改装大讲堂：汽车引擎改装解析

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1、1、目的：   引擎内部组件的改装主要是利用轻量化、高强度的材料制成的高精密度组件以减少内部动力的损耗，除了达到动力提升的目的，更要兼顾可靠度及平衡性的提升。要兼顾轻量化和高强度则需要材料科技的进步，由于高科技合金或复合材料的应用配合上精密加工技术，使得现代的高性能引擎不但单位容积所能产生的马力大幅提升，可靠度及经济性也能同时获得改善。需要强调的是：引擎内部组件改装并不全然是为了马力的提升，更重要的是为了引擎的可靠度及平衡性。在引擎的改装规则里是没有妥协的，『失之毫差之千里』、『吹毛求疵』用在这里是最适当不

2、过了。   2、汽门的改装   汽门的科技在过去几年有很大的进步，主要的改变在于材质的进步及精密度的提高。高效率的进、排气，环保法规的要求，均需要材质精良的汽门。而汽门改装的原则是：在不影响强度的情况下尽可能的减轻汽门的重量。动作精确的汽门是高性能引擎的基本要件，专业改装厂通常会提供不同的汽门组合供消费者选择，引擎改装项目越多汽门机构的精确度的要求就越严格，所以设定汽门时必须要同时考虑与凸轮轴及汽门摇臂的配合。   原厂的汽门通常都有适当的材质和大小，但是如果有需要的话可适度的换上较大或较小尺寸的。汽门的材

3、质是很重要的，目前的改装用汽门通常用钛合金作为材料以求强度的提升及轻量化的要求，但是一套钛合金的汽门价格并不低。而有的是将汽门的背部切削或用中空的设计以达到轻量化的目的，有的会把汽门表面做成漩涡状，以利在汽门开启时能气体的流动。汽门的热度可经过与汽门座接触时经由汽门座传出达到散热的目的，是汽门最重要的散热途径。   因此，汽门座的配置必须非常谨慎，假如太靠近汽门的边缘或是汽门边缘太薄了就可能造成密合度不良。此外汽门套筒和汽门间的精密度及表面平滑度，汽门摇臂与汽门固定座间的表面精度都必须严格要求，否则在高转速

4、时将会导致严重的损害。汽门弹簧的强度设定必须恰到好处，要兼顾汽门的密合度又不能造成开启时的困难，如果弹簧强度大过以致凸轮轴开启汽门时负荷过重对马力输出是非常不利的。   汽门的固定座也是个潜在的问题，这个装置是用夹子把弹簧固定在汽门上，这在急加速及行程大的的引擎上会造成扭曲或断裂，因此也必须配合做改变。原厂的汽门摇臂在引擎转速上限提高及气门正时改变时就会变得不符合需求，对改装过的引擎来说强化的汽门摇臂是必须的，行程太大的凸轮轴会造成汽门摇臂的扭曲，因此强度的提升及轻量化都是必须的。    对一般的汽门来说，

5、滚筒式的摇臂能减少与汽门座接触表面的压力，也能承受较高的压力。通常汽门摇臂若有圆滑的表面和滚动的轴承，会使运转时得摩擦阻力变小，摩擦阻力越小所消耗的动力就越少。   3、活塞、活塞环   活塞顶面与汽缸头之间形成燃烧室，因此活塞必须承受来自引擎燃烧后产生的热和爆发力。油气燃烧所产生的热由活塞的顶部所吸收，并传至汽缸壁，而燃烧后气体膨胀所产生的力量也必须通地活塞来吸收，活塞会把燃烧气体压力及惯性力经由连杆传到曲轴上，利用连杆的作用将活塞的线性往复运动转换曲轴的旋转运动。在转换的过程中除了在上死点与下死点之外，

6、活塞会对对汽缸滑移产生一个侧推力。   活塞环是曲轴箱和汽缸间的屏障。以机能来分，活塞环分为气环和油环两种，普通引擎每个活塞各有1~2个气环及油环。活塞环能维持汽缸内的气密性，使汽缸与曲轴箱隔绝开来，让燃烧室的气体压力不致流失，并能避免未完全燃烧的油气对曲轴箱内的机油造成污染及劣化。它能经由与汽缸壁的接触把活塞所受的热传至汽缸壁、水套，更重要的是它能防止过多的机油进入燃烧室，并让机油均匀的涂满汽缸壁。   引擎运转时产生的热越多表示所爆发的力量也越大，这些热量也对高性能引擎造成问题。现代的活塞设计主要有铸造

7、和锻造两种，而铸造又比锻造来得简单便宜，但却无法如锻造活塞承受较大的热度和压力。通常改装厂在设计锻造活塞时，都会同时利用改变活塞顶部的形状来达到提高压缩比的目的，但问题是选择锻造活塞时多少的压缩比才是适当的。   以汽油引擎来说，压缩比超过12.5:1时燃烧效率就不容易再提升。利用活塞顶部的形状改变来提高压缩比时，随着压缩比的提高会使汽缸顶部燃烧室的空间变小，活塞顶部可能导致爆震的发生。对高压缩比活塞来说，由于必须保留汽门做动所需的空间，因此会在活塞顶部切出汽门边缘形状的凹槽，如果没有这个凹槽，当活塞到达上

8、死点时可能就会打到汽门，因此改装了高压缩比活塞后对汽门动作精确度的要求就必须非常严格。这凹槽的大小也必须配合凸轮轴及汽门摇臂的改装而改变。   不锈钢及特殊合金的活塞环已广泛应用在赛车及改装套件市场，这些特殊设计的合金活塞环可以在活塞往上行时释放压力，但在往下爆发行程时却能保持密闭的状态以维持压力，这种活塞环虽然贵但是却能有效的提高引擎效率。由于活塞与活塞环都必须在高温、高压、高速及临界润滑的状态下工作，因此长久