发动机改装(缸头篇) 发动机的进排气量和气流速是影响高转速(功率)输出的关键因素之一。
发动机工作时气流的路线是空滤——化油器——进气歧管——缸头进气道——进气门——燃烧室——排气门——缸头排气道——排气管,可以看出九个步骤中有五个都是在发动机缸头内进气,因此发动机缸头是直接影响气流速的因素之一,这就是为什么改装发动机时必须要加工缸头内各个机件的原因了,因为在发动机转速增高的情况下,气流速度也会随之增加,而缸头上各个接触混合气的机件由于铸造件的关系,难免凹凸不平,虽然小但都会对高速行进的气流造成很大阻碍,而受阻碍的部分气流又会反弹对后来的气流造成更大阻碍形成恶性循环,这种不规则的乱流极大影响发动机在高转速状态下所需要的足够的混合气,因而使得发动机的最高功率输出受阻,当然对于普通代步车就无所谓了,但对于喜欢挖掘发动机潜力的车友或者改装落场比赛的要求就达不到要求了,因此抛光也是改装发动机项目里的重要环节。
手工加大并且抛光后的缸头气道,挖大气道直径直到需要的大小,配合加大口径的化油器和排气管,在不用换改装缸头的情况下改装加大的发动机排量,但气门是无法加大的,因此是在小改(排量适当增加)的情况节省费用的做法;燃烧室的加工除了抛光之外还要将燃烧室按比例挖大,以调整增加的压缩比。
抛光后的气门尽量光滑无痕,达到镜面效果是最好,这样既减少对气流的阻碍,也可以相对减少积碳的产生。
凸轮也是缸头改装组件之一,凸轮的凸高行程越长,那么气门开启度就会越大,一次性进排气量同样增大,转速可以拉得更高,正好符合改装增大的排量需要;但同样由于凸高行程长的原因,气门的开启和关闭时间也会提前延后,这就使得发动机的压缩比变低,容易出现低扭不足的问题,因此根据发动机改装程度的不同,对应的改装凸轮凸高行程也不同,改装排量越大就可选择凸高行程更长的凸轮,因为发动机增加的排量和功率可将丢失的低扭弥补回来,而高转输出则更加畅快。
改装扫盲(中缸、曲轴篇)
功率=扭力*转速
对于一台发动机而言,设计上的区别使得它出力的特性不同,比如长行程发动机的出力较快,可以在很短时间内达到最大扭力和功率,因此装载这种发动机的机车会有转速低,提速快,爆发力强的特点,单缸发动机尤为明显,一般用在巡航车、越野等车上;而短行程发动机的出力则比较慢,扭力和功率产生的时间比较长,但它的转速比较高,功率也大,一般用于跑车等竞速车上,所指的长短行程其实就是曲轴的运动行程。
绵羊发动机改装内径更大的中缸致使排量的提升,效果比较明显,但振动和发动机噪音必然增加,原因是原装曲轴柄无法抵消更大更重的活塞的冲击导致振动和曲轴超转,而且改装缸壁较薄,隔音和抗振效果远远无法和原装厚实的缸壁相比;另外受中箱口直径的限制缸径不可能无限制加大,需要更大的排量当然就需要换行程更长的改装曲轴来增加燃烧室的上下空间了。
改装曲轴所谓的拉300条、600条甚至1300条曲轴实际上是将连杆大头位置向曲柄外延伸而已,100条=1毫米,拉行程越大,越靠近曲柄外圆,自然行程也就越大,改装曲轴的曲柄一般会随拉行程的增加而做得更大,但也必须控制在中箱纵向直径范围内,否则就装不进去了;另外拉行程越大的曲轴曲柄自然会更重,旋转惯性更大,扭力自然增加,必须配合对应的中缸才能推得动,否则会引起振动大、难以启动或者转速上升极慢的情况;有能力的改装车行会自己对改装曲轴进行偷轻和配重(做动平衡),好处是振动小,拉转快,适合高转型发动机的改装。
改装扫盲(化油器篇)
化油器作为发动机的混合气供应系统,自然是影响动力输出至关重要的配件,混合气就是指汽油和空气的混合体,理论上对发动机理想的油气混合比例为1:14,因此主量孔就比主气道小很多。
在发动机改装后排量增大的情况下,一次性做功所需要的混合气容积肯定也要成比例增加才能把它喂饱,适当吸入更多的混合气可以更换稍大的主量孔和高流量空滤做到,对于排量小小增加的改装车基本适用,但如果排量大大增加就不能只一味更换更大的主量孔了,因为量孔也受发泡管、气孔及油针大小的限制,并非标号越高吸油量越大,而且就算吸油量可以增加,但化油器主气道是无法变大的,混合气比例也会失调,严重影响发动机中高转功率的输出,因此更换口径更大的化油器就是唯一的办法了。
所谓化油器的改装其实就是换比原装口径更大的化油器而已,口径的大小实际上指主气道的大小,比方说26口径就是主气道直径为26毫米;化油器口径越大,内部的主负量孔、气孔等都会成比例增大,就可以一次性供应更多的混合气,至于混合气比例是否精准,就是体现化油器的好坏之分了;另外化油器改装并非口径越大越好,发动机同样的进气负压,化油器口径越小,进气流速越高,能更容易吸入混合气,油门反应快,而口径越大,进气流速则变缓,就更不容易吸入混合气,油门反应就变慢了,因此需要选择合适口径的化油器进行改装。
以4冲程发动机为例,改装化油器范围比较广,包括吊筒式和真空膜片式化油器,电喷系统原理不同,价格较贵且原理不符合动力提升除外。
吊筒化油器包括柱塞式(圆柱)如京滨PE系列和铡刀式(半月)如京滨PWK系列两种,它们的油门响应及低中速效果绝对优于真空式化油器,因此是强调提速的改装车首选,而铡刀式化油器应用于竞技车系,设计原理又更优于圆柱式,优化了发动机的高转输出效果;但它们的缺点是对混合气比例的控制较差,油耗较大,高速效果表现一般。
真空膜片式化油器如京滨CVK系列,专业设计用于四冲程发动机,对混合气比例控制更加精确,油耗和高速表现优于吊筒式化油器,但由于设计上靠发动机负压控制真空膜片来操作柱塞动作,比吊筒式化油器工作多出几个环节,因此油门响应和低速效果均表现较普通,而且设计相对复杂,故障率和成本也高出不少。
改装扫盲(传动篇)
绵羊发动机的功率无论大小,只要传动改装得当,都会极大的改善车的性能,虽然改变的是输出特性,但绵羊改装的最大潜力就在这里。
绵羊传动简单说来皮带位置前里后外起步快,前外后里极速快。
前就是普利盘和风叶盘,后就是皮带夹盘,里外指皮带所在的位置;改装普利盘和原装盘的区别就在于盘面直径更大,内部滑道更长,盘面角度更小,压盖滑道夹角更大,工作时可以让普利珠走得更高,皮带爬得更高,相应的极速肯定会更快,相当于把4档车改为5档车,当然改装加长加宽皮带是必要的,因为原装皮带受长度限制在极限时已经走到后夹盘底部,就算普利盘再大也不可能上去,当然另外还要看发动机功率是否足够推得上去。
然后就是碗公和甩块,是绵羊的离合器,改装和原装的区别当然就在于防滑性能上的区别了,上面的小弹簧控制起步时的转速,更硬的小弹簧会克服甩块旋转时更大的离心力,让它在更高的转速下才弹出和碗公结合,高转起步肯定会更快,相当于换档车,当然这要视离合的磨擦力而定,磨擦力不够非但起步不会变快,反而会因为打滑而慢很多。
普利珠和大弹簧是相对应的,都为控制皮带夹盘而工作,珠并不是越轻起步越快、越重极速越高,过轻会因离心力太小无法将普利盘完全闭合导致没高速,过重则离心力太大导致普利盘过早闭合没加速,理论上应控制在将接近发动机最大扭力时供应低中速才能平衡。
改装扫盲(排气管篇)
改装排气管应该是使用频率最高的部件之一,为何要对排气管进行改装?可以先了解一下排气管的原理:
排气管除了引导废气排出和减低排气噪音,还有另一个功能就是回压,回压说得简单点就是排气的阻力,排气管口径越小,回压越大,排气阻力也就越大,由于发动机的工作原理导致废气为一波一波地排出,在发动机低转速下气流速较低,每一波废气在排出回压较大的排气管时形成一定负压,负压又可以更快地将下一波排出的废气吸出,以腾出发动机燃烧室空间吸收新鲜的混合气,但在发动机高转速下气流速大大增加,在回压较大的排气管内,前一波废气形成的压力不仅不能加快吸出后一波废气,反而会对它造成很大的阻力,恶性循环后造成排气不畅,因此限制了发动机的高转动力输出,这时就要换口径更大的改装排气管。
了解了原理就能看出,理论上排气管的回压受通道管径的控制,并非看到直通排气管就称之没有回压,只是看它的回压位置在什么地方而已,其实做排气管回压有很多方法,有弯管式,隔离式等等,不同的回压设计会对发动机不同转速区域产生效果,理论上排气阻力设置得越靠近燃烧室就会对更低转速输出有利,越靠后则对高转输出有利,这样就算全直通排气管也是有回压的,因为排气管的出气口就肯定小于排气管直径,只是过于靠后则只对发动机高转段有利而已,因此排气管的口径和长短以及回压室对发动机性能的输出至关重要,改装时一定要充分了解确定发动机动力输出性能进行选择。
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