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排氣壓力感知器 在 狂人日誌:MadVnz Facebook 的最佳解答
[Modi-ctionary]源自於WRC賽事的改裝技術:
Anti-Lag System 偏時點火系統
「偏時點火系統」是渦輪車用來克服渦輪延遲的一種系統,最早起源於WRC賽事,在這競爭激烈的世界越野拉力賽中,講求的除車手本身的能力外,車輛的設定更是攸關勝負的重要條件,雖然一般認為這些Rally Car注重的是底盤系統與車體選擇方面,但這其實是 FIA 對動力單元 的限制給人的誤導。
在過去,賽制規定最高等級的A8組僅能使用市售 2000c.c.引擎(2011年開始為符合環保趨勢更改為1600c.c.引擎),並需是 2500 台以上年產量之市售量產車,馬力調校更以 300 匹馬力為上限、渦輪本身則規定安裝限制進氣量的限流器,更別說在安全方面的要求簡直可用吹毛求疵來形容。
在這嚴苛限制下,各廠隊無不大動腦筋到沒有規定的扭力表現上,而最直接的方法就是針對渦輪進行改造,這也成為Rally Car致勝的關鍵之一。
而在渦輪改造上,除其所追求的強大扭力外,渦輪反應更是相當重要的一點,渦輪反應愈快,自然有更好的加速性,雖說馬力上限有限制,但扭力累積的速率變快,等於讓動力輸出更快到達峰值區域,自然就能讓有限的性能更加發揮。
開發Rally Car的團隊針對提昇渦輪反應方面,認定克服渦輪車最大的敵人“Turbo Lag”,就是加強這部分的不二法門,偏時點火系統也因此而生,事實證明,Rally Car使用的偏時點火系統,讓這些賽車在極刁鑽的連續彎道中,能夠在減速進彎後,以最迅捷的速度在出彎同時立刻發揮強大的加速力,要說偏時點火系統是為了因應彎道而生其實也不為過。
【偏時點火的原理與作動】
正常引擎的點火時機是在活塞到達上死點時點火,現今的電子噴射引擎之點火系統多由ECU所控制,通常點火正時是完全不可調的,其點火時間只會隨車輛的負載而改變,ECU更會隨時偵測真空值、節氣門開度、車速及轉速等參數,進行度數的改變。
由於點火提前過多時,引擎可能會產生爆震現象,對引擎產生傷害,因此爆震感知器測得此 一狀況,就會通知 ECU 將點火時間延後,使爆震狀況解除後再將點火角度恢復提前,其實此工作狀況是一直循環發生的,亦是一般車輛點火時機的標準反應。
但偏時點火系統則是利用改裝的電腦,在收油的同時將點火時機退後,讓應該在燃燒室內壓縮、爆炸的混和氣,在空氣燃燒殆盡後、殘留大量的油料排放至排氣頭段中,再藉由追加的進氣管路再次形成混和氣,由於渦輪本身的高溫引燃混和氣,利用燃燒室外之二次爆炸所形成的壓力推動渦輪葉片,使渦輪增壓值維持在持續增壓的狀態,如此在再次補下油門時就不需要等待渦輪蓄壓,能夠在短時間內使渦輪再度全開。
單靠電腦調校其實仍不足以完成偏時點火系統,包含二次進氣的管路配置,排氣系統等周邊亦需有所更動,一般市售車要改裝都需自行設計進氣管,其位置大致分為歧管端或頭段處,前者需小心爆壓對氣門的傷害,後者則要注意較高的溫度對電磁閥耐用度之影響。另外排氣系統則是要選擇全直通排氣管,讓爆壓順利釋放,亦才能附帶偏時點火系統最吸引人的強大爆音與熊熊火焰。
雖然偏時點火有減少渦輪遲滯、提昇加速性的優點,但改裝的人卻不多,原因是其產生的強大爆炸力與高溫,會使排氣頭段、渦輪排氣端葉片與氣門周圍等部分之負荷加重,相對使渦輪本體壽命減少,加上較高的排氣溫度(功能開啟跑 一趟山路排溫通常破千),其實都對引擎耐久度有所影響,亦有可能造成一定程度之傷害。
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車輛熄火(化油器車款vs噴射車款)
在路上塞車,走走停停後,開始出現的頻繁熄火問題,原因何在?
其實這就是是空燃比的問題。就噴射供油車款來說,進氣部分有進氣溫度與進氣壓力兩個感知器,進氣壓力是Map的對應值,進氣溫度主要是針對環境變化提供供油補正。但是化油器並沒有這樣的設計,因此化油器得針對主要環境做空燃比設定,過冷或是過熱,都會有熄火的問題。於是噴射與化油器同處非常嚴熱的相同條件下,噴射車熄火機率遠低於化油器車款,正是這個原因。不過化油器是可以為此調整的,過冷可以藉由阻風門調整,平衡怠速,這原理是阻風門開啟後,讓進氣量變小,於是形成濃供油,應對冷空氣的高含氧量。
然而過熱呢?當長時間慢速行駛後,空冷瀕臨失利,引擎的高熱傳導到化油器,化油器的霧化效果不僅變差,同時空氣到此後經過化油器與歧管時,也因為受熱而膨脹。熱空氣的含氧量相對低,於是對油的需求自然降低,對應到化油器一成不變的供油時,汽油供給過大 於是空燃比失調,熄火因此產生。正確的作法是:化油器上除了怠速調整螺絲外,通常還有一到兩顆空氣調整螺絲,有人稱作風門螺絲,這螺絲控管氣道大小,決定怠速與副油嘴量的大小,可以改變空燃比,鎖緊稀薄、放鬆增加,稍做調整後,待怠速提升後,便完成設定。不過待通過塞車區後,剛剛調整的風門可能又會變得過大,又得調整回來。
但是部份美規車型的風門螺絲被封死,並無法調整,這是基於環保排污所致,又該如何應對呢?1.能夠調整怠速者,應立刻提高怠速,將轉速調高至1000到1200轉之間。二行程者,這時可以利用阻風門,略微的開啟試看看,此舉雖然與混合比理論背道而馳,但是微開風門改變進氣量,進氣管徑變小,空氣流速自然加大,此時化油器內負壓相對提高,啟動油路因此發揮作用,轉速會被迫提升,此時濃供油,反而有助於引擎作降溫,可以稍微改善熄火的狀況。部份四行程具備每缸雙火星塞、單化油器者亦可試試此種方式(Honda Shadow),但是對於四行程每缸單火星塞、雙化油器者(YamahaV-Star),亦可能風門微開就會遇到熄火,火星塞甚至因此濕掉,此時應立刻靠邊待引擎冷卻重新試發,之後補油門提高怠速轉速。
事實上這就是化油器無法主動對環境的缺點。許多車主如果有改排氣管或是高流量濾芯,熄火的機率變大,原因更顯複雜,而我們更不可能時時調整混合比螺絲,應對環境改變,最多依據季節冷熱稍做調整,減少熄火發生率。
化油器種類甚多構造也不盡相同,但都會設有混合比調整螺絲,以應對環境變化所需。
(圖1)就連二行程與四行程化油也有所不同,四行程多採用負壓式化油器,圖為FCR化油器。
(圖2、3)
噴射系統問世,更能主動應對外在環境變化,只要系統正常,便無熄火的困擾。
(圖4)
噴油嘴開啟時間、進氣壓力、引擎轉速三者構成供油map,而進氣溫度、機油溫度、排氣溫度則為供油補正參數。
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機車水箱散熱說明
你可能不知道,其實機車的水箱也是需要保養的。就先為各位介紹機車水箱的冷卻系統。
從主體水箱看起,經過下水道後進入引擎,首先會遇到第一個關卡就是水龜,這個閥門決定冷車低溫時,冷卻液只會在引擎內部循環,等到高於65度時,此閥門會打開,冷卻液才會進入水箱,進行所謂的「大循環」。而水箱蓋則是一個壓力閥設計,當壓力高過1.2公斤時,便會開始釋放,這高壓蓋可有著壓力鍋的原理,可以讓沸點提高到120度以上。在冷卻機制上,還會設有水溫感知器,這個感知器不僅提供數據給引擎作為供油補正用,同時也在95度時告知引擎風扇開始運作,以及在105度時執行持續性的風扇高速運轉。之後引擎的冷卻液會由上水管進入水箱,進行撞風冷卻。
因此冷卻的四大要素:1.水箱主體 2.溫控機制:水溫感知器(風扇開關)、水龜、水箱蓋。3.風扇本體與水箱後方淨空。4.冷卻液。水箱:各位可以發現,即便是我們嬉皮的排氣量像火箭的2300c.c.、M109R的1800c.c.甚至VN的1600c.c.,為何水箱那麼小?汽車水箱為何是機車的兩三倍大?其實汽車引擎因為置入在引擎室的關係,引擎週邊環境受熱後,會形成一個高溫帶,溫度高達75-85度,非常可怕!引擎室宛如烤箱一般,所以水箱盡可能的大,以撞風效應來帶走所有引擎的熱!但是機車引擎是外露的,即便是引擎連同變速箱構成的巨大本體,其實就是一個散熱體,因此我們嬉皮車的水箱就比汽車小多了,同樣的,重機跑車由於車殼的包覆,以及引擎的高效率,水箱也都大過我們嬉皮車。因此水箱大小不是絕對的因素,因為嬉皮車引擎本體也具備一定的散熱功能。
其次我們要看水箱的構造,各位面對水箱,上下稱為水櫃,中間的叫散熱帶(Fin),而散熱帶中有直條的水道(裡頭是冷卻液流通處),皺摺在兩個水道間的稱為散熱鰭(Pitch)。散熱鰭是科技的所在,經由精密的模具壓造然後透過模具皺摺最後以高周波焊接在兩個水道之間,目前最小的寬度是5mm,這是最新的研發技術,許多尖端車款,都是使用這種超高密度的水箱,它不僅散熱優異,同時也大幅縮小體積與重量,對跑車來說助益匪淺。M109R就是使用這種高密度的Pitch 5mm水箱、跑車CBR 1000RR、GSX-R1000都是,而看看兩三年前的車款,則是使用8mm的Pitch。
因此散熱鰭的密度與水箱的整體厚度有著絕對的反比關係,越密、阻抗越高,風不容易穿過;越疏,風帶走的熱反而不夠多。因此高密度水箱的車主須特別注意水箱的清潔,5mm的水箱非常容易卡住灰塵與細小的沙礫而堵死,導致散熱功能大幅降低。而5mm水箱並不適合低速行駛,它得藉由高速撞風或是強力風扇才能發揮該有的散熱功能,因為前面說過它的阻抗過高,風不容易貫穿,反之低速車款應使用較寬的8mm水箱較為合適。因此水箱密度與厚度的搭配,屬於專業領域,彼此的消長可決定使用環境與用途。
在溫控機制部分,可以使用低溫開關,也就是85度就膨脹通電,等同讓風扇提早開起,以幫助車輛在市區走走停停散熱之用,而水龜的改裝效果並不大,因為車輛啟動後幾分鐘就會超過65度勢必得開啟大循環,提早大循環並沒有對提升引擎散熱產生實質效益。至於水箱蓋的改裝也有其必要性,水箱內的壓力越大,越能提高沸點,因為一旦冷卻液沸騰,水道的冷卻變無法進行,整個沸騰的狀態,讓水流無法有效的流動到水箱,水道內較高位置都會充滿氣體產生氣鎖現象。此時過多的冷卻液將進入副水箱,很快的就會爆水,如果水箱結構不良,此時甚至會炸開。因此水箱蓋的壓力值不宜超過1.25公斤,這類型的高壓水箱蓋已經能將沸點提高到125度,已經足夠使用。
冷卻液的選擇應該選擇幾個大品牌,我歷年的實驗,某個畫有山峰的水箱精沸點最高,直逼120度,不僅流動性好,防鏽蝕效果也非常棒,不容易形成鼻涕栓塞水道,購買時請勿購買油性水箱精,油性水箱精較容易形成鼻涕栓塞。因此車友應該每年做水箱旋環清洗,將水龍頭接水管灌入水箱進行清洗,將銹蝕與水垢清洗而出。拆下水箱撤地清洗、進行水道水箱循環清洗,然後用一個好一點的水箱精,便可以提高愛車的冷卻效率,避免你的愛車熱衰竭。
國內販售的重機絕大部分都是歐規寒帶式樣,因此來到寶島台灣很容易發生熱衰竭的現象,當你發現愛車會中暑、艷陽下就沒力,就是過熱的現象了。由於我們不像汽車有水溫表,因此只能憑感覺,來斷定引擎的溫度狀態。解決引擎高溫的要點是加大水箱水容積,也就是加大水箱尺碼,更甚者搭配機油冷卻器,這兩項是解決問題的根本,其他如溫控水箱蓋等,都是治標,因為總會熱到爆,差別使是早晚。
水冷車可以加大水箱、外掛機油冷卻器降低引擎溫度,一般來說降低兩三度就足夠了,能夠降到十度,除非是引擎有巨大的動力提昇改裝,或是用車常態處於激烈操駕狀態。空冷車款可以發現引擎有細管外接而出,其實那就是空冷設計,外接到坐墊下方,藉由油壺達到機油冷卻效果,這當然也連帶降低引擎溫度,因此可以朝向改裝高效率機油冷卻器,來降低引擎工作溫度一般來說,引擎油溫超過125度就會有危險,而水溫超過120度引擎也有危險,車友應多多注意愛車的引擎狀況。