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汽车性能升级之——进气系统改装的误区!

2021-05-27

   提到汽车性能部分的改装,改装发动机进气系统通常被列为为常见的基础改装项目之一。进气、排气系统的工作是相辅相成的关系,想提高发动机的动力输出性能,需要空气进气系统的配合。作为四冲程内燃机工作的一步就是进气(空气和汽油的混合气),然而空气和燃油混合的方式也因喷射方式的不同而不同,常规进气歧管喷射、缸内直喷、混合喷射等,其中的奥秘相比排气系统更为复杂,我们就来说说进气系统的改装。

  进气系统改装误区 1:进气量越大越好

  首先我们要认识到车厂每年花费数千万元甚至是上亿元的费用用来研发汽车,所造出的产品性能并不是没有道理的。对于车辆核心部分的动力系统来说,更是权衡了多方面因素选择一个为合理与平衡的设定。话说回来,改装就是打破原厂已经设定好的平衡,在耐用性、舒适性与环保等条件上做出一定妥协和让步,使动力性能更为突出。对于进气系统的改装,适度的提高发动机的进气效率便可获得一定效果的动力提升(一般不会超过5%),而且操作起来也并不难,可要是想在此基础上进一步提高动力性能,事情就会变得复杂起来。

  增加单位时间内的进气量可以配合更多的燃油使其燃烧做功(发动机ECU会监测到增加的进气并实时增加燃油配合燃烧)。简单说,为发动机提供的燃料与助燃气体越多,对燃烧室及活塞的压力也就越大,发动机所提供的扭矩也就越高。但原厂ECU对喷油、点火等设定是有一定范围限制的(考虑到多方面因素,调整范围非常有限),进气量一旦超出原厂设定范围,发动机其他部分运行便不会继续跟进调整,所以只对进气部分进行改装,ECU程序、供油、点火、排气等不同步跟进,便无法大幅提升动力性能。

  另一方面,增大进气量几乎都会尽可能降低进气阻力,对于一些排量较小的车型来说,低转速时由于发动机可以提供的进气负压(吸啜力)较低,相同转速下过于顺畅的进气会使进气流速降低,过低的进气阻力会削弱低转速扭矩输出,令起步阶段加速变得无力(甚至怠速不稳,出现喘气),这种特性更不适合铺装道路行驶的车辆,所以在改装进气时要考虑到车型本身的动力输出特性,对于一些低扭较差的车型来说,进气系统不可以太过顺畅。类似于我们用吸管喝水,用普通粗细的吸管可以毫不费力的把水吸出来,但如果换成超级粗(嘴张到大刚好含住)的吸管,再想喝到水几乎是不可能的了,不过把这个超级粗的吸管给大象来用的话就会非常合适,而发动机高转速时所提供的吸啜力就好比大象,低转速时就好比人。

  进气系统改装误区 2:乱改二次进气、电子涡轮等不靠谱产品

  很多车友对电子涡轮、改装二次进气并不陌生,这类改装产品不但不能提高发动机的动力性能,经过马力机测试出的动力数值反而低于原厂状态,不但如此,改装一些不靠谱产品还会对发动机造成一些不必要的损伤,得不偿失。

  二次进气改装,其工作原理是对进气的过程进行了微微的修改。此装置安装在节气门之后的真空管上,也就是说将通向曲轴箱的(PCV阀)管子截开,在中间加一个三通阀,这样发动机真空吸入的就不仅仅是曲轴箱里的废气了,还会直接从外界吸入额外的空气来补充到进气歧管里。但由于曲轴箱通风管的位置处于节气门之后,所以额外增加的空气将不计入空气流量传感器,ECU不会对应自动调整喷油量。

  相比二次进气改装,电子涡轮似乎更加合理,由于安装位置处于节气门之前,增加进气量会改变空气流量传感器的数据读取,ECU会对喷油动作进行相应调整,听上去会对动力输出有所帮助,但实际这个改装也是错误的。电子涡轮的风扇是恒定转速的,我们都知道,发动机不同转速下对于进气量的需求也是不同的,转速越高,单位时间内的进气量越大,即便在低转速下电子涡轮能够加大发动机进气量,但随着转速升高,电子涡轮内的塑料扇叶不但无法帮助发动机提高进气效率,反而成了负担。

  进气系统改装误区 3:乱用“冬菇头”、随意改变进气管路

  装在风箱内的风隔(空气滤芯)其作用是用来阻隔灰尘的,可以避免灰尘和异物进入发动机造成损害,但对进气来说同时也会形成一定的阻力。一些改装进气的车主会改装冬菇头(样子像冬菇,所以称为冬菇头)式风隔并改变原厂进气管路。冬菇头式风隔由于采用了圆形或球面滤层设计,加大进气面积可以提高进气量(前提是发动机可以提供足够的吸啜力)。但目前国内市场上贩售的改装风隔的质量层次不齐,山寨、杂牌产品多如牛毛,一旦听信商家吹捧使用了劣质产品,很有可能使发动机进气不干净吸入灰尘,出现故障也是必然结果。

  而对于街道行驶的民用车辆来说,发动机的低扭性能会很直接的影响到车辆的行驶表现。而改装冬菇头式风隔后通常无法继续使用原厂的进气风箱,很多车主为了图省事,索性直接将整个冬菇头裸露在发动机舱内,这样更加恶化了低扭输出,夏季高温天气时的热衰减也非常严重。

  而进气管长度与形状对进气性能有着更为复杂的影响。理论上来说,较短、粗和尽量直线型的设计会有利于提高高转速的进气效率,而适当的弯曲和管道长度有利于提高低转速时的进气流速,有利于低扭输出,降低噪音。但这也仅限于理论上,因为每台发动机在设计时都有着不同的扭矩输出特性,如果不是具有针对性的改装,随意改变进气管路与布局,不但无法提升动力性能,很有可能反倒令性能大打折扣,得不偿失。

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  改装进气系统的不可忽略的:

  1.风隔的过滤性能

  这个很好理解,无论进气风隔对进气效率的影响是大是小,基本的过滤功能不可忽视。一些车主在改装进气系统时,贪图便宜选用不知名小厂生产的劣质进气风隔,其改装效果不但无法达到提升性能的目的,较差的过滤能力致使发动机吸入过多的灰尘,造成大量积碳,气缸磨损等对发动机的损伤。这点尤其是对国内北方一些风沙较大地区的车主来说,需要格外注意。

  2.温度对进气性能的影响

  空气具有预热膨胀的特性,因此温度对于单位体积内空气的重量有着很大影响,进气温度越高,同体积的空气中含氧量就会相对低温状态下要少,而发动机做功燃烧是需要依靠氧气的,所以吸入燃烧室内的空气温度越低含氧量就越高,越利于发动机充分燃烧。通常在气温较低的冬季,我们会感觉到车辆的动力性能比夏天更好,也正是因此。

  原厂车型往往因为要顾及生产成本与各部件的位置安排(电瓶、水箱等),风箱的进风口大小与安放位置并不理想,在改装时可以对其进行优化处理,使隔热材质、选择远离高温部位(排气歧管)等方法可以进一步提高进气性能。

  改装进气系统推荐:

  1.原装位风隔

  在改装进气系统中,为方便简单的就是换装原装位风隔(空气滤芯),这种方法虽然不能大幅提高进气性能,但好处是既简单又有着不错的性价比,由于无需对进气系统其它部位进行修改,所以不会改变发动机的动力输出特性,在保持低扭的同时可以令进气效率有所提升。

  出于成本考虑,通常原厂所使用的空气滤芯为干式纸质材料,利用纸质滤网来过滤灰尘和异物,空气会透过滤网中的小孔进入发动机,而当这种纸质空滤使用一段时间后,会在表面吸附大量灰尘,对进气形成阻力,进气效率随之降低。而高性能空气滤芯采用棉质或海绵材料制成,并搭配专用的滤网油来阻隔灰尘,由于采用了立体式的过滤介质(纵横交错的棉质滤芯),灰尘会被阻隔在层层包裹的棉质滤芯中,较大的灰尘会被滤油粘黏在滤网表面,还可起到过滤作用。

  2.碳纤维风箱

  对于碳纤维材质大家一定不会感到陌生,而除了我们所熟悉的轻质特性外,碳纤维还具有传热慢的特性,使用碳纤维进气风箱可以更好的隔离发动机仓内的大部分热量,使进气温度降低,达到提高进气性能的目的。

  通常风箱轮廓越圆滑,风箱前的进气管道越粗、越少弯曲、管壁越圆滑,整个进气风箱的性能就越好。改装碳纤维风箱对于动力性能的提升相比简单的更换原装位进气风格要好,当然价格也更高,而铝合金风箱相对于碳纤维的隔热性能差一些,但通过合理的设计也可以达到不错的效果。

  进、排气系统的关系

  对于进气系统的改装,在提高进气性能的同时还需要排气系统的配合,进气量增加,排气量自然也会加大。排气受阻将会影响到下一次进气,反过来说就是吸得多排得畅快自然有助于动力的提升。总的来说,进气,排气的改装目的是为了更好地挖掘发动机的动力潜能,只有配合高品质ECU调校程序的优化才是发动机性能提升有效的办法。


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