【百問】引擎內部強化問與答:鍛造活塞有何作用?(上)

2024-10-07 16:20

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【百問】引擎內部強化問與答:鍛造活塞有何作用?(上)

【百問】引擎內部強化問與答:鍛造活塞有何作用?(上)

在渦輪引擎普及的當下,想要提升動力輸出是相當簡單的事情,但如果想要追求超越原廠引擎極限的動力,勢必要進行引擎內部零件的強化,那這些強化是否有分等級呢?或者是不同零件的強化目的又是如何呢?這些都是本單元要跟大家分享的內容。

 

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問題一:最基礎的引擎強化–進排氣道為何要拋光?

汽門道必須有耐衝擊、散熱好、耐磨、高溫不易氧化的特性,並主宰著進排氣量的多寡,尤其對自然進氣引擎來說更是直接影響動力的表現,因為靠著汽缸產生的負壓,將新鮮的油氣吸入,經過爆炸產生爆發力後,將廢氣擠出汽缸外,這樣不斷的循環運作,就像我們呼吸一樣的重要。但原廠為了降低製造成本,上半座的汽缸頭都採用鋁合金砂模鑄造,缺點是表面相當粗糙,造成進出汽缸的阻力變大,如果將汽門道加工變得光滑,阻力自然就相對減少,動力也得到一定的提升。

多數原廠為了降低製造成本,上半座都採用鋁合金砂模鑄造,表面相當粗糙,造成進出汽缸的阻力變大。
利用拋光刀將汽門道加工後,光滑的表面能減少附著力,讓進排氣相對順暢許多,油門反應也跟著提升。

因為粗糙表面會使氣流有亂流的現象,尤其對NA引擎來說會造成每缸的吸氣容積量不一樣,所以通常上半座最基礎的強化就是為汽門道拋光,讓表面的附著力降低,比較不容易積碳,提高了油氣和廢氣的流速,讓燃燒室的填充量小幅度增加,油門反應也相對提升。至於孔道要拋多大,構造需不需要作調整,得仰賴流體測試儀才知道。當然如果也將燃燒室一起拋光的話,拋光完後一定要作氣密的測試,避免缸壓的不足而造成反效果。不過也有燃燒室保持顆粒面的一派說法,主要原因是顆粒面能讓油氣附著於表面,讓油氣混合得更完全,通常都用CNC車銑來達到相同的容積量。

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早在10年前,M3 E92的原廠市售引擎就對汽門道、汽門、汽門座進行拋光,而燃燒室以CNC車銑來加工,工藝水準非常極致。
進排氣門有點像是心臟的瓣膜一樣,掌管著氣缸內的換氣效率,因此若能適度提高氣流的流動速度,就能提高引擎的換氣速度,相對引擎就能發揮更好的性能輸出。

 

問題二:腹內強化–鍛造活塞到底強在哪裡?

為何引擎本身需要強化呢?主要目的在應付接下來的動力改裝與壓榨,尤其打算進行高增壓的設定時,透過引擎內部強化零件的更換,才能讓引擎能承受更大的壓力與更高的爆炸溫度而不損壞。現代的引擎通常都使用鋁合金活塞,取其質輕、重量低的優點,但鋁合金活塞比鑄鐵活塞有膨脹率較大的問題,所以在活塞的製造上就考慮其特性設計成橢圓及上下斜差的型式,以減緩受熱膨脹後所造成的變形。

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