爱车交流--改装集锦详细-1

JaoS

改装兲书TURBO—涡轮增压系统的中文译音，全称应该是TURBOCHARGER。目前国内可以买到的原装搭载涡轮增压系统引擎的车型并不多，基本上都是集中在几只牌子上，而且都属于中型级别以上，如VAG旗下，VW的PASSAT 1.8T、BORA 1.8T；国产AUDI的A6 1.8T、A4 1.8T，进口的TT、ALROAD QUATTRO 2.7T（V6 Biturbo）；更高级的就有SAAB的9-3、9-5；至于顶级的非BENZ的S600（5.5L V12 TWIN-TURBO）莫属等等（当然还有一票柴油车，但将在另篇论述）。如果算上国外有量产的车型，则是多胜收：最为车迷们津津乐道的莫过于那一堆日本的高性能跑车，NISSAN SKYLINE GT-R（BNR34）、MITSUBISHI LANCER 　　　EVOLUTION（CX9A）、SUBARU IMPREZA WRX STi（GDB）、TOYOTA SUPRA（JZA80）、MAZDA RX-7（FD3S）等。而对于一般用户而言，买台“带T的”就是涡轮增压车型后的第一个反应就是：“比普通车的自然吸气引擎车动力强劲了不少！


NISSAN的SR20DET赛车版引擎，马力达到300匹




BUGATTI的W16引擎，4个涡轮增压下帮助下达到1000匹马力

的确，涡轮增压引擎得益于它与众不同的工作原理，使其拥有优异的升功率表现，相对于同功率的NA车，在相同的动力输出数据和非极端使用条件下，油耗方面的未必会比NA车差。而且，其最大的优点就是升级、改装的便利性和原厂就具备的性能提升潜力也非自然吸气发动机可以媲美的。





涡轮增压系统的流程图


对于普通人来说，涡轮增压引擎好像有点复杂，但是，只有理解了涡轮增压本身的原理的话，不论是单TURBO，或者双TURBO、甚至4TURBO的形式，其工作的目的、流程和原理都是一样的。简单地陈述其原理，无非就是利用引擎经过爆炸行程后产生的高温、高速废气，通过特殊形状的名为排气蕉（DOWN 　　PIPE），流入废气侧涡轮，并推动废气侧内的涡轮叶片转动，同时，与废气侧涡轮叶片同轴相连的生气端压缩叶轮，会对流经风格后的生气进行压缩，压缩气体经过中央冷却器（INTERCOOLER）冷却后，成为带有一定压力的和高密度的新鲜空气，流经节气门和进气歧管后，进入气缸内燃烧。


　　原理虽然简单，但是涡轮本体其实就是一件高科技产品。目前，世界上有相当多的涡轮增压器品牌，例如改装界广为人熟知的HKS、GREDDY、APEXi、　WETTERAUER、MTM、NEUSPEED，大部分都是由三大著名厂商：IHI、KKK、　　　GARETTE及MITSUBISHI、HITACHI等代工生产的。而国内改装界最知名的，莫过于KKK了，KKK其实规模不及GARETTE，但就因为国内保有量最多的汽油涡轮增压车：BORA 1.8T所使用的K03便是该厂的出品，所以如果一旦涉及VAG车系改装，首选的必然就是KKK的升级产品，例如K04或者K16。


　涡轮增压车改装，不外呼果两招：改大涡轮，增加出风量；改大增压值，令进入气缸的混合气量更多。讲是很简单，但真正改起来就并不是一件容易的事了。就拿目前最多人改的VAG 1.8T系列引擎而言（引擎型号有诸如AWT、　　BFB、AVJ、AUM、BAM、APX、AGU、AQA、ARZ等等），国内基本上可以选择既改装套件并不多，计有ABT、OETTINGER、APR、NEUSPEED、MTM几个，但如果讲到真正的行家里手，也就是既注重性能（微调）也注重耐用性的，就非ABT、　　OETTINGER这两家来自德国的殿堂级改装厂莫属，两家都是专门改装VAG车系的高手，产品形式相近，价钱轻微有差距，两部厂车都属于很讲究平衡性的那种改装方法，特别是OETTINGER，因为在1.8T这副引擎上，其与VAG同为系统开发商，所以在如何更好发挥该引擎上具有无所比拟的优越性。至于NEUSPEED、　MTM或者APR都是改装动力系统的个中老手，当然，作为几大改装界的世界级名厂，在改动涡轮增压系统时，都会运用到各自对动力性能的理念，简单点就是会在不同程度上对3号升级为4号涡轮的本体实施相应的修改，例如增大压缩腔、切削涡轮叶片等工序，以求涡轮在运作是可以达到原装KKK K04所不及的性能，例如减少涡轮迟滞现象等


GARETTE的涡轮增压器套件，可以看出是6缸引擎适用的款式

改装涡轮，是一门相对复杂的工程，改装前的计划，安装及调试时的耐心和细致，足以影响日后使用的持久性和性能发挥。当中有几点真的要注意：首先，改装涡轮并非简单地更换涡轮本体就算改装，最关键的是周边的使用平台环境同样要升级，例如VW 1.8T原装的是使用KKK K-03涡轮本体，最大增压值是0.3 bar./瞬间最大增压值为0.5bar. （最大增压值即系恒时增压值，简单D讲就系车辆匀速形式时既涡轮增压值；瞬间增压值一般出现在突然加速之时，ACTUCTOR开启前既增压值）马力输出为147匹/5700转；升级一般就是更换成不同品牌的K-04型套装产品，大部分的涡轮主体的A/R值为60，最大可以对应到　300匹以上的马力输出，但因为国内的改装店因为技术上的原因一般不会对　　AUM/BAE引擎本体进行强化及降压缩比工序，所以比较安全的最大增压值一般设定在0.8bar~1.0bar之间，马力可以到达230匹左右，问题来了，好像某些厂
家提供的产品，其改装套件（套装内只有涡轮本体、CHIPS、垫片）主要是通过修改ECU内主控制CHIPS提高增压值，令马力上升就了事，而其他一些周边辅助零部件一律需要用家另行购买。再看如ABT、OETTINGER一类的专业改装厂，套件内包含了整套辅助部件，如入风批（INTAKE PIPE）、死气蕉、喷咀（INJECTOR）、回油阀（PRESSURE REGULATOR）、电脑（ECU）、排气中鼓（FRONT SILENCER）、尾鼓（REAR SILENCER），这样的搭配原因很简单，就是为了使用套件的用户可以在涡轮性能提高的同时，整个引擎各部分的平衡性不至于被破坏，令诸如新鲜空气、燃油、排气等各要素间形成一个保证着涡轮可以长时间正常运作的环境。同为TURBO改装的AUM/BAE引擎，同样增压值设定下，某些套件可以达到的最大马力只有215匹/5700转，而ABT的改装套件则可以于5400转时达到230匹的马力输出，虽然差距只是小小的20匹，但从改装角度上而言，足以看得到整套改装涡轮套件的平衡性造成的性能差别和车辆电脑设定的功力高低。


AUDI TT的引擎剖视图，可以看到TT使用双中冷器结构



第二点就是车架的问题，这部分其实在改装动力系统就应该先行完成的，但本文主要是讲涡轮，所以变成第二点。广义上的车架强化，除了对车架本身的强化以外，还应该包括传动系统、制动系统和行走系统等几个部分，都要随之作出相应的调整。车架强化上，包括了一些很例牌的动作，如加塔顶撑杆（TOWN-BAR）、车内撑杆（ROOM-BAR）、防倾杆（STABILISATOR）等等；行走系统的强化一定不能少，动力输出的提高，必然导致原来的传动系统不堪重负，轻则烧离合，重则断传动轴，所以在提升动力时，连带诸如离合器、波箱、尾牙等；制动系统同样非常重要，好像OETTINGER的动力提升套件中就包含了一套前320mm刹车碟加四活塞制动卡钳，用意就是可以停得住230匹的车，不然，单改涡轮不足已给驾驶者一个安全的驾驶环境，套用一句玩车人口中常说的话：能放能收的才是好车！



OETTINGER的制动套装会出现在TURBO KIT里


手动变速箱的基本工作原理
一、变速箱的作用
发动机的物理特性决定了变速箱的存在。首先，任何发动机都有其峰值转速；其次，发动机最大功率及最大扭矩在一定的转速区出现。比如，发动机最大功率出现在5500转。变速箱可以在汽车行驶过程中在发动机和车轮之间产生不同的变速比，换档可以使得发动机工作在其最佳的动力性能状态下。


理想情况下，变速箱应具有灵活的变速比。无级变速箱（CVT）就具有这种特性，可以较好的发挥发动机的动力性能。
二、CVT
无级变速箱有着连续的变速比。其一直因为价格、尺寸及可*性的关系而没有大量装备汽车。现在，改进的设计使得CVT的使用已比较普遍。国产AUDI 2.8 CVT


变速箱通过离合器与发动机相连，这样，变速箱的输入轴就可以和发动机达到同步转速


奔驰C级Sport Coupe 6速手动变速箱
一个5档的变速箱提供5种不同的变速比，在输入轴和输出轴间产生转速差。见下表：


三、简单的变速箱模型
为了更好的理解变速箱的工作原理，下面让我们先来看一个2档变速箱的简单模型，看看各部分之间是如何配合的：


?输入轴（绿色）通过离合器和发动机相连，轴和上面的齿轮是一个部件。
?轴和齿轮（红色）叫做中间轴。它们一起旋转。轴（绿色）旋转通过啮合的齿轮带动中间轴的旋转，这时，中间轴就可以传输发动机的动力了。
?轴（黄色）是一个花键轴，直接和驱动轴相连，通过差速器来驱动汽车。车轮转动会带着花键轴一起转动。
?齿轮（蓝色）在花键轴上自由转动。在发动机停止，但车辆仍在运动中时，齿轮（蓝色）和中间轴都在静止状态，而花键轴依然随车轮转动。
?齿轮（蓝色）和花键轴是由套筒来连接的，套筒可以随着花键轴转动，同时也可以在花键轴上左右自由滑动来啮合齿轮（蓝色）。
1档
挂进1档时，套筒就和右边的齿轮（蓝色）啮合。见下图：



如图所示，输入轴（绿色）带动中间轴，中间轴带动右边的齿轮（蓝色），齿轮通过套筒和花键轴相连，传递能量至驱动轴上。在这同时，左边的齿轮（蓝色）也在旋转，但由于没有和套筒啮合，所以它不对花键轴产生影响。
当套筒在两个齿轮中间时（第一张图所示），变速箱在空挡位置。两个齿轮都在花键轴上自由转动，速度是由中间轴上的齿轮和齿轮（蓝色）间的变速比决定的。
四、真正的变速箱
如今，5档手动变速箱应用已经很普遍了，以下是其模型。




倒档 通过一个中间齿轮（紫色）来实现。如图所示，齿轮（蓝色）始终朝其他齿轮（蓝色）相反的方向转动。因此，在汽车前进的过程中，是不可能挂进倒档的，套筒上的齿和齿轮（蓝色）不能啮合，但是会产生很大的噪音。

同步装置
同步是使得套筒上的齿和齿轮（蓝色）啮合之前产生一个摩擦接触，见下图


齿轮（蓝色）上的锥形凸出刚好卡进套筒的锥形缺口，两者之间的摩擦力使得套筒和齿轮（蓝色）同步，套筒的外部滑动，和齿轮啮合。

汽车厂商制造变速箱时有各自的实现方式，这里介绍的是一个基本的概念！


越来越多车迷了解如何改装爱车，可以提高动力的输出，但仍有许多车友并不了解引擎输出的动力到底如何转化成推动汽车行进的力量。对于加速能力与极速而言，到底是扭力与马力到底何者比较重要？本文将给大家一个圆满的解答。

汽车驱动理论
马力与扭力哪一项最能具体代表车辆性能？有人说「起步靠扭力，加 速靠马力」，也有人说「马力大代表极速高，扭力大代表加速好」，其实这些都是片段的错误解释，其实车辆的前进一定是靠引擎所发挥 的扭力，所谓的「扭力」在物理学上应称为「扭矩」，因为以讹传讹的结果，大家都说成「扭力」，也就从此流传下来，为导正视听，
本文以下皆称为「扭矩」。

扭矩的观念从小学时候的「杠杆原理」就说明过了，定义是「垂直方向的力乘上与旋转中心的距离」，公制单位为牛顿-米(N-m)，除以重力加速度 9.8m/sec2之后，单位可换算成国人熟悉的公斤-米(kg-m)。英制单位则 为磅-呎(lb-ft)，在美国车的型录上较为常见，若要转换成公制，只要将lb-ft的数字除以7.22即可。

汽车驱动力的计算方式：

将扭矩除以车轮半径即可由引擎马力－扭力输出曲线图可发现，在每一个转速下都有一个相对的 扭矩数值，这些数值要如何转换成实际推动汽车的力量呢？答案很简单，就是「除以一个长度」，便可获得「力」的数据。举例而言，一 部1.6升的引擎大约可发挥15.0kg-m的最大扭力，此时若直接连上185/ 60R14尺寸的轮胎，半径约为41公分，则经由车轮所发挥的推进力量为15/0.41=36.6公斤的力量(事实上公斤并不是力量的单位，而是重量的单位，须乘以重力加速度9.8m/sec2才是力的标准单位「牛顿」)。

36公斤的力量怎么推动一公吨的车重呢？而且动辄数千转的引擎转速更不可能恰好成为轮胎转速，否则车子不就飞起来了？幸好聪明的人类发明了「齿轮」，利用不同大小的齿轮相连搭配，可以将旋转的速度降低，同时将扭矩放大。由于齿轮的圆周比就是半径比，因此从小齿轮传递动力至大齿轮时，转动的速度降低的比率以及扭矩放大的倍数，都恰好等于两齿轮的齿数比例，这个比例就是所谓的「齿轮比」。

举例说明，以小齿轮带动大齿轮，假设小齿轮的齿数为15齿，大齿轮的齿数为45齿。
当小齿轮以3000rpm的转速旋转，而扭矩为20kg-m时，传递至大齿轮的转速便降低了1/3，变成1000rpm；但是扭矩反而放大三倍，成为60kg-m。这就是引擎扭矩经由变速箱可降低转速并放大扭矩的基本原理。

在汽车上，引擎输出至轮胎为止共经过两次扭矩的放大，第一次由变 速箱的檔位作用而产生，第二次则导因于最终齿轮比（或称最终传动 比）。扭矩的总放大倍率就是变速箱齿比与最终齿轮比的相乘倍数。举例来说，手排六代喜美的一档齿轮比为3.250，最终齿轮比为4.058，而引擎的最大扭矩为14.6kgm/5500rpm，于是我们可以算出第一档的最 大扭矩经过放大后为14.6×3.250×4.058=192.55kgm，比原引擎放大了13倍。此时再除以轮胎半径约0.41m，即可获得推力约为470公斤。然而上述的数值并不是实际的推力，毕竟机械传输的过程中必定有磨 耗损失，因此必须将机械效率的因素考虑在内。

论及机械效率，每经过一个齿轮传输，都会产生一次动力损耗，手排变速箱的机械效率约在95%左右，自排变速箱较惨，约剩88%左右，而传动轴的万向接头 效率约为98%，各位自己乘乘看就知道实际的推力还剩多少。整体而 言，汽车的驱动力可由下列公式计算：

扭矩×变速箱齿比×最终齿轮比×机械效率
驱动力= ————————————————————
　　　　　　　　轮胎半径（单位为公尺）


马力亦非「力」乃「功率」的一种
了解如何将扭矩经由变速箱的齿比放大成为实际推力之后，接着可以研究什么叫做「马力」。马力其实也不是一种「力」，而是一种功率 (Power)的单位，定义为单位时间内所能做「功」的大小。尽管如此，我们不得不继续使用「马力」这个名字，毕竟已经用太久了，讲「功率」恐怕没几个消费者听得懂？

功率是由扭矩计算出来的，而计算的公式相当简单：功率(W)﹦2π× 扭矩(N-m)×转速(rpm)/60，简化计算后成为：功率(kW)=扭矩(N-m) ×转速(rpm)/9549，详细的推导请参看方块文章。然而功率kW要如何 转换成大家常见的「马力」呢，这又有一段故事得讲。
英制或公制？
1PS=735W；1hp=746W
马力定义竟然不一样！


谈到引擎的马力，相信不少人会直觉地想到什么DIN、SAE、EEC、JIS等等不同测试标准，到底这些标准的差异在哪儿，以后有空再研究；有点夸张的是由于英制与公制的不同，对「马力」的定义基本上就不一样。英制的马力(hp)定义为：一匹马于一分钟内将200磅(lb)重的物体拉动165英呎(ft)，相乘之后等于33,000ft-lb/min；而公制的马力(PS)定义则为一匹马于一分钟内将75公斤的物体拉动60公尺，相乘之后等于4500kg-m/min。经过单位换算，(1lb=0.454kg;1ft=30.48cm)竟然发现1hp=4566kg-m/min，与公制的1PS=4500kg-m有些许差异，而如果以功率W(1W=1Nm/sec= 9.8kgm/sec)来换算的话，可得1hp=746W;1PS=735W两项不一样的结果。
同样是「马力」，英制马 力与公制马力的定义竟然不一样！难道英国马比较「有力」吗？

到底世界上为什么会有英制与公制的分别，就好像为什么有的汽车是右驾，有的却是左驾一样，是人类永远难以协调的差异点。若以大家 比较熟悉的几个测试标准来看，德国的DIN与欧洲共同体的新标准 EEC还有日本的JIS是以公制的PS为马力单位，而SAE使用的是英制的 hp为单位，但为了避免复杂，本刊一率将马力的单位标示为hp。近来，越来越多的原厂数据已改提供绝对无争议的KW作为引擎输出的功率数值。

不过话说回来，1PS与1hp之间的差异仅1.5%，每一百匹马力差1.5匹，差异并不大。一般房车的马力多半仅在200匹马力以下，两者由于定义的差异也仅3匹马力左右，因此如果您真要「马马计较」，就把SAE 标准的数据多个1.5%吧！不过SAE、JIS、DIN、EEC各种测试标准之 间亦有些许差异，这个老问题已经争论过很多次了，单位之间不能真正划上等号，然而在差别不怎么多的情况之下，就当作相同吧！因此 管他是PS或hp，都差不多可以视为相等。

终于可以做结论了！将上述获得的马力与功率换算方式代入功率与扭矩的换算公式，并且将扭矩的单位换算为大家熟悉的kg-m之后，可得下列结果：
英制马力hp=扭力(kg-m)×引擎转速(rpm)／727
公制马力PS =扭力(kg-m)×引擎转速(rpm)／716

知道这些公式之后有什么用呢？从「马力hp=扭力×转速/727」看来， 如果能增加引擎转速，扭力不变的情况下，便能增加马力。例如若能 将转速从6000rpm增加到8000rpm，等于增加了33%，但因为凸轮轴的 限制使得8000rpm时的扭力下降了10%，则仍能使马力增加19.7%，这 说明了时下改装计算机的为何能在解除断油后大幅增加马力。
所以不要被「增加？？匹马力」的广告所著魔。

让我们从另外一个角度来想：如果在同样的转速下，增加20匹马力，代表能增加多少推力呢？以最大扭力点发挥于5000rpm的情况下，将公式稍微变换一下，可发现增加的扭力=20hp×727／ 5000rpm=2.9kgm。再将这个结果代入汽车驱动力的公式，同样以喜美 的一档计算，2.9×3.250×4.058/0.41=93公斤。对于一吨重的车身而言，影响似乎也不怎么大；再者如果相差5匹马力的话，推力更仅增加23公斤，可见相差5匹马力，根本也没差多少，所以能「增加5匹马力」的产品，到底应该花多少钱去改装，您自个儿会拿捏了吧？

大马力决定真性能！
到底大马力的车子跑得快，还是大扭力的车子跑得快？从公式可以知 道大马力的原因是「高转速的时候仍保有高扭力数值」，也就是说要 有大马力，不只是低转速的扭力要好，连高转速的扭力都得继续维持 ，这表示扭力与马力的争论根本是多余的，只要能做到高马力，除了表示各转速区域的扭力都很大之外，更代表材料技术的优越性，将活塞、进排气阀门的材质与重量予以强化与轻量化，才能将引擎转速提高。

扭矩与功率的换算公式推导
假设一圆的半径为r(单位为m)，扭矩为T(单位为N-m)，则圆周上切线 方向的力F=T/r，由于功率的定义为「每秒钟所作的功」，对于圆周?动而言，每旋转一圈所作的功为：F×圆周总长2πr 将F=T/r代入计算，每一圈所作的功Work=F×2πr=(T/r)×2πr=2πT
再乘上引擎转速rpm就是每分钟所作的功，但功率P的单位是N-m/sec ，所以需除以60，转换成每秒所作的功。代入公式：P=T2πrpm/60，将常数整理后，则可得P(kW)=Trpm/9545。

由上文可见，一台车的动力由发动机传输到车轮，需要经过多组齿轮因此有所损耗，如果德制马力测的是传递到车轮上的动力，那么同样发动机用在不同车型上的动力输出应该不同，试拿bmw330和bmw530做比较，其功率均是225hp/5900rpm；结论，要么bmw在数据上造假，要么它测的是发动机输出净值