引擎的改裝<br><br>區分為│汽門的改裝│活塞、活塞環│活塞連桿│曲軸│壓縮比 <br><br>引擎內部組件的改裝主要是利用輕量化、高強度的材料製成的高精密度組件以減少內部動力的損耗，除了達到動力提昇的目的更要兼顧可靠度及平衡性提昇。要兼顧輕量化和高強度則有賴材料科技的進步，由於高科技合金或複合材料的應用配合上精密加工技術，使得現代的高性能引擎不但單位容積所能產生的馬力大幅提昇，可靠度及經濟性也能同時獲得改善。 筆者在此必須再次強調：引擎內部組件改裝並不全然是為了馬力的提昇，更重要的是為了引擎的可靠度及平衡性。因為擁有強大爆發力的高性能引擎和炸掉的引擎只在一線之隔，差別就只是在精密度要求的不同，『洋槍』與『土砲』最大的不同就在此而已，或許兩者之間僅是千分之幾吋的差異，但在引擎的改裝規則裡是沒有妥協的，『失之毫釐差之千里』、『吹毛求疵』用在這裡是最適當不過了。 <br><br>汽門的改裝 <br>汽門的科技在過去幾年有很大的進步，主要的改變在於材質的進步及精密度的提高。高效率的進、排氣，環保法規的要求，均有賴材質精良的汽門。而汽門改裝的原則是：在不影響強度的情況下盡可能的減輕汽門的重量。 動作精確的汽門是高性能引擎的基本要件，專業改裝廠通常會提供不同的汽門組合供消費者選擇，引擎的裝項目越多汽門機構的精確度的要求就越吹毛求疵，所以設定汽門時必須要同時考慮與凸輪軸及汽門搖臂的配合。 原廠的汽門通常都有適當的材質和大小，但是如果有需要的話可適度的換上較大或較小尺寸的。汽門的材質是很重要的，目前的改裝用汽門通常用鈦合金作為材料以求強度的提昇及輕量化的要求，但是一套鈦合金的汽門價格並不低。而有的是將汽門的背部切削或用中空的設計以達到輕量化的目的，又有時會把汽門表面做成漩渦狀，以利在汽門開啟時能氣體的流動。 汽門的熱度可經由與汽門座接觸時經由汽門座傳出達到散熱的目的，是汽門最重要的散熱途徑。因此，汽門座的配置必須非常謹慎，假如太靠近汽門的邊緣或是汽門邊緣太薄了就可能造成密合度不良。此外汽門套筒和汽門間的精密度及表面平滑度，汽門搖臂與汽門固定座(Keeper)間的表面精度都必須嚴格要求否則在高轉速時將會導致嚴重的損害。 汽門彈簧的強度設定必須恰到好處，要兼顧汽門的密合度又不能造成開啟時的困難，如果彈簧強度大過以致凸輪軸開啟汽門時負荷過重對馬力輸出是非常不利的。汽門的固定座也是個潛在的問題，這個裝置是用夾子把彈簧固定在汽門桿上，這在急加速及揚程大的的引擎上會造成扭曲或斷裂，因此也必須配合做改變。 原廠的汽門搖臂在引擎轉速上限提高及氣門正時改變時就會變得不敷需求，對改裝過的引擎來說強化的汽門搖臂是必須的，揚程太大的凸輪軸會造成汽門搖臂的扭曲，因此強度的提昇及輕量化都是必須的。對一般的汽門來說，滾筒式的搖臂能減少與汽門座接觸表面的壓力，也能承受較高來自推桿的壓力。通常汽門搖臂若有圓滑的表面和滾動的軸承，會使運轉時得摩擦阻力變小，摩擦阻力越小所消耗的動力就越少。 <br><br>活塞、活塞環 <br>活塞頂面與汽缸頭之間形成燃燒室，因此活塞必須承受來自引擎燃燒後產生的熱和爆發力。油氣燃燒所產生的熱由活塞的頂部所吸收，並傳至汽缸壁，而燃燒後氣體膨脹所產生的力量也必須經由活塞來吸收，活塞會把燃燒氣體壓力及慣性力經由連桿傳到曲軸上，利用連桿的作用將活塞的線性往復運動轉換曲軸的旋轉運動。在轉換的過程中除了在上死點與下死點之外，活塞會對對汽缸滑移產生一個側推力。 活塞環是曲軸箱和汽缸間的屏障。以機能來分，活塞環分為氣環和油環兩種，普通引擎每個活塞各有1~2個氣環及油環。活塞環能維持汽缸內的氣密性，使汽缸與曲軸箱隔絕開來，讓燃燒室的氣體壓力不致流失，並能避免未完全燃燒的油氣對曲軸箱內的機油造成汙染及劣化。它能經由與汽缸壁的接觸把活塞所受的熱傳至汽缸壁、水套，更重要的是它能防止過多的機油進入燃燒室，並讓機油均勻的塗滿汽缸壁。 引擎運轉時產生的熱越多表示所爆發的力量也越大，這些熱量也對高性能引擎造成問題。現代的活塞設計主要有鑄造和鍛造兩種，而鑄造又比鍛造來得簡單便宜，但卻無法如鍛造活塞承受較大的熱度和壓力。通常改裝廠在設計鍛造活塞時，都會同時利用改變活塞頂部的形狀來達到提高壓縮比的目的，但問題是選擇鍛造活塞時多少的壓縮比才是適當的。以汽油引擎來說，壓縮比超過12.5:1時燃燒效率就不容易再提昇。 利用活塞頂部的形狀改變來提高壓縮比時，隨著壓縮比的提高會使汽缸頂部燃燒室的空間變小，活塞頂部的銳角和凸出都可能導致爆震的發生。對高壓縮比活塞來說，由於必須保留汽門做動所需的空間，因此會在活塞頂部切出汽門邊緣形狀的凹槽，如果沒有這個凹槽，當活塞到達上死點時可能就會打到汽門，因此改裝了高壓縮比活塞後對汽門動作精確度的要求就必須非常嚴格。這凹槽的大小也必須配合凸輪軸及汽門搖臂的改裝而改變。 不銹鋼及特殊合金的活塞環已廣泛應用在賽車及改裝套件市場，這些特殊設計的合金活塞環可以在活塞往上行時釋放壓力，但在往下爆發行程時卻能保持密閉的狀態以維持壓力，這種活塞環雖然貴但是卻能有效的提高引擎效率。 由於活塞與活塞環都必須在高溫、高壓、高速及臨界潤滑的狀態下工作，因此長久以來改裝廠都為了提供最佳設計而努力，但引擎的性能是所有機件整合的結果，因此選擇活塞套件時必須考量凸輪軸的正時角度、供由系統的配合才能找出最佳搭配組合。 <br><br>活塞連桿 <br>活塞連桿最基本的功能是連結活塞和曲軸，把直線的活塞運動轉換成曲軸的旋轉運動。在引擎轉時連桿會承受油氣燃燒產生的爆發力，這個爆發力會使連桿有扭曲的趨勢，連桿也是所有引擎組件中承受負荷最大的組件。 由於連桿是把活塞的直線運動轉換成曲軸的旋轉運動，因此在活塞上下運轉時連桿會不斷的加速及減速，尤其在活塞抵達上死點時連桿的動方向會由往上突然減速至停止，並立刻改變運動方向，這是最容易造成連桿損害的。在爆發行程時，燃燒產生的高壓氣體可變成連桿運動的緩衝，插銷、波斯（Bolts）所承受的負荷也會減輕。但是在排氣行程的時候活塞、活塞環、插銷及連桿本身的部份重量所造成的慣性力都會加諸在插銷及波斯之上，如果這時連桿出了問題那下場就是你的引擎要進廠大修了。 現在的賽車引擎大多使用鍛造的合金連桿，連桿的品質關係著引擎的可靠度，但是卻無法以肉眼檢視連桿的品質或瑕疵，必須以特殊的非破壞檢驗或X光做檢測，這是選購及改裝連桿時最大隱憂。連桿各項尺寸精密度的要求會隨著壓縮比及運轉轉速的提高而提高，即使僅是千分之幾吋的尺寸誤差在高轉速時都會造成活塞間隙明顯的變化。如果用了強度不足的鋁合金連桿，在高轉速時由於慣性作用會使連桿長度變長，造成引擎的損害或是壓縮比的增加。 在活塞連桿的組件中對於尺寸要求最嚴格的當屬連桿軸承（也就是俗稱的波斯），這也是最可能導致連桿損害的組件。所以對賽車或高性能引擎來說，應該盡可能的使用最高品質的軸承，以確保引擎的可靠度。 <br><br>曲軸 <br>曲軸可是為引擎的心臟，如果它的功能無法準確的執行，那麼引擎的馬力就無法正常的發揮。曲軸的各相對角度必須正確，否則點火正時和汽門正時就無法精確有序的一個汽缸接著一個汽缸的運作。如果這順序出了問題，可以想見這結果就是爆震連連。 曲軸軸承的間隙也是另一個重點，主軸承和連桿軸承都必須有適當的間隙以使機油能夠流動產生潤滑和冷卻效果。如果太小汽缸壁、活塞、汽門機構....等就無法獲得充分的潤滑，會造成機件的磨損。如果太大拋出的機油量增加會使活塞和活塞環的工作加重，造成燃燒室過多的機油殘留，導致積碳及相關後遺症。 曲軸的平衡是最常被大家所提起的，曲軸的先天平衡性在引擎設計的時候就已決定，實際的平衡度則會由於材質及製作精度的不同而有所差異，以市售車引擎來說，4000rpm以下尚稱平衡，超過以後則會隨著rpm的提高而使情況加劇，這種情況又以國產引擎最嚴重，如果你常以高轉速行車，或是你的以解除了轉速限制，為了引擎的長治久安，你必須好好考慮曲軸平衡。 <br><br>壓縮比 <br>壓縮比是活塞在下死點和上死點時汽缸容積的比值。改變壓縮比可提高引擎的效率但是在製作過程必須要求嚴謹，因為壓縮比會直接影響汽油的燃燒效率並且和點火正時的設定有密切的關連。在很多高性能引擎都有著很高的壓縮比，在賽車引擎更是如此，但是一般經濟取向的引擎卻會適度的降低壓縮比。隨著壓縮比的提高對汽油品質及辛烷值的要求也就越來越高，這也是很多高壓縮比引擎所遇到的難題，可喜的是中油將在今年推出98無鉛汽油。汽油引擎的壓縮比應該超過8.5:1，但是當壓縮比超過12.5:1時對性能的提昇的效益就變得很小，而且伴隨而來的汽門和活塞相對距離不足、爆震、預燃及其他伴隨而來的後遺症會使問題變得很複雜。因此在進行提高壓縮比之前必須先知道汽門的揚程和凸輪軸所設定的氣門開啟時間、正確的進汽門和排汽門的尺寸甚至燃燒室的形狀及尺寸。此外如果汽缸頭曾經研磨過或是使用了薄的汽缸墊片，其相關的數據也必須一併考慮。 引擎內部組件改裝時，必須特別注意材料的選擇、製作精度及平衡度的要求，更不能忽略各組件間的搭配，從上文可知引擎的改裝往往是牽一髮而動全身，單對某一部份進行改裝通常會破壞引擎的平衡性，而且效果不彰，因此如果你考慮對引擎進行改裝時，，請務必選擇專業改裝廠所出產的產品，並尊重專業的搭配，千萬不可土法煉鋼，否則因小失大就得不償失。 此外安裝的手工也是一大難題，常常可看到國外改裝廠的改裝套件廣告，宣稱裝了以後馬力可達幾匹，0~100可在幾秒內完成。但是你真的相信這些套件到了國內後經由本地的技師安裝後，能夠達到和國外相同的數據嗎？！也許可能但不容易，這其中的差異就在於安裝的手工。 舉例來說，連桿在安裝時必須特別注意螺絲的鎖法及緊度，鎖螺絲時應該先充分的清潔並塗上一層薄機油，避免螺牙間產生異常的應力造成螺絲雖按照規定的力量鎖緊但卻無法達到應有的緊度，否則引擎運轉後由於緊度的不足會造成軸承立即且嚴重的損害。在事事吹毛求疵的引擎改裝領域裡絕不可大而化之。 <br><br>你說ㄉ灌氮氣正確說法是＜氧化氮增壓系統＞俗稱＜ＮＯＳ＞。<br>是採用一般的增壓系統，如supercharger，和turbo這是除了氧化氮以外，增加馬力最快最大的一種方法，什麼是氧化氮增壓引擎，首先我們從可以增加馬力百分之365的氧化氮增壓系統說起，目前世界直線加速賽（drag racing）中，為了在瞬間可以提高大比率的馬力因此，液態氮氧化合物增壓系統因而應運而生，（nitrous oxide system），其實這套系統開始在第二次世界大戰中，德國空軍，就曾使用過，戰爭結束後，才漸漸被直線加速賽（drag racing）所使用，什麼是液態氮氧化合物增壓系統，又為什麼能產生那麼多的動力呢？氮氧化合物其實並不神秘，它其實是一氧化二氮（n2o）也就是俗稱的笑氣（laugh gas）在nitrous oxide system中n2o是因高壓而形成液態。被裝在鋼瓶內，而內燃機所做的功來自燃料，想要馬兒好就一定要給牠吃草，燃料就是內燃機的草，增加單位時間內的燃料，自然就能提高車子的性能，問題只是如何讓那些燃料完全燃燒而不形成過濃，燃料未能完全燃燒而成過濃時，反而使馬力降低，因此必須要有充足的氧氣來助燃，和充份的點火，以技術上來說，要增加燃料很簡單，加大油嘴即可，想增加引擎的氧氣量就沒有那麼方便，turbo和supercharger是加大空氣密度而增加氧氣量，高轉速引擎也增加了單位時間內的進氣量，在良好的匹配下，一部5000rpm的引擎提高到10000rpm時，理論上，它增加了一倍的單位時間進氣量，而n2o和空氣一樣並不是燃料，但當溫度到達華氏572度時，n2o就會分解出氧分子，而達到助燃的效果。Nitrous oxide system具有兩個部份，一為燃料系統，另一為n2o供應系統。兩個都接到進氣歧管上的一個特殊噴嘴。一般汽車的nos系統，建議最好是利用一個開關連接在油門上，當大腳一踩，就自動啟動nos，一方面燃料系統的汽油從pump打入噴嘴，另一邊n2o也從高壓瓶中衝出噴嘴，兩者以適當的比率混合以霧狀噴入進氣岐管內，在壓縮爆炸行程中，n2o因高熱分解出氧而使燃燒完全，因而加大馬力，請特別注意，一定要在引擎running後。且油門全開的時候才能啟動nos，不然會發生嚴重的回火，這是一般不了解nos的新手最容易犯的錯誤。這種回火從化油器的方向爆出。雖然沒有很大的危險，但可能會造成化油器損毀。因此使用nos就是全力衝刺，沒有先來一點，再多來一點，這是nos的特性。有人認為這是它的缺點，但如果你不是要全力衝，就根本不需要用它。當然也有些pro drag racer採用多重控制，力量可以一段一段加。這是多用一些噴嘴一個一個開啟罷了。<br><br>加裝nos的注意事項<br>1． 引擎的改裝：一般而言，加裝nos並不須要特別修改engine，如果引擎的壓縮比太高，須要延後點火時間以避免爆震。或降低壓縮比。一部正常的engine有充足的油壓和缸壓，應可以承受nos所帶來的額外馬力，因為nos的使用，並不是長時間的。平均每次使用都是從15秒到1分鐘以內。只有在最須要的時候才使用。當年德國空軍戰鬥機大多也都是在逃命的時候才啟用nos（跑路人的一大福音）。nos的噴量如調小一點。一次多跑個3-5分鐘或把整瓶跑完都沒關係。<br>2． 混合比要正確汽油pump的壓力一定要夠且穩定。才能供給充足的燃料，對於裝置nos引擎而言。如果用完了n2o，最多只是跑輸別人，回去再裝就好。但如果汽油不充足，在一陣爆震聲後，一切都太晚了，送廠大修去吧。還記的太空梭的爆炸慘狀吧。<br>3． n2o的代用品;讀者或許會想到如果用純氧作助燃物不是更妙，用純氧來燃燒，就像太空火箭一樣用高壓純氧。一定威力更大，各位千萬不要試。除非你有很多車子可供實驗。純氧會把引擎炸壞，然而因n2o在汽缸內會分解成為n2和氧，因n2為惰性氣體，可使燃燒平順，不可能把引擎炸壞。<br>4． 高壓瓶的裝置：n2o的瓶子，最好是放在駕駛室，因為溫度比較低，而且管線也可以比較短，當然國外有很多人把它放置在後行李箱，比較美觀，心裡上也覺得比較安心，但在亞熱帶的臺灣，夏天溫度常常很高，如果不能做好溫度控制，那還不如放在駕駛室。n2o的高壓瓶非常的安全，放在身旁並沒有什麼好怕的。<br>5． 點火系統：不論是使用n2o或turbo，如果增壓不是太高，原廠的點火系統就夠了，如果會發生misfire。可以將火星塞的間隙調小一點，當然對於一個要求完美的人來說，換上一套雙重點火系統是最好了。而n2o若非像400公尺直線加速賽那樣劇烈的比賽，千萬不要加太多，要適可而止。nos（nitrous oxide system）的優點：1降低進氣溫度，n2o從噴嘴噴出時，非常冷，整個噴嘴會結霜，它大幅降低進氣溫度，使空氣密度加大，增加進氣量，也因進氣溫度之降低而減少爆震的發生，如果和turbo一起使用，可成為最好的intercooler。2.在低速就開始發揮強大扭力，不像渦輪增壓系統略有遲滯，也不像高轉速引擎（hot-rod engine）要把rpm拉到8-9千，因為轉速低，nos是比較不傷引擎的一種超級動力，3.使用nos以開關作為控制，不使用的時候，車子和平常的一樣，平時也可以把瓶子取下，週日賽車時，再把瓶子裝上即可，費時一分鐘.4.調整方便，nos系統可以很輕易的帶來50%的額外馬力，或更多，以引擎的承受力為限，調整n2o和汽油的噴嘴可在性能與安全之間找到適合自己的平衡點.5.任何車子都可用，汽車/機車四行程或二行程，turbo/super charge都可以用，換車的時候把nos拆下，裝到任何車上均可，引擎大小不同換噴嘴size即可.6.裝置費用低，大概找不到比nos還便宜的超級動力了<br><br>nos的缺點：<br>nos的爆發力很強，但沒有持續力，瓶子滿滿的時候，讓別人吃灰，瓶子用完就沒了，雖然填充很方便，但n2o的價錢倒也不便宜，還好n2o是用開關控制的，沒事不要亂用，如果喜歡天天在街上發燒，那燒起錢來也怨不得人.在這社會中有很多的車迷在性能的提升上想盡腦力，對壓榨engine的方法也無所不用其極，1989年10月美國有人把一部Pontiac grand am配上雙turbo，增壓20psi，另加一套nos系統（4瓶20磅的n2o）創出476.5km/h的新記錄，如果說turbo是性能之神那氮氧化合物就是性能的魔鬼，目前氮氧增壓系統，在台灣還是一個神秘物，也許很多人聽過，但很少有人真正接觸研究過，因為不了解它，大家都把它當成鬼神敬而遠之，其實只要使用過nos以後，你會愛上它的，愛上那種像發了瘋似的衝力，處理的好，nos並不如想像中的可怕。<br>