汽缸強化大不同 特殊工法剖析
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Ww)qBsi8 一般大幅度改装的车辆通常都会换上强化的活塞、连杆、曲轴等套件,不过当动力改装幅度大到原来的引擎缸体无法负荷,这时候就需要一些特殊的强化加工,这次笔者特地介绍两种关于汽缸头与缸体改造的特殊工法,让大家看看怎样才会让引擎更强壮!
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"qQU ^FW 所谓CNC(Computer Numerical Control)是利用程式指令输入数控系统之记忆体后,经由电脑编译计算,透过位移控制系统,将资讯传至驱动器以驱动马达之过程,来切削加工所设计之零件。通常利用电脑控制的工作工具机,就通称为CNC。
!7^fji n#Z6 d` PJh\U1Z 燃烧室CNC切削 让爆炸力量更平均
1c?,= ;> 各缸压缩比不同 动力自然不顺畅
1*;?uC\ 在前几年,改装界相当流行所谓的汽缸头抛光,而抛光的重点有二,第一就是进、排气道的部分,第二就是燃烧室的部分。而这项改装到底有没有其必要,至今有几种说法:第一种认为进、排气道与燃烧室抛光后,能够让气流流动速度加快,有助于引擎的反应。第二种认为进、排气道抛光后可以减少气体进出汽缸的阻力,但燃烧室抛光后阻力减小,让油气溷合不均,反而会影响动力。第三种认为进、排气道与燃烧室抛光加工后,引擎提昇的程度并不明显,因此认定没有花这个钱的必要。
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Hsx`P 而使用CNC最难的地方,就是在绘图与撰写电脑程式的部分,通常委託撰写一次程式要价就高达数万元之谱!
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&7J{MU @: %}clZ B\Rq0N]' M 综合起来,上述这些观念都有其道理,其实汽缸头进、排气道抛光在许多国际赛事的厂车上都可以见到,像是F1、WRC等,至于燃烧室的部分,近期的厂车已经很少做抛光的工作,最主要的原因是溷合油气进入到燃烧室时,并未完全溷合完毕,必须靠燃烧室内粗糙的表面帮助完全溷合,如此一来燃烧效率会比做过抛光研磨的还要好。然而在国外的做法,燃烧室并非使用抛光研磨,而是採取CNC切削的方式来处理燃烧室的部分。
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s~M!yuH 由于CNC机具相当昂贵,因此租用费用也就不便宜,因此在改国内装界鲜少有人进行燃烧室CNC切削工作,只有国外专门厂有贩售完工的现成汽缸头。
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v# BC!l)2 $ZwsTV]x 在介绍这种CNC切削之前,各位读者必须先知道为什麽要做CNC的处理:这是因为整个引擎全都是开模製造而来,车厂为了节省製造成本,因此只在必要的地方(例如汽缸内部、汽缸与汽缸头接合平面等)进行CNC切削作业,而燃烧室内部几乎都是脱模后的粗糙表面,而模具在使用一段时间后会开始出现损耗,导致每个燃烧室的容积各不相同,不过这些公差在市售车上是被允许的,因为市售车通常马力都不大,所以通常就这样直接进行组装上市。
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%Ljc#AVg 其实施工的过程看起来很简单,只要将汽缸头固定在CNC机具上,然后让刀具跑完程式,接着再换更细的刀具再跑一趟,直到完工为止。
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`I_%`1 5> 由于Kaki对施工精密度相当重视,因此刀具也选择最细的尺寸,让施工时间变得很长。
bpKMQrwd 1sn!! v_)cp9d] 然而这样的汽缸头在重度改装的车辆上可就不是这麽一回事了,由于各缸燃烧室容积不同,表示压缩比也不同,如此一来在爆炸力不平均的状况下轻者动力无法完全发挥,严重甚至会在使用一段时间后造成波司损毁!而CNC切削的最大好处,就是在于机器是由电脑控制,因此可以将燃烧室内侧切削出相同的形状,如此一来各缸容积便可完全均等,此外,由于CNC是以车刀一刀一刀切削出来的,表面上看来虽然相当光滑,但实际上还是比抛光的方式粗糙,溷合油气的效率也比起抛光好上许多。
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`=%[ 这是经过第一次切削后的4G63汽缸头,看起与原厂差异颇大。
_qJ[~'m<^C 2ORWdR.b w#XE!8` 既然燃烧室CNC切削有那麽多好处,但为何在国内鲜少看到这种改装方式呢?最主要是因为CNC的机具非常昂贵,一般改装店家绝对没有购买的能力,而且CNC机具操作非常複杂,必须先画好切削的3D图然后再写入电脑程式,一般拥有CNC机具的工厂委请程式设计人员製图、写程式,光是燃烧室这种简单的东西,要价就高达数万元之谱,加上这种精密的切削需要1∼2天的作业时间,而租用机具一天也要几万元,试问哪位客人肯花好几万去进行这种处理呢?所以国内几乎没有人在进行这种施工。
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kc/h]B 从这两张图便可看出原厂汽缸头每缸燃烧室的形状都不相同。
jVk|( =NyzX&H6 @oYTJd(v{ 不过最近,笔者在国内知名改装厂F1看到一颗Impreza的汽缸头,原来这正是传说已久的CNC加工处理,而当时正在店内施工的一具4G63引擎也要做这种处理,经过一番拜託之后掌门人Kaki同意带笔者参观施工过程。
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BjOrQAO 完成品就像这颗EJ25汽缸头一样,各缸的形状完全相同,爆炸力会平均。
-"!V&M ~g>15b3 LF*3Iw|v 其实这种传说中的CNC切削施工方式很简单,只要将预先写好的程式输入,然后固定住汽缸头后,机具上的车刀便不断的照着程式来回进行切削,不过由于Kaki对施工的精密度相当重视,所以使用最细的车刀反覆进行三次动作,程式每跑完一趟需花费约半天的时间,所以最快也要一天半才能完工!
/KlA7MH 6 对这种施工方式有兴趣的车主,不妨可以到F1询问看看!
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~iF*+\ 燃烧室表面看来很光滑,但用手摸起来还是有粗糙的感觉。
Jg;Hg[ OkA-=M)RI: }u:^ Mz 98o;_tU' Part 2
G?>~w[#mQR 汽缸体植入缸套
|FPx8b;# 扩缸兼增加强度
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k 2;m"F 图中左侧两支为Darton缸套,而右边两支为上首自行开发的产品。
A 7DdU NR YfF&: "-NU [J-r*t"! 正确施工方式
v+G}n\F 缸套才能耐用
K2:
r7f ]DC]=F. 第二种汽缸强化方式相信许多人都有听过,那就是植入强化缸套的改装法。其实植入缸套并非新鲜事,许多年前台湾就已经出现改装实车。一般原厂引擎想要增加排气量除了更换曲轴来拉行程外,最简单的方式就是将汽缸壁以搪缸的方式加大,然后更换较大的活塞,不过因为汽缸壁厚度有限,以这种方式来增加排气量通常都不多,多个100多c.c.就已经很了不起了,而且在扩缸后汽缸壁变薄,强度相对也会变弱,而缸套的出现正好解决这些问题。
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^b>E_u 由于上方两支上首缸套维试做品,因此顶端的水道孔并未完成。
eQ9{J9)? '#u2q=n4* bis/Nfr] 一提到缸套品牌,大家应该都有听过美国的「Darton Sleeves」,这个品牌可说是全球最知名的品牌,许多破千匹零四直线加速车上几乎都有Darton缸套,否则在超大涡轮+高增压+NOS的残酷摧残下,没上缸套爆引擎只是瞬间的事情,由此可见上首的强度有多好。而高雄洁丽的小叶就是Darton缸套的爱好者,在他不断的尝试下,他认为Darton缸套的品质绝对没话说,这点从他过去在爬山赛中的涡轮喜美厂车可见一番。
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3<fJ5-z|- 从底部来看Darton缸套非常薄,而张先生认为这样强度太弱,因此上首缸套设计的比较厚实。
) : Q5u6 hO{@!H$l )@SIFE 国内Darton Sleeves总代理上首企业,代理该品牌多年,不过由于国内对于缸套施工的技术不佳,加上Darton缸套价格颇高,因此植入缸套的改装并不风行,有鑑于此,掌门人张先生针对Darton缸套进行研究改良,特地开发上首自製的改装缸套,且针对目前相当风行的Swift M15A引擎进行试做。
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M15A引擎本体原本的汽缸可直接以油压床取出,省却车除汽缸壁的工作即可开始进行缸套形状的车工。
CdTmL{Y1 %k$+t B;W=61d M15A引擎活塞直径与行程为78mm×78mm,而张先生认为这具引擎相当具有潜力,因为使用开放式水道设计,且原厂的汽缸只需使用油压床即可逼出,比起封闭式水道引擎而言,施工更为便利。另一方面,M16A活塞直径与行程为78mm×83mm、M18A为83mm×83mm,而这组缸套的直径为85mm,M15A引擎若不更换曲轴、连杆,植入缸套后排气量就能达到1770c.c.,若是更换M16A或M18A曲轴再将缸套扩大为86mm,即可得到1928c.c.的大排气量,可以说是相当有潜力的改装。
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wE>\7a*P% 施工的第一步就是将底部切削成适合的大小。
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