進氣系統強化特輯-Part.1進氣系統改造概論

文、圖/童國輔

相信許多人改裝愛車的動力,都是從換高流量空氣濾芯、香菇頭或碳纖維集氣箱等進氣系統強化套件開始,希望藉由增加引擎吸氣順暢度來獲得提昇動力的效果,不過這樣改真的有效嗎?有時錯誤的改法反而會得到反效果。到底進氣系統該怎麼改才有效,筆者將透過此單元的介紹,從原理探討開始,加入馬力機實測與製造工廠的巡禮,讓大家對進氣套件選購有更深入的了解。街車改怎麼強化進氣才有效果?這點是許多打算進入改裝車世界車主的心中的疑問?尤其是自排NA車更是需要注意強化步驟,有時過於順暢的吸氣阻力,反而不利低轉速的扭力發揮,到底改怎麼改?就讓筆者說給您聽。

 

 

老車改法最單純 手排效果最明顯
一般來說,進氣系統所涵蓋的零件範圍,從新鮮空氣最開始經過的集氣箱、空氣濾芯,到之後的進氣管路、節氣門與進氣歧管等,全部都屬進氣系統的範圍,而強化進氣系統的目的,在於提高進氣效率,使引擎獲得充足的空氣與密度更高的含氧量,配合足夠的燃油來壓榨出更高的動力輸出,而這也是不變的進氣系統改造方向,不過同樣的改造手法應用在新舊車上卻有不同的效果,關鍵原因在於最近5年內的新世代車款,採用運算速度更快且管理方式更嚴謹的ECU,使得進氣系統改裝有了不同的方式,新世代車款的改造方式容筆者後敘,我們先來談談較簡單的老車強化原理。
許多人進氣系統的強化都是從換裝「原廠型高流量空氣濾芯」開始,這也是最適合不常拉轉速開車的改裝方式,對於低速扭力的流失影響較小,偶爾用到的高轉速有能提昇些許馬力。

香菇頭是讓進氣最順暢的一種空氣濾芯,非常適合經常跑山路或進入賽道比賽的車輛使用,街車要用的話可能要三思,尤其是自排NA車更是不要輕易嘗試。

十多年前的老車由於引擎系統簡單,少了許多電子控制系統,因此只要想辦法給引擎多吸一點空氣,就能多出一些動力,而如何讓引擎多吸空氣,最簡單的方法就是把過濾灰塵的空氣濾芯,換成高流量製品,或是直接採用更順暢的香菇頭,搭配鋁製進氣管路,就能大幅減少吸氣阻力,不過過低的吸氣阻力,就像用大吸管吸飲料一樣,如果肺活量不夠的話,有時反而不容易將飲料吸起來,或是吸得起來流速卻變慢,單位時間內吸的量不見得比較多,而這樣的問題也同樣出現在進氣系統改造上。
過去這組Mugen推出的進氣套件可是Civic EG/EK車主的夢幻逸品,完整的隔熱集氣箱與朝車頭方向大口吸氣的進氣口,對於性能絕對有幫助,且不論單雙凸皆可使用。

過去老車的進氣歧管都是鋁製砂模製成,因此內部管璧並不平滑,所以才會有人換裝改裝品來對應,這些改裝歧管內部不只光滑,有時連進氣口都採喇叭狀設計,有助氣體流動。

如果引擎沒有經過高壓縮比、Hi-Cam改造或外掛增壓系統,過於通暢的吸氣管路,在引擎低轉速真空吸力不足下,全油門時進氣管路內的氣流速度反而比較慢,而使引擎吸到的空氣量比原廠狀態更少,進而不利扭力反應,也就是油門踩起來反應變得更笨,需等到引擎轉速拉高,才能真正發揮香菇頭的改裝效果,這也是為何過去曾聽過改完進氣,車反而變難開的緣故,尤其是自排車更是明顯。因此如果您的愛車只是街道使用,很少拉高轉速開的話,是不需強化進氣系統,不過如果常跑山路,或拉高轉速超車,甚至進到賽車場比賽的話,那就有必要換裝香菇頭,對於高轉速的馬力表現絕對有幫助。
加大節氣門也是過去老車常進行的進氣強化方式,加工時要注意蝴蝶閥的密合度與啟閉順暢性,弄不好怠速會很不穩,而此工法已不適用現在的電子節氣門新車,因為這些新車的怠速控制就是由電子節氣門來負責,一挖大怠速就不穩。

進氣歧管改裝方式 加大與拋光皆可行
而除了空氣濾芯的改造外,同屬進氣系統的進氣歧管也有可強化方式,基本上是從節氣門加大開始著手,正統加工法是好比搪缸一樣加大直徑,增加之直徑因為原廠本身之厚度不一樣,有的只能3mm,大則可至5.6mm。另外,由於老車原廠進氣歧管,都是採用鑄造翻模而成,內壁自然粗糙而直接影響到氣流之經過,所以內孔拋光也是一個改裝的途徑,加工方法除了過去手工研磨外,目前國內已有店家引進Extrudehone拋光研磨機,其拋光方式乃是透過流體化的研磨砂進行管壁的研磨,這內含金剛砂、樹脂等複合材料的研磨砂,外觀呈現黑灰色,觸感為軟質物體具有流動性,整體看起來有點像火山熔岩,至於使用方法則是利用高壓將其注入待拋光的管壁內,使其緩緩流過這些管路,利用內含的金剛砂與其他研磨材質,不斷磨擦管壁內粗糙表面,使其逐漸光滑平順,連過去無法施工到的氣門導管表面部分都可變得圓潤平滑許多。
過去的BMW M-Power自然進氣引擎幾乎都採用類「多喉直噴」進氣歧管設計,可讓每缸的進氣量均等,有助於高轉速的表現,而這樣的設計已是屬於賽車等級,成本是傳統單喉節氣門的數倍,因此並不常見。

 

 

其最大優點在於研磨材質為流體性質與氣流特性相仿,因此容易阻礙空氣流動的地方,對研磨砂而言也是最容易產生阻力的地方,阻力一旦變大就會增加研磨砂施力強度與停留時間,時間久了此處自然會變的光滑,就像河流沖刷的道理一樣,使得管內的氣流阻礙點愈來愈少,簡言之磨亮該磨的地方,使每個管路流量逐漸均一性是Extrudehone拋光研磨機最傲人的改裝效果,有興趣的讀者不妨電洽陳先生0928-528311。而在此要向讀者強調的是,用盡全力,在歧管和空氣濾芯下功夫後,千萬還是要注意混合比的調校,多增加的進氣量,如果沒有適量的供油來配合,依然無法使引擎發揮應有的完美演出!以上是老車的進氣系統改造說明,接下來我們來談談新世代車款的進氣強化原理。

如果您有進氣歧管與進排氣道拋光的需求,不妨試試這款Extrudehone拋光研磨機,其最大優點在於研磨材質為流體性質與氣流特性相仿,可研磨手工磨不到的地方,且施工快速、品質穩定。

 

 
電腦監控廣且嚴謹 改裝效果並不明顯
如果您的愛車是Civic 8/9代、Swift、Yaris、Focus、Mazda 3、Fortis或Fit,在過去改裝進排氣系統時,是否曾經遇到改裝完後前段無力,就連高轉速時的加速力道也無法完全發揮出來的情況呢?這也是目前所有新車面臨到的改裝瓶頸,之所以會如此主因在於新世代車款的原廠ECU,對於進氣量的掌握更為精準的緣故。
這組是86/BRZ的原廠集氣箱與進氣管路,採用塑膠材質製成,雖然美觀性不如亮晶晶的金屬改裝品,不過隔熱效果卻極佳,效果也足敷使用。

新車款為了達到更高的省油性與高效率的引擎出力反應,對於油料與點火時間的控制需更加精確,必須在不同的氣溫、大氣壓力、引擎負荷與檔位變化間,皆能提供非常正確的供油量與點火時間,如此才能讓每一滴汽油發揮出最大效應,以獲得「馬兒會跑又不太會吃草」的環保訴求。為達成此目的,新車特別「強化」進氣溫度感應與大氣壓力感知功能,讓行車電腦對於進氣量的掌握,除透過Air Flow/Map的電壓變化進行判讀外,還可藉由大氣壓力感知器的補正,以提供較為正確的供油量,也就因為對於溫度與壓力差異變得更加敏感,因此如果改裝設計錯誤的進氣套件,例如直接朝引擎室高溫吸氣的話,那產生的效果絕對是有限的,因為原廠ECU為了保護引擎,減少高溫產生的爆震,通常會降低引擎輸出。

現在新車的進氣歧管都採用塑鋼材質製成,優點在於內璧光滑有助於氣體流動,且隔熱效果佳,缺點則是無法承受太大的增壓值。

 

此外,如果改裝套件的流量計擺設位置沒有在管內的正中央,就會影響ECU判讀準確度,動力輸出自然出現不順暢的情況,甚至一踩油門就熄火的問題,這些都是大家在改裝進排氣系統時常遇到的問題。那該如何強化進氣系統才能獲得最佳的改裝效果呢? 
內行的改裝技師都會想辦法讓香菇頭轉到引擎室的角落,不要引擎吸到熱氣,以降低進氣溫度,增加空氣中的含氧量,如此才能提昇燃燒與爆炸效率。

進氣系統改造方向 降溫提高充填效率
新世代引擎的進氣強化方式,通常可藉由下列方式來進行,分別是「提高進氣充填效應」、「強化進氣管路隔熱材質」與「控制進氣管徑」三方向做起。「自然進氣」引擎與「增壓」引擎在進氣過程的差別在於,前者是靠引擎本身活塞下行時的真空吸力,被動地將新鮮空氣導引至燃燒室內,後者則可透過增壓器本身的主動推送,將空氣灌注到燃燒室內,兩者單位時間內的進氣量與密度差異頗大,也造就不同的出力效率,進氣量大者配合較多的油料,自然可壓榨出更大的馬力,而這樣的原理其實也可運用在自然進氣引擎上,重點就在於提高進氣系統的「撞風效應」。
有些做工細膩的店家,還會替香菇頭手工打造放置的碳纖維集氣箱,目地也是在隔絕引擎熱氣,並且將車頭較冷的新鮮空氣導引至集氣箱內,如此改法會比香菇頭直接裸露在引擎室內吸熱氣來得有效許多。

 

大家應該都曾在電視上看過F1賽車,其進氣口就設在駕駛艙的正上方,目的就是希望透過高速所形成的強大風壓,將大量的空氣「擠入」進氣管路內,引擎一開口就有一堆空氣等著它使用,甚至在極高速時還可達到正壓狀態,空氣簡直就是「硬塞」進燃燒室內,這就是提高撞風效應的優點,而這樣的進氣系統改造原理其實也可實現於一般房車上,只不過受限於房車先天上形狀設計,加上必須顧慮到下雨天避免吸到水等,全天候的用車環境,打造起來頗有難度,好在目前國內外已有多家廠商開始注意到其中的妙用,紛紛開發出類似的產品,有興趣的讀者不妨多注意本刊的報導與廣告內容。

閃亮亮的進氣鋁管雖然漂亮,不過卻比塑鋼材質更不易隔絕高溫,渦輪改裝引擎因考量壓力承受極限,與製造方便而採用鋁管,如果是自然進氣引擎的話,建議不要使用鋁管才不會提高進氣溫度,而使引擎更沒力。

此外,除注意到吸氣口的位置需朝向車頭方向,以避免吸到高熱的氣體外,管路本身的材質是否具有「隔熱效果」也是不可忽視的問題,最好的材質是碳纖維或塑膠製品,應該避免採用金屬製管路(渦輪引擎高壓進氣條件不得已可使用),因為金屬管路很容易吸收引擎室內的高溫,尤其是夏季動輒35、36度以上的溫度,如果又剛好開在市區環境的話,進氣溫度可是會高得離譜的,一旦超過70度,空氣內過度膨脹的氧分子,將會減少可用來燃燒的條件,引擎出力自然就會下降,且進氣高溫連帶也會導致水溫油溫偏高,如此惡性循環下,車只會愈開愈耗油、無力,因此進氣管路的隔熱材質要求也是強化進氣套件時,不可忽略的一項重要環節。

空氣流量計是ECU用來偵測進氣量,以提供引擎正確噴油量,如果改變管路口徑,或流量計固定後的位置未在管路中間,將會影響流量計偵測準度,輕則引擎不順,重則一踩油門就熄火,因此改裝管路在此處的口徑都會比照原廠規格。

值得一提,許多人都會問:進氣管路可以在改裝時一併加粗嗎?答案是可以,但原廠車不可超過3mm。過粗的管路容易使引擎低速時進氣量不足,有點像小吸管比珍珠奶茶吸管好吸的道理一樣,過粗的管路引擎反倒容易減緩低速時的進氣速度,且有些採Air Flow設計的引擎,是無法加粗進氣管路,因此除非是真的希望能強化高轉速時的動力表現,否則透過上述提到兩項改造原則,即使不加粗進氣管徑也可獲得不錯的馬力提昇效果。
對於進氣系統的設計最為講究的莫過於F1引擎,為此進氣口不只直接朝前方擺設,使其高速行駛時能大量灌入空氣外,極高溫的排氣頭段還特別以碳纖維隔版包覆起來,以降低引擎室的溫度。

成就不容屈就The new C-Class 專訪首席設計師簡大為

隨著世代演進,最新發表的C-Class卸下了入門等級車款的裝扮,再加上近似S-Class的內外設計神韻,讓新車有了更成熟高級的造型風味。新一代的C-Class的造型與配備也是向自家老大哥靠攏,對於駕駛人與乘客來說,座艙內猶如Lounge的氣氛帶來了更舒適的乘坐空間,而除了空間氣氛之外,在配備方面也提昇到前所未見的境界。

LED頭燈的造型設計饒富趣味,甚至讓人聯想到中國神獸麒麟,它的3D曲面與多燈組設計帶來非常立體的視覺效果。
 

全新推出的C-Class外觀造型與前一代車款出現了極大的變化,這是世代變化所帶來的必然結果,而新一代的設計究竟有何獨特之處?本次我們邀請奇想創造事業股份有限公司總經理暨首席設計師簡大為,與我們一起來看看全新C-Class的造型設計。

 

對於此一等級車款的買家來說,刻意強調運動化的外觀造型設計已經司空見慣,然而運動化設定真是所有買家的期待?顯然答案並非如此,尤其是在成群的運動化房車產品前,典雅造型所帶來的氣氛更是顯得與眾不同。

 

簡大為設計師在仔細端詳過C-Class的內外造型設計之後,開始跟我們分享他對於新車內外造型設計的看法;而我們也藉著設計師的專業眼光來探究C-Class的設計邏輯。

 

全新C-Class的車身線條沿用了首次出現在S-Class車上的線條設計,獨特的車上下腰線設計帶來了跟S-Class有些相似的視覺感受,立體而明確的車身側面線條帶來了優美而動感的外觀,也讓車身側面有了流動般的視覺感。而為了配合車身腰線與肩線的流動感,車頂線條也採用了更為圓潤的設計,整車看來十分流線,但卻不至於過度張牙舞爪,保有獨到的典雅氣息。

 

簡大為對於C-Class的外觀造型有著高度的推崇,他表示這部車的車身線條十分流線,車身側面的兩條稜線也強化了車身的力量與速度感;而另一項加強車輛速度感的設計則是從側面看來刻意向車身後方移動的車艙,讓車輛具備更鮮明的流動感與運動氣息。 

 

設計師仔細觀察後所得到的結論跟M.Benz提供的造型設計資訊相同,車身側面的流暢線條就是為了強化車輛的運動感,對於此一級距的車款來說,運動氣息幾乎可以說是每部車都必備的項目,新一代C-Class當然也不會缺少這個元素,並且採用了M.Benz獨有的設計方式來詮釋運動風味。

水箱罩上的大型廠徽其實是M.Benz傳統跑車的設計,尾燈的造型設計具備非常濃厚的M.Benz造型基因,也為C-Class帶來了極強的產品辨識性。

 

準確詮釋

 

新車的車頭造型設計特色十足,雖然有部分設計元素來自自家老大哥S-Class,不過在細膩調整成為適合C-Class的設計之後,整部車呈現出架式十足的風格,其中許多巧妙的設計更帶給人們對這部車的幻想空間。

 

簡大為設計師對於C-Class的車頭設計做出了霸氣而動感的評論,他說:「C-Class車頭的大型廠徽與水箱罩設計具備霸氣而動感的設計,搭配LED頭燈帶來了令人印象深刻的外型;」另外,設計師對於C-Class的LED頭燈有著相當特別的看法,對此他說:「LED頭燈帶來非常高科技的視覺感,而在高科技之外,燈具的造型卻帶著類似中國式的風格,有著類似麒麟神獸般的造型設計。」

 

而有關於C-Class的外觀造型設計,簡大為設計師認為這部車非常卓越地詮釋了M.Benz這個高級品牌的入門車款,車上搭載了非常大量的新設計與新科技,頭尾燈與外觀造型設計帶著非常明顯而精緻的品牌識別,可說整體的風格強烈鮮明,細節設計卻不只成功地詮釋了M.Benz的品牌風格,也為自身立下此一級距的典範。

 

EXCLUSIVE車型外觀

 

新一代C-Class其實具備兩種不同的車頭造型設計,除了新世代造型設計的雙柵水箱罩搭配大型廠徽的造型之外,另一種則是採用了傳統式三柵式水箱罩搭配小型引擎蓋廠徽立標,這個獨特的車頭造型設計其實是專屬於EXCLUSIVE車型,也是提供給欣賞傳統M.Benz車頭造型的買家選擇。如後移的車艙與車側兩道明顯的腰線設計, 強化了車輛的運動感與流線風格。

車艙內部的設計卻採用復古的風格,中控檯使用曲面搭配圓型出風口,並且有大量的鍍鉻按鈕與裝飾,不僅與S-Class相同,設計也更接近M.Benz的經典車型。

 

新世代標準的車艙陳設

 

內裝部分新一代的C-Class的造型與配備也師法S-Class,對於駕駛人與乘客來說,車艙內猶如Lounge的氣氛帶來了更舒適的乘坐空間,而除了空間氣氛之外,在配備方面也提昇到前所未見的境界。

 

簡大為設計師對於車艙內部的設計提出了獨到而精闢的見解,他認為C-Class車艙內部的設計跟外觀設計有很大的反差,新車的外觀設計結合了非常先進的技術與新銳的造型風格,但車艙內部的設計卻採用復古的風格,中控檯使用曲面搭配圓型出風口,並且有大量的鍍鉻按鈕與裝飾,不僅與S-Class相同,設計也更接近M.Benz的經典車型。

 

由於這部車是AMG Line版本,車上搭載了兩側支撐性更為優異的跑車式座椅,它的表面採用暗紅色的皮革包覆,為了跟皮革表面的顏色搭配,車內的木質飾板也採用了暗色系的安排,雖然相形低調,但也跟紅色座椅產生鮮明的對比。而在中控檯上深色系的木紋飾板跟鍍鉻開關與圓型出風口也呈現巧妙的對比,深色飾板讓質感極佳、作工精細的金屬零件質感得以完整呈現。

 

在原本該是手煞車與排檔桿的位置,新車被COMAND Online系統的旋鈕所取代,旋鈕上端造型設計看來十分特別的部位,除了充當使用旋鈕時的腕部靠墊之外,同時也具備手寫輸入板的功能。漂浮式的中控檯面板是C-Class營造車艙氣氛的重要設計之一,特殊的曲面設計帶來了猶如未來家具的科幻感,而隱藏在周圍溝槽內的氣氛燈在夜晚亮起時更營造出獨特的車艙氣氛;另外,值得一提的是C-Class車上的氣氛燈也可以調整不同的顏色輸出,造出不同的視覺效果。

 

簡大為設計師對C-Class的內裝設計做出了極高的評價,車艙內部的造型設計具備極高的完整度,而且把復古風格與現代科技做出完美的融合,成就了C-Class的獨特風格,而除了追求風格外,實質機能性方面的表現也讓人極為欣賞。

新一代的COMAND Online追加了手寫輸入機能,手寫板獨特的造型設計讓它成為車艙內的視覺焦點之一。

 

1.COMAND Online先進的操作介面提昇了使用便利性。

2.中控檯上的按鈕以金屬製作,厚實的觸感以及精細的做工帶來了細膩的觸感。

3.指針式時鐘是車艙裡營造復古氣氛的小道具,在高科技配備的環繞下更突顯出它的質感。

4.深色木質飾板與做工細膩的金屬零件交互輝映,Burmester環場音響則是選用配備。

 

典雅與運動的不同風格

 

新一代C-Class為了讓喜愛運動與典雅兩種不同風情的買家都能找到符合自身喜好的外觀造型,特別準備了兩種不同的車頭造型外觀設計,事實上包括standard, AVANTGARDE Line與AMG Line在內都採用較為運動化的雙柵式水箱罩搭配大尺寸三星廠徽設計,唯有EXCLUSIVE Line採用三柵式水箱罩搭配引擎蓋車頭上緣的小型立標設計。

 

除了水箱罩部分的不同造型之外,四種不同等級的車款在外觀上也準備了不同的細部造型設計,讓不同規格的車輛展現出各自不同的外觀造型風格,在車內配備方面,當然也依據等級不同準備了不同的配備組合。

 

在中央鞍座上新車造型特殊的COMAND Online操作介面是車艙裡的視覺焦點,除了傳統的旋轉與推拉操作方式之外,頂端新增的手寫輸入介面讓使用者可以更容易控制車上的各式電子配備,使用方式與電子產品的觸控面板幾乎完全相同。 漂浮式的中控檯面板是C-Class營造車艙氣氛的重要設計之一,特殊的曲面設計帶來了猶如未來家具的科幻感,而隱藏在周圍溝槽內的氣氛燈在夜晚亮起時更營造出獨特的車艙氣氛;另外,值得一提的是C-Class車上的氣氛燈也可以調整不同的顏色輸出,造出不同的視覺效果。

 

至於新車在影音娛樂系統方面自然也是毫不馬虎,除了標準配備的音響系統之外列為選用的Burmester環場音響共具有13支揚聲器,並且具備NVC主動式噪音消除系統,質感極高的自然環繞系統帶來了絕佳的聆聽效果。

Burmester環場音響。
氣氛燈在夜晚亮起時更營造出獨特的車艙氣氛。

優雅寬體 Prior Design BMW M6 PD6XX

近年來寬體套件的目光多半是聚焦在日式的套件上,誇張、暴力及鉚釘的設計就猶如零式戰鬥機般的猛烈,不過今天要介紹卻是大大相反,Prior Design因為之前代表作Audi R8推出後大獲好評,最近才將注意力轉移到全新F12 M6,並命名為PD6XX。

 

Prior Design這次所發表的空力套件與先前的R8有些許類似氣味,完美的與原廠鈑件結合就猶如原廠就是這樣,其中添加霸氣元素,包含全新設計、附有大型氣壩與側邊進氣孔的前保桿、新式樣引擎蓋、車頂飾蓋、側裙組與後下擾流板等,車尾較明顯的則是大型後擾流尾翼。

 

動力部分目前除了針對電腦程式做撰寫外,碳纖維進氣系統及全段鈦合金排氣系統的強化下,令這具4.4.升渦輪引擎的最大動力由原廠560hp,一舉爆增至700hp的境界。