速度点火正时。


三、影响淬熄的因素

  淬熄主要受到燃烧室的形状、汽缸壁的温度与粗糙度的影响。淬熄的发生是主要是由于火焰接触到燃烧室的壁面,因此要在相同的燃烧室容积下使燃烧室的表面积越小,减少淬熄量,一般而言燃烧是的形状越规则越能达到此目的。而淬熄也是热导传的结果,所以燃烧室的温度越高,则热传量越少,火焰也就越能接近壁面,淬熄层就越薄,被淬熄的气体容积就越少。但是汽缸壁的温度却被材料所能承受的热应力及爆震的发生所限制,所以只能维持在一相当的低温下。此外,降低燃烧室的粗糙度也可减少淬熄量及热传量,提高热效率。
四、爆震
  『爆震』是引擎燃烧过程中所产生的异常燃烧现象,它除了使引擎震动加剧外,并产生敲击声、降低引擎出力、损伤引擎结构。爆震可说是引擎设计者的天敌,许多提升马力、降低油耗、减少污染的设计,如高压缩比、增压装置、提高汽缸壁工作温度(材料科技的进步使得强度上无虞)等,都因为爆震的产生而受到限制。

   爆震的特性是开始时点火及燃烧波的传播都正常,但是最后应该燃烧的一部份油气,我们称为『尾气』(End Gas),因为受了燃烧后气体膨胀所造成的压缩作用,使其体积缩小、温度和压力升高,在燃烧波尚未传到该处之前,一部份油气的温度已经达到『自燃点』,到达自燃点后在经过一段时间的『自燃点火延迟』后就会自行引燃,并且以300m/s~200m/s的速度迅速向外传播,而当正常燃烧和爆震两个方向相反的燃烧压力波相遇时,会产生剧烈的气体震动,并发出特有的金属撞击声,所以称为『爆震』。轻微的爆震无法被人的感官所察觉,在此我们称它为『无感爆震』,因此当你能感觉得到引擎爆震所产生的噪音和震动时,这时的爆震情况已经严重得超乎你的想像,我们称它为『有感爆震』。有感爆震持续一段时间后,将使得活塞、汽缸头、汽门、活塞环等,产生严重的损坏。

1、燃料的辛烷值

  燃料的抗爆震性是以辛烷值(Octane Number)来表示,通常分子构造简单、碳数多、炼长者的抗爆震性优秀,而选用辛烷值较高的汽油是减少爆震发生的最直接方法。汽油辛烷值的选用必须与引擎的缩比配合,理论上压缩比8~9用辛烷值92~95的汽油,压缩比9~10用辛烷值95~100的汽油,否则压缩比高的引擎若使用辛烷值低的汽油,将造成爆震连连、引擎无力、过热、机件损耗。而压缩比低的引擎若误用辛烷值较高的汽油,不但不能增大引擎的出力,反而可能因燃烧温度过高造成引擎过热。

2、燃烧室的设计

  火星塞的的位置影响了完成燃烧所需的时间,这段时间就是尾气所受的加压和加热时间,时间的长短直接影响爆震发生的趋势。因此燃烧是的形状若能让压缩时油气的流动性佳、没有死角,并采用热传导效率较高的材料(如铝合金),让汽缸内的温度不易累积,使尾气保持较低的温度也可减少爆震的发生。

3、积碳

  燃烧室内如果有积碳会影响燃烧室的散热并造成压缩比的提高,让原本不会发生爆震的引擎也发生爆震。积碳发生的原因除了引擎本身所产生的以外,在汽油中添加辛烷值提升剂更会加速积碳的累积。以国内所能买到的95无铅汽油,对很多高压缩比引擎来说并不够用,很多车主都要选择添加辛烷值提升剂来维持引擎的出力和消除爆震,在爆震与积碳的恶性循环下,添加辛烷值提升剂就有如引鸩止渴一般,还请车主三思。

4、压缩比

  引擎的热效率是与其压缩比成正比,压缩比越高引擎出力越大,但是压缩比的上限却因为爆震的发生而受到所限制,压缩比与爆震的发生有极密切的关系,压缩比越大,爆震的趋势和强度越强。因为提高压缩比会同时增加汽缸内的温度和压力,使尾气的温度和压力升高,增强爆震的趋势。此外压缩比的提高也会让汽缸内的残留废气对油气的冲淡做降低,造成燃烧室的温度上升,促成爆震的发生。

5、空燃比

  油气混合比过稀或混合不均匀都会造成爆震。较浓的油气将使尾气的自燃点火延迟时间增加,但也会使燃烧较不完全,产生的热量较少,使得燃烧最后的温度降低,减少爆震的发生,但也导致燃料用量增加,热效率下降,同时降低引擎出力。有些引擎的爆震控制系统就是在爆震感知器侦测出爆震讯号时,供油系统便会适度的提高油气浓度,直到爆震消除为止。

6、进气温度与汽缸温度

  进气温度与汽缸温度的增加会使引擎的容积效率降低,使完成燃烧所需的时间增长,亦即尾气被加压及加热的时间增长,增加尾气的温度和压力,造成爆震。由此我们可以知道当引擎温度过高时,对引擎所成的损害并不是直接由于高温所造成(和汽缸内的温度相比那就称不上高温了),而是因为汽缸壁温度上升导致严重的爆震,因为连连的爆震所产生的严重破坏。

7、点火正时

  若点火过早活塞在压缩行程抵达上死点前燃烧掉的油气较多,会使活塞进行压缩时所需的力量增加,同时也会提高燃烧室内的最高温度与压力,而易产生爆震。若点火正时延迟,大部分的油气都在活塞过了上死点以后燃烧,燃烧时活塞已经往下运动,可以底消掉一部份燃烧后气体膨胀所导致的压力升高作用,减轻爆震的趋势。不过假如点火过于落后,引擎的功率及效率都将降低。虽然点火正时的延迟会造成引擎无力、耗油增加,但是对于爆震控制方式的选择大多以改变点火正时为主,因未改变点火正时比起其他消除爆震的方法要来得简单、经济、可行,尤其在电子技术发展成熟的今天更是如此。

8、进气压力

  进气压力提高可使油气密度变大,燃烧所产生的总热量较多,会使燃烧的最后温度上升,易于产生爆震。这说明了使用增压进气装置时,不论涡轮增压或机械增压常要适度的配合降低压缩比,并结合爆震控制系统以防止爆震的发生。其中涡轮增压系统(Turbo Charger)更因为会同时造成进气温度上升,所以有进气冷却器(Inter-Cooler)的出现,以降低进气温度提高容积效率并减少爆震的发生。
[改装入门系列四] 排气系统改装原理探讨
按照汽车引擎的四个往复动作一吸气、压缩、爆炸、排气来看,如果排气管无法迅速排光燃烧后的废气,则接下来的进气行程必定也没办法快速、完全地吸入新鲜空气;尤其此刻残留在燃烧室内的废排气,还会影响到下一次的燃烧效益,这样一来,马力表现自然不会理想,这便是为何要改装排气管的目的。

  
排氧性能关键在于速度回压

  虽然四行程引击原本就是可完全燃烧的设计,但由于汽车的缸数多、各缸没有独排气管,同时还有噪音、空间、整体配置与量产成本等的考量,相形排气管只是单纯的消音及冷却排废气之用,于是就会有不够顺畅的问题产生,进而降低引擎的应有性能。所以与其形容改装排气管是在于增加马力,倒不如说是为了找回马力、发挥原本轮出较为适当。

  排气管的通畅程度,也即是大家所熟知的「回压」 一词一或可称背压、反压一简言之它就是排气管内部的阻力,此和邑蕉头设计、中段管径粗细、髑媒、总体长度\弯角、消音筒大小都有关联,同时直接反映在排氯效能上。改装排气管的主要用意便是在于减低回压让吸排气的交琶更畅快,而这亦属于变相的延长气门重叠时间来增进肺活量,因此可以改变引擎的特性,从而提升高转域的反应和威力。

  不过,减低回压这回事并不是说越低越好,因为假使排气过份无阻碍的话,中低转时混合气根本未燃烧完便被排出,扭力势必会桉牺牲掉,甚至当回油时管内墼力变低,还有废气逆流回燃烧室的可能,所以一定的背压仍然是需要的。

  管径扩大率以10—15%为恰当

  一股来说,排氯管的改装大多是从中、尾段做起,常见的方法不外乎是加粗管径、缩小消音器等,强调竞技类的裂晶更会—朝直线化努力。提到直线型排气管的特点上(碍于底盘千扰,做到真正的笔直有困难),路径缩短且弯角平滑减少阻碍的关系,颢阳性一定很不错,不过大家要知道的是,相短的排气管乃诉求于高转马力(回压低),细长型擅长的是低转扭力 ( 回墅高丫曹有这楼的差别,道理就是后者管内的压力高,中低转速废气会很迅速地排出,但高转时则会面临阻塞的弱点,而相形前qO便有中低转流速慢的问题,可是到了高转嗫排气即能通畅无比。

   以道路使用为前提的排气管,其实应先选择全长较长的式样,作为畜气增速的条件,然后才是在管径上变化比较能兼顾到全转速域的表现依照大多数人的经验来看,中段管径的增加,差不多是比原厂多10-15%为最佳(引擎无改装),也就是自然吸气引擎在55—60左右,涡轮引擎约为65—70上下;当然,阁下的爱车若排氯量够大,又经过一番重度升级具备合400hp Over的实力,那么亦有必要用到80以上的管径。

  关于管径的配置上,由粗变细或从头至尾一样口径,对重视扭力的人而言比较恰当,但假使你是马力派的追求者,则适合渐次放大的型式,这种「 喇 叭 口 』 型 的 设 计(Megaphons),是采慢慢扩大管径的方式,驱使越往后方越急速膨胀的构废氯增速气流,特别是在持续高转速的情形下益发有威力,这亦为目前日系改装排气管的一项趋势。

  
触媒/中淆部分请注意共震现象

  正中段排气管的改装中,还有一重要元件是触媒和中消,虽然髑媒的基本功用是在于净化排气,可是它和中消一样,还附有消除共鸣謦传至骂驶舱的作用,由许多种贵金金属密密麻麻构成的髑煤,依照改装的眼光来看,确实是阻碍排氯颢畅的一大元凶,而且又是个讨厌的聚热点,所以许多人会更换炮弹型的代替管(直管易引起共振),往往只是这一小截的直通化,便能感觉到排气畅顺许多,声音不会闷在里面。

   髑煤段、中消的外型,看起来很像是个膨胀室,因此能减缓废气流动定上,就成了可灵活运用的地方,改装排气管的中消、触娱代管,大致会做的较短、较小型,来增进排氯的顺畅度,不过有些管径偏粗的型式,这部份便不会减缩的过于激烈,以确保中低转的力量;像日本一些大口径的Front Pipe,还会在前端设置一膨胀室,目的就是在增加马力之余,也能兼颤到反应。另外,当你感觉到排氯太通、扭力牺牲过多时,其实不妨晓上一截所谓的「炮弹」,便能改善不少这种现象。



尾消内部构造分隔板舆直线式两种
   身负主要消音工作的尾段排气管,自然是一个发生阻力的所在,这便牵涉到消音筒内部的设计。尾消的构成大髅上可分成两类,第一种是利用交错隔板造成反射波的方式减低音量,原厂晶几乎都是此种型式:第二种则为改装晶常见的直线型吸音绵式,由流体力学的立场观之,隔板式的排气阻力一定较大,马力提升也就不如直线型来得占优势了。

  要想降低尾消的排气阻碍,不单单是需通路直线化以及内管口径扩大,整个消音器小型化同时是必要的(N一类排气管的筒身仅二O,;O曰而已),而且这里还可以加入些巧思,如在进入尾消前安装一活动阀门;integr-r嚣有这项装置),或者是如无限设置双回路加速气流(TwinLoop),让背压视转速提高而递减等,旨是不错的变通方法。

   直线构这的改装排气管尾财,噪音的吸收需要藉消音绵达成,在此之中,大部份厂家都是单纯采玻璃绵对 应(细玻璃纤维绵加少量石绵I中消、代髑媒亦然),但是时间久了以后,长时间处于高热环境的玻璃绵,必定 会囚劣化而出现共振、謦音变大的问题





What sunshine is to flowers, smiles are to humanity.
微笑之于人类,犹如阳光之于花卉。
献花 x1 回到顶端 [楼 主] From:台湾教育部 | Posted:2005-03-26 11:28 |
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在 涅 贵 不 缁 , 暧 暧 内 含 光 。
柔 弱 生 之 徒 , 老 氏 诫 刚 强 。
行 行 鄙 夫 介 , 悠 悠 故 难 量 。
行 之 苟 有 恒 , 久 久 自 芬 芳 。
献花 x0 回到顶端 [1 楼] From:台湾和信超媒体 | Posted:2005-03-26 13:24 |

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