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標題: [討論] 提升引擎效率的方法 [打印本頁]

作者: 流雲 時間: 2010-5-5 01:11 PM 標題: [討論] 提升引擎效率的方法

一部車從開發設計之際便針對要賦予該何種特性進行研究，基於已有定論的概念來執行，引擎則配合車輛的特性與必要性進行開發與選擇，與其由造型設計來判斷車輛的特性，還不如從瞭解一具引擎著手，比較能夠正確地掌握一部汽車的性格與特性。如果要選擇一部自己喜歡且符合使用目的的車輛，首先要充分瞭解認識引擎的特性，從各種構成引擎的零組件便能判斷出引擎特性的差異，另外藉由引擎的性能曲線圖表，也能夠比較正確地認識該具引擎的性能。

　　市面上一般汽車的引擎多以自然進氣（NA）為主，引擎型式可分為直列、水平對臥和V型三種，這些是以汽缸排列與曲軸呈現的位置關係所訂定。直列式的汽缸在目前轎車用引擎來說是普遍、最傳統的配置，此乃由於直列型在引擎規格（尺寸）、進排氣系統在設計的自由度、生產性、生產成本等修條件下，能夠取得良好的綜合性平衡。水平對臥式引擎，系根據其複數之汽缸被分為兩等分，以曲軸為中心呈180度分列左右的形狀而取名，由於呈水平故汽缸蓋、氣門系統皆采水平配置，因此引擎重心位置極低，也就是水平對臥的特徵。水平對臥式引擎因為活塞的往復運動是左右相對向運作，所以震動便有所抵消，因此其運轉之平順亦是優點之一。

　　V型引擎系將複數的汽缸分成兩部份配置於曲軸的左右兩邊，將汽缸分成兩邊呈V型可縮短因汽缸的增加而增加引擎的長度，而V型汽缸分為左右兩邊的配置，其構想源自于水平對臥式引擎，而容易搭載於底盤上，並且能夠直接的運轉順暢、強勁的動力，正是其魅力在。

　　上述引擎型式與系統為目前一般車界所適用的式樣，而車廠大量化製造的汽車均因考慮到生產時效、材料成本的節省，故所設計的汽車在於性能表現上都並非是最好的，於是對於動力性能輸出不甚意的車主們，於是便興起改裝的念頭，以自然進氣引擎來說，可分為增排氣量（俗稱拓缸）、改裝渦輪增壓器及機械增壓等來提升動力輸出。

　　在增加排氣量方面，決定要素主要是由汽缸內徑（缸徑）、活塞往復的行程（衝程）以及汽缸的數量，其中缸徑和衝程就是決定引擎性格的重要關鍵，依照缸徑與衝程的比率可將引擎分類成:長衝程設計（衝程＞缸俓）、方型汽缸設計（衝程＝缸徑）以及短沖設計（衝程＜缸徑）。

　　提升自然進氣引擎效率的方法

　　引擎主要的零組件是由軸承以及活塞、連杆、曲軸、飛輪等所構成，活塞、連杆、曲軸等是將燃燒室所產生的熱能轉變為動能時相當重要的組件。因此在改裝上引擎零組件必須具備小巧質輕、慣性質量小、低摩擦阻力以及具備承受燃燒壓力的度與耐用度。

　　高效率輸出的據點---燃燒室

　　燃燒室就是由活塞的上死點與汽缸蓋、汽缸之間所形成的空間謂之，燃燒室的形狀、氣門系統與進排氣系統有著密切關係，燃燒室的形狀可區分成楔型、半球型、浴槽型（Bathtub type）棱頂型（Pentroof type）等，讓燃燒室內的混合氣形成渦流，藉著油氣的充分混合便可提高燃燒效率，以稀薄的燃料達成高效率的燃燒運作，產生渦流的方法便是在燃燒室的形狀作一些變化，而修改進排氣門的夾角是常見的設計。

　　汽缸體

　　在改裝上為了增加排氣量必須把活塞的缸徑加大與汽缸套（Cylinder Liner）的削薄或者更換，汽缸套的主要功能是直接承受引擎的燃燒壓力，而為了能夠耐得住燃燒時所產生的高溫，必須具備充分的強度，因此在改裝時材料的選擇相當重要。

　　活塞
　　活塞與連杆是最直接承受燃燒壓力的零件，在改裝時為首要條件

　　在引擎零組件中，活塞的運動量最大承受溫度與壓力的變化也是最激烈，活塞的形狀呈圓筒型，最上端為活塞頭，圓周邊上刻有環溝下端為裙部，活塞頭絕對不是平的，為了計避免觸碰與撞擊而妨礙到進排氣排門的活動，故有些活塞頭會刻有凹痕，目前的活塞幾乎都是由鋁合金鑄造而成，而改裝部品為了要求更高精密度和強度與輕量化，則採用鍛造活塞。

　　連杆
　　將活塞與曲軸連結而把燃燒壓力傳遞至曲軸的就是連杆（Connection rod），連杆為了將活塞承受的燃燒壓力傳達至曲軸，因此在材質上多半使用碳鋼，而改裝過的高壓縮比及扭力強大的引擎，甚至使用鋼與鉻、鉬、鈦等合製成高硬度合金材質。

　　曲軸

　　曲輪、凸輪軸也是也是自然進氣車改裝重點之一

　　燃燒所產生的壓力會轉變成推動活塞的上下運動，而將上下運動轉變為回轉運動即是曲軸，一般而言曲軸材料為一體成形的鑄鋼製品。但常會有彎曲變形的情況，因此改裝的部份均採用輕量化鍛造的曲軸，而支撐曲軸的軸承也因為現代科技的改良，加上機油品質的提高，單位面積荷重當然也變大，引擎的耐用度也大幅提升。

　　凸輪軸

　　由於引擎凸輪軸常見可分SOHC與DOHC凸輪軸，其主要差異為單雙之分，單凸輪軸是進、排氣的控制共用於一支凸輪軸，而雙凸輪軸則是兩者分開，凸輪軸的功能在於推動進、排氣門，對氣門開啟、角度、速度等特色，因此一般改裝為了發揮更大的動力，所以增加更多的混合氣，為了要達到此目地必須更換凸輪軸，以增加氣門開啟量及時間。上述引擎內部零組件為改裝需較注重的部份，其他如飛輪、氣門機構、進排氣機構及汽缸蓋等均需要一併注意，對於改裝者來說，其中任何的小細節都會影響日後動力輸出及品質耐用度，所以不得不重視其相關性。

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