【百問】引擎內部強化問與答 鍛造活塞有何作用？(下)
車訊網
2024-10-09 10:58:52
問題五：爭最後一口氣–為何要延後斷油轉速，要如何做到？
延後斷油轉速通常都是高性能引擎所追求的項目，目的除了獲得更好的性能輸出外，配合檔位的使用，也可以在出彎時獲得更好的再加速表現。該怎麼做呢？若要引擎達到高轉速的基本條件，就是各活塞連桿間的重量差異不能太大，就像鋁圈平衡一樣，一旦平衡失去，轉速愈快鋁圈的震動就愈大，因此要將引擎作到破萬轉的境界，下半座機件的平衡性便成必備條件之一。
至於各缸配重方法不一定要使用鍛造零件，最常見的是將所有的活塞或連桿一一分開秤重，並將多餘的重量採研磨方式減輕，來達到彼此間的等重水準，如此只要所有活塞及連桿都等重，組合起來的重量也會相同，引擎運轉起來自然平衡順暢。事實上，高轉化引擎在調校上所需注意的地方，除上述提到的硬體面外，液體潤滑與軟體調校是否跟的上，也是不可忽略的要項，前者所指的是機油潤滑度好壞與油壓穩定性的掌握，這可透過使用號數較高及更換強化機油泵浦來達成，至於後者則牽涉到供油電腦的使用與調校，畢竟轉速達到9000轉以上時，每秒點火時間與供油量變化，都非一般市售引擎可比擬，若沒有一套計算快速、設定完善的軟體匹配，引擎什麼時候要「中風」都不知道。
問題六：萬轉引擎超魄力，但如何增加機件潤滑效果？
上述提到引擎要朝高轉速設定，除了各缸的活塞+連桿要配重處理過之外，下方的曲軸轉速平衡，也是可以或缺的步驟，因為曲軸可說是整個下半座零件內最精密的部分，也因此可以常聽到「曲軸平衡」的關鍵性字眼，目的就是透過後天的校正，讓曲軸高轉速的平衡性更加精進。
此外，賽車用的曲軸往往會把斧頭造型的軸葉部，削得既薄且尖銳，雖然此法能降低突破機油的轉動阻力，並達成徹底輕量化，但這樣卻有軸葉剛性不足、甩油量較少易傷到活塞裙的問題，不過市售車的改裝曲軸依舊是不會做得如此誇張，畢竟曲軸的重量還是要考量到活塞及連桿的重量去搭配，想想看要是引擎內部機件的下方比例輕過上方，無法有效吸收引擎內部運轉時的震動，在活塞上下擺動瞬間，便有可能會讓活塞發生劇烈晃動而發生損壞。
另外，介於連桿與曲軸間的大小波司，其組裝時的緊配公差是否測量精準、視情況更換強化品，也會影響曲軸的耐用度，前者在於Tuner在安裝時，是否有認真的去丈量連桿與曲軸，及缸體與曲軸間的間隙，選擇正確規格的波司來安裝，如此才能確保間隙中的油膜厚度與油壓正常，才能禁得起高壓高速的擠壓力道；後者則是透過表面處理，讓波司表面可以容納更多機油，以容許波司可以多一些些時間接觸到曲軸，而不至於傷害到曲軸，關鍵還是在精密組裝的技術。
問題七：何謂高角度凸輪軸，跟高轉速出力有何關係？
進行完下半部的重量與轉動平衡後，引擎想要擁有一氣呵成的高轉速表現，還需上半座的高角度凸輪軸的改裝搭配才行，否則高轉速的馬力無法延續下去，轉速拉不上去也無用武之處。凸輪軸性能表現取決於開啟角度及揚程，大角度凸輪軸能增加「吸氣時間」，也能增加「氣門伸程」，讓氣門能「開得久+開得深」，自然讓能活塞吸入更多的空氣、提高容積效率。
而所謂的高角度凸輪軸，都是氣門開啟角度超過280度以上的產品才能稱之，一般市售車所配置的凸輪軸大致在240度上下，屬於角度較小的Cam，道路版的改裝Cam，則大約在250度至270度左右，而凸輪軸角度的計算方法，是指曲軸在720度的過程中，氣門真正開啟的相對角度。
以NA引擎而言，透過高角度凸輪軸的改裝，對於引擎馬力及扭力的提升有很大的影響，也是NA引擎想要獲得馬力明顯增幅的重要來源，。然而一般人認為Turbo車換Hi-Cam，似乎沒有那麼的重要？其實原廠Turbo車在設定Cam的時候，為了儘量減低Lag現象，大致使用小角度且低Lift的Cam，如果單純的增加渦輪Bar數，而沒有更換高角度凸輪軸的話，高轉速的動力延伸性依然不足，所以Turbo車若想要獲得爆炸性的馬力輸出，依然得藉助Hi-Cam的助力，才能使再加速力有明顯的變化，這也是為何很多甩尾車都會換高角度凸輪軸的緣故，目的就是希望能讓引擎高轉速時的動力輸出更上層樓，以獲得更好的低速動力滑胎的效果。
問題八：開放/封閉水道差在哪裡？要怎麼強化呢？
過去常常會有聽到，EVO或是2JZ這種鑄鐵下半座引擎的耐用度很棒，大家試著想看看一下，引擎在運轉時所承受的扭動力道會有多大︖大馬力的鍛造引擎，其排氣溫度更可能會有逼近攝氏千度下，時間一久就算是鑄鐵本體也會發生「變形」的情況下，小幅度就是鎖點稍有間隙，大幅度則是可能連汽缸壁都會產生間隙，因此許多鋁合金開放式水道設計的引擎下，通常在施以一倍以上動力提升的同時，都會有不同的對應方式來施以強化。
這個問題其實原廠也都知道，像是鯊魚的EJ系列引擎，也從GC時代的全開放(92年有全封閉但後來取消)，演變到GD時期的半封閉水道，為了就是確保鋁合金本體的強度，不過當科技的進步，電腦控制愈來愈強，動力的製作也愈來愈狂，很多車主都會選擇送到國外去打缸套，但缸套的製作需要先施以破壞才有辦法植入，兩者不同的材質只能用塞入無法固定，因此缸套與本體上下位移的情況也偶而會聽見，所以才會有現在貴得要命的CNC鍛造中缸，除了強度足夠外，也不會有鑄鐵材散熱交換較差的情況發生。
問題九：薄薄一片效果無限–金屬汽缸床墊片是什麼？
由於燃燒室是一個密閉的空間，而引擎上下座結合時就需要一個偏軟材質的物體介於其中，在上下半座固定時將燃燒室與外界空氣，及冷卻水進行所有的隔絕，薄薄一片卻無法被忽略的小東西就叫「Gasket汽缸床墊片」。
這個小傢伙雖然真的就是薄薄一片，但也是引擎內相當重要的一個環節，如果材質不好無法抵抗燃燒室的高溫，那冷卻水就沖出直接混合到機油，及造成上半座表面在高溫狀態下，因冷卻水蒸發壓力的擠壓而變形，這就是所謂的平面跑掉、引擎沖掉。
像是SR20DET引擎的原廠墊片就是所謂的石棉墊片，在提升增壓值的場合下，就可能無法對抗更高的溫度，如果空燃比稍有異常就換造成損壞，所以重度改裝車都會換上純金屬墊片來預防這個問題，當然也有很多原廠墊片就是金屬材質，而這類的車對於墊片的用法又不太相同，通常會利用墊片厚度去改變壓縮比，達到動力設定時需要的最佳壓縮比。
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