汽車改裝基礎知識-資料下載頁

　　

【正文】 時要留意的是系統所搭配的濾網是否容易買到，不然這套系統以后將會帶來更多的花費和麻煩。第七章：排氣系統的改裝 在各種改善汽車動力表現的改裝方法中，為車子更換高性能的進氣和排氣系統，令發動機“進得多，排得快”是最簡單容易而效果最明顯的方法。而在進氣和排氣系統改裝中，尤以排 氣系統更為受到歡迎，因為“它”不但看得見(小鋼炮般的形狀裝在車后)，而且更聽得到，是少數能直接給車主(和他周圍的人)提供感官剌激的改裝部件。現在讓我們來看看這項能輕易地引人注意的改裝。 排氣系統基本原理 排氣系統的主要功能是把發動機在燃燒過程中產生的廢氣從多個氣缸內收集、清潔(經三元催化器)、滅聲，然后引到車后排放。原廠的排氣系統由于要顧及成本、寧靜度和各地不同的排放標準等限制，在設計時都會非常保守，并在一定程度上因排氣效率不高而限制了發動機的性能表現。有人曾問過：如果不考慮環保(噪音和廢氣等)問題，那么干脆不用任何排氣管，讓廢氣從發動機燃燒室的廢氣活瓣(廢氣門)直接排到空氣中，這樣是否就是追求最佳性能表現的終極選擇? 答案是否定的。首先，沒有滅音裝置的發動機會發出極高的噪音(超過150分貝)，一般人根本無法忍受，賽車手也需用耳塞來保護耳朵。另外，位于車身前部的發動機如果不設排氣管的話，車廂內的司機和乘客將最先遭受到發動機廢氣的“迫害”。曾經發生過這樣的真實個案：一賽車排氣管口設在駕駛室前，導致賽車手在比賽途中因吸入過量廢氣而暈倒。大家都能看到所有的賽車(包括F1)都配有排氣管，因為排氣系統在任何情形下都是必需的。而一套好的排氣系統不但不會影響排氣效率，反而可令發動機呼吸更暢順，車子提速更快。 怎樣才是一套好的高性能排氣系統? 讓我們先來了解一些關于排氣系統的理論。要讓排氣系統有事半功倍的效率，就要充分利用系統在運作時產生的回壓(back pressure)和吸啜(scavenging)效果。由于發動機在運作時，個別燃燒室的廢氣活瓣會不停地做開合動作以排出廢氣(為配合燃燒動作)，所以排氣系統輸送的廢氣并不是連續不斷的，而是一波一波(pulse)的。因此，車子的氣缸數目越多，或發動機的轉速越高，廢氣波(exhaust pulse)便越密。在高壓的廢氣波被高速排出氣缸時，它后面產生的低氣壓便是回壓。適量的回壓可使排氣系統內產生良好的吸啜效果。原理是：若排氣管直徑“適中”，第一波被排出氣缸的廢氣在膨脹后便會逼著排氣管內壁向下游快速排出，同時在上游部份產生一個低壓區，吸啜發動機排出的第二波廢氣。而第二波廢氣在逼著排氣管內壁向外跑時它后方產生的低壓又在吸啜第三波的廢氣，依此類推，使發動機不費勁地完成排氣動作之余，排氣效率也比完全不用排氣系統更高，殘余在氣缸內的廢氣更少，而氣缸內可容納供燃燒用的新鮮空氣也更多…… 從上述的理論中，我們知道一套高性能排氣系統需要有一個設計優良的排氣歧管，把不同氣缸排出的廢氣波不早不遲地、一個接著一個地(吸啜效果的最高境界)送到集氣管，然后通過一條筆直且合理的大口徑排氣管(和當中的高流量三元催化器/高性能滅聲鼓)把噪音和有害氣體清除并高速排出車外。但由于發動機在不同的轉速下會排出不同速率的廢氣波，產生不同的回壓要求，因此在選擇改裝排氣系統時，要小心配合自己的駕駛風格和車子的特性。例如換了高流量的系統，會令發動機低轉時不能產生“合理”回壓而令慢速駕駛困難。現在讓我以改裝費用來區分排氣系統中的后(滅聲鼓)，中“排氣管”(含三元催化)，前(排氣歧管)三個不同部份(階段)的改裝(具體請看本版中的各一分段)。其實一套好的改裝排氣系統并不能提升車子的動力輸出，它只會減少發動機馬力的流失，但相對原裝或設計不好的甚至是贗品來說，車子的實用馬力(輸出馬力)會有明顯的增加。 ●排氣歧管 排氣歧管一般是改裝排氣系統中最昂貴的部份(可以上萬元)，因為對長度、彎度和口徑的嚴格要求，令開發和制作成本很高。但排氣歧管的設計優良與否對整套排氣系統的吸啜效果有著舉足輕重的影響。以四氣缸發動機為例，傳統的概念是，四出一（四根排氣歧管直接匯總成一條排氣管的管路設計）的設計會較適合高轉速時的廢氣波率，有助于提升馬力，而四出二出一（兩根排氣歧管先匯總成一管，再與另兩歧管匯總成的一管匯總成最終的一條排氣管）的設計則有利于低轉速時的扭力輸出，較適合日常行車之用。但現在很多新設計的421排氣歧管都能同時改善發動機的中、高轉速表現，像我們比賽用的思域Type R 賽車便是用421的排氣歧管，在超過9000rpm時仍然不會“窒息”發動機的輸出! ●三元催化器 三元催化器是保證廢氣質素的重要配件，它主要凈化發動機廢氣中的碳氫化合物(HC)，一氧化碳(CO)和多氧化氮（NOx）這些有害氣體。新款的三元催化器并不會對排氣流速產生多少阻礙，如果把它拆掉（這是許多改裝商時下流行的做法），不但令排放超標，還可能令部份有自我診斷功能的汽車ECU發出錯誤訊號，影響正常行車。建議保留使用，如果考慮到環保等原因，可換一個改裝專用的高性能三元催化器，但價錢很昂貴，近5000元。 ●排氣管 光是換滅聲鼓不會令車子增加多少馬力，而如果把整段排氣管更換成高性能型號，則會對馬力提升有不少幫助(特別是發動機經過改裝)。高性能排氣管比原裝的粗壯，內壁較光滑、彎曲度較小，這些設計令發動機在高轉時產生的大量廢氣能暢順地高速通過，明顯地提升了排氣效率。但要注意，直徑過大的排氣管會影響回壓效果并使廢氣降溫太快，減慢流速之余更減少了排氣管的離地間隙，增加車子被“托底”的機會。一般說來，如果發動機沒有經過大幅改裝，那么排量在2升以下的自然進氣發動機的排氣管直徑就不應超過50mm，而2升渦輪發動機的也應在7080mm之內。中段排氣管沒有單獨更換的必要，至少也要和滅聲鼓一起換。中段排氣管原是系統中最便宜的部份，但加上了三元催化器就不一樣了。 ●滅聲鼓 大部份的排氣改裝都是從滅聲鼓（排氣尾鼓、消聲鼓）開始，不但因為它容易裝配，而且因為高檔的滅聲鼓用不銹鋼(甚至是鈦合金)制造。改裝滅聲鼓除了比原裝生鐵造的來得輕、耐用外，更是整個系統中最吸引人的部份，因為它不僅可以從車外看到，而且還能發出懾人的音頻和聲響。滅聲鼓大致可分成兩類：第一種是利用交錯隔板造成反射波的方式來減低音量，原廠滅聲鼓幾乎都是此種類型。優點是成本低而消音效果好，缺點是(排氣)阻力大而笨重；第二種為高性能型號中常見的、用玻璃綿等吸音材料來消聲的吸音式。優點是限流少、重量輕，缺點是滅聲效果較低，因此一般都會有較大的排氣聲，但排氣聲的大小和發動機的性能并沒有直接關系。另外，滅聲鼓末端的排氣口口徑也要配合前端排氣管的直徑，太大并不會有實際效果。值得一提的是，最近市面多了許多據說能提升回壓(扭力)的“S”型滅聲鼓。而我曾經把一個日本“名廠”出品的“S”型滅聲鼓裝到一臺思域上，再在測功機上測試，結果顯示車子的中段性能并沒有改善，而高轉時的表現卻差了很多……在選購滅聲鼓時，如果只要求外觀、大排氣聲和一般性能提升，那么很多二、三百元的國產改裝滅聲鼓就可勝任，但如果要求更高性能提升的話，就以五，六倍的代價選擇國外名牌如Remus和Borla等。第八章：點火系統改裝 在發動機里，要汽油燃燒得充分、發揮出最多的能量，必須要有足夠的點火能量和準確的點火時間去配合。若點火能量不足，混合氣就不能充分燃燒，爆炸力會減弱，這樣不但浪費能源，更令這個沖程里產生的能量減少，即發動機的動力性不能完全發揮。若點火時間太早，燃燒的氣體會阻礙活塞向上運動，即是做了負功；若點火時間太遲，活塞己作下降運動時燃燒的氣體才產生最大的爆炸力，那么推動曲軸旋轉的力矩就小了，因此點火時間早或遲都會減少發動機的動力。現代發動機的點火時間都是由行車電腦根據發動機轉速來實時調整，在現階段我們不用去管它。我們現在要研究的是怎樣可以把供應到燃燒室的燃油100%燒掉，下面就講講有關點火系統的幾個主要部件和改裝方法。 火花塞 改裝點火系統最容易也是最便宜的第一步，就是把原廠的火花塞換上高性能型號。火花塞基本的作用是強迫(引導)點火線圈產生的高壓電流通過一個電極間隙時產生火花來點燃汽缸燃燒室內的混合氣，因此對火花塞的性能要求當然是火花越強、越穩定越好。由于火花塞的地極(外殼)和高壓的中心電極之間的絕緣體要有耐高溫和優良的絕緣能力，因此大多用以氧化鋁為基礎的陶瓷制造，但高性能型號火花塞在電極的材料上則講究得多。現在高質量的火花塞大都采用銥或鉑(白金)等貴金屬來制造電極，除了可發出更強而穩定的火花外，更比用銅鎳合金制造的普通型號耐用多倍，但售價亦是呈倍數上升。另一方面，火花塞的又一重要作用是把氣缸內的熱量帶走，以維持一個適當的工作溫度(500850℃)。如果溫度太高會損蝕火花塞的絕緣體和電極，而被高溫燒紅了的火花塞更會引發早燃和爆震現象；但如果溫度太低，附在火花塞表面的油就不能充分燃燒，容易形成積碳，令火花塞效能減弱甚至產生不了火花! 因此不同冷熱度(heat range)的火花塞會用于不同特性的發動機上，以保持火花塞的正常操作。冷型火花塞——即標號較高(注意不同品牌的火花塞可能有不同標準的標號)的火花塞由于散熱較快，適用于經常在高轉速(高溫)工作的高性能發動機，而散熱較慢的熱型火花塞(標號較低)則適用于低速低壓縮比的發動機。在一般的輕微動力改裝下不需改動火花塞的冷熱度，只有在重改裝后發動機經常在高轉速下運作，才需改用冷度較高的火花塞，隨便改用賽車用的冷型火花塞只會制造積碳，令發動機出現乏力和轉速不順的現象。因此，在其它條件不變的情況下，僅更換冷一度的火花塞并不會帶來任何效果，除非駕駛者開車的80%時間內都把發動機轉速保持在紅線區前的30%以內! 本期“改裝實戰”，我們為它更換大渦輪和做了其它改裝后，也只是配了冷一度的火花塞而已……相信一般車主只更換冷一度的火花塞，覺得反應不錯，主要原因是心理作用，再加上舊火花塞本來已經老化的緣故。 火花能量 火花塞用的高壓電源來自車上的點火線圈。原廠系統大都是電感線圈放電系統(Inductive Discharge System)，原理是以一定的電流向線圈充電，形成高壓電后在分電器觸點接通的瞬間擊穿相應氣缸內火花塞電極之間的氣體，產生火花。這個設計的弱點是儲存電能需要一段較長時間，在高轉速時系統會因充電時間不足而致使火花能量變弱，令車子損失動力。針對這一點最根本的改善方法是換成電容放電式點火系統(Capacitive Discharge Ignition)。這種系統是用高電壓向電容器充電，使充電周期大大縮短，保證發動機在極高轉速時仍有足夠的點火能量。但因涉及的技術甚為復雜，而且在日常用車中最常用的中低扭矩下根本幫助不大，所以只適合在重改裝車和賽車里應用。對于一般車迷來說，把原廠的開磁式點火線圈改為E型鐵芯的閉磁式線圈會更方便而有效，這種閉磁式點火線圈特點是磁力線封閉在鐵芯內，能減少漏磁并產生更高電壓(可高達40,000伏特)，令火花塞產生更強力的火花。而且這類點火線圈體積細小，在改裝時容易在發動機艙內找地方安置，是一項難度不大但具實效的改裝。高性能點火線圈如美國MSD的出品售價大概是1000多元。
點火線 聯系點火系統與火花塞之間的點火線(高壓線)可算是最受歡迎的改裝項目之一，改裝此部件的功效是減低高壓線圈所發出的高壓電流輸送到火花塞過程中的損失。一套優良的點火線擁有最少的電流損耗，同時能避免高壓電傳輸過程中所產生的電磁干擾影響車上收音機和行車電腦ECU的操作。一般原廠點火線在控制電磁干擾的設計時，由于成本關系會使用電阻值較高的包覆材科，若改配用硅樹脂等高質材料來包覆，粗壯的高性能點火線便可在控制電磁干擾之余改善電阻。但高品質的點火線套裝并不便宜，一套日本Quick Power套裝要價達3000元，而臺灣出品的也要500 600元。歸根究底，如果原廠的點火線不是特別差勁，用上改裝品后性能分別不會很大，況且現在新款發動機的走勢是根本就不需用點火線了。 電控點火 傳統的點火系統主要由分電器、點火線圈、高壓線、火花塞等部件組成，而當今的中高檔轎車很多己采用電子控制的點火系統。電控點火系統主要由多個傳感器、ECU、點火執行器(配獨立點火線圈)三部分組成，個別型號更連分電器也省掉，直接由ECU控制點火時間，因此點火能量更高、執行點火的時間也更精確，更不需用點火線( 都使用類似的設計)。如要對這類系統進行改裝，便需要從ECU方面入手，甚至要整個系統換掉。若你不打算替愛車進行重改裝，那么更換高性能火花塞便足夠了。第九章：看專業雜志學改裝 我們車隊經常接到一些年青車迷的來信，詢問我們是否設有改裝訓練班，或者能否到我們那里“學改裝”。在他們的心目中，汽車改裝可能只需上一些短期訓練課程或是到改裝店、賽車隊呆三兩個月便可學懂，但這些人中間很多連基本的汽修知識也不懂，他們不知道，光是要成為一位合格的汽修技師都需要3至5年的學習，要成為專業改裝專家，10年以上的經驗是最起碼的條件。 不過很多車迷也不是想以汽修或汽車改裝來作終身職業的，他們只是對這科目很有興趣，想花點業余時間去研究一下而已，因此這期“改裝物語”便讓我們來轉個話題，談一談怎樣業余地學習改裝吧。 國內改裝雜志初看 業余地學習改裝的最佳方法是看汽車類雜志(我也是這樣開始的)，大部份的汽車雜志都會有提及或介紹改裝車的篇幅，這是一個很好的開始。和專業汽修技校的教科書相比，汽車雜志圖文并茂的內容有趣和輕松得多，令一般車迷較易接受。當有了起碼的概念和認識后，便可開始看一些專門談改裝的專業雜志(像《改裝與四驅》)，慢慢地消化每期不同的內容，剛開始的時候可能不大看得明白，但在一段時間后便會領悟個中原理。可惜國內十分缺乏這類專業雜志，嚴重影響車迷們的學習進度。反觀國外改裝雜志非常盛行，而且通過不同的雜志可以了解到每個國家和地區的不同改裝文化，對于剛接觸改裝的車迷來說，是擴闊眼界的極好渠道。由于沒有語言障礙，港臺的改裝雜志應是最受歡迎的。香港由于信息發達和改裝文化開始得早，車迷已經很成熟，加