汽车改装——进气　　

　　

　　

　　1、进气系统的工作原理

　　 进气系统包含了空气滤清器、进气歧管、进汽门机构。空气经空气滤清器过滤掉杂质后，流过空气流量计，经由进气道进入进气歧管，与喷油嘴喷出的汽油混合后形成适当比例的油气，由进汽门送入汽缸内点火燃烧，产生动力。

　　1） 容积效率

　　 引擎运转时，每一循环所能获得空气量的多少，是决定引擎动力大小的基本因素，而引擎的进气能力乃是由引擎的『容积效率』及『充填效率』来衡量的。『容积效率』的定义是每一个进气行程中，汽缸所吸入的空气在大气压力下所占的体积和汽缸活塞行程容积的比值。

　　之所以要用在所吸入空气在大气压力下所占的体积为标准，是因为空气进入汽缸时，汽缸内的压力比外在的大气压力低，而且压力值会有所变化，所以采用一大气压的状态下的体积作为共同的标准。并且由于在进行吸气行程时，会遭受其他的进气阻力，加上汽缸内的高温作用，因此将吸入汽缸内的空气体积换算成一大气压下的状态时，一定小于汽缸的体积，也就是说自然吸气引擎的容积效率一定小于１。进气阻力的降低、汽缸内压力的提高、温度降低、排气回压降低、进汽门面积加大都可提高引擎的容积效率，而引擎在高转速运转时则会降低容积效率。

　　2）充填效率

　　 由于空气的密度是因进气系统入口的大气状态（温度、压力）而有所不同，因此容积效率并不能表现实际上进入汽缸内空气的质量，于是我们必须靠"充填效率"来说明。"充填效率"的定义是每一个进气行程中所吸入的空气质量与标准状态下（1大气压、20℃、密度：1.187Kg/cm2）占有汽缸活塞行程容积的干燥空气质量的比值。在大气压力高、温度低、密度高时，引擎的充填效率也将随之提高。由此也可看出，容积效率所表现的是引擎构造及运转状态所造成引擎性能的差异，充填效率表现的则是运转当时大气状态所引起引擎性能的变化时进气岐管与容积效率 。

　　3）脉动效应：

　　 引擎除了在极低的转速外，进汽门前的压力在进汽期间会不断的产生变动，这是由于进汽阀门的开、闭动作，使得进气歧管内产生一股压缩波以音速的大小前后波动。假如进汽歧管的长度设计正确，能让压缩波在适当的时间到达进汽阀门，则油气可由本身的波动进入汽缸，提高引擎的容积效率，反之则会导致容积效率下降，此现象称为进气歧管的脉动效应，又称『共震效应』。

　　4）惯性效应：

　　 进汽阀门打开，空气流入汽缸内时，由于惯性的作用，即使活塞已经到达下死点，空气仍将继续流入汽缸内，若在汽缸内压力达到最大时，关闭进汽阀门的话，容积效率将成最大，此效应称为惯性效应。

　　若想得到最佳的容积效率必须同时考虑脉动效应及惯性效应，也就是说在汽缸压力达到最大，关闭进汽阀门的同时，前方进气歧管内的压缩波也同时达到最高的位置（波峰）。较长的进气歧管在引擎低转速时的容积效率较高，最大扭力值会较高，但随转速的提高，容积效率及扭力都会急剧降低，不利高速运转。较短的进气歧管则可提高引擎高转速运转时的容积效率，但会降低引擎的最大扭力及其出现时机。因此若要兼顾引擎高低转速的动力输出，维持任何转速下的容积效率，唯有采用可变长度的进气歧管。

　　2、进气系统的改装

　　 进气系统的改装基础就是要提高引擎的『容积效率』，要达到这一目通常可由以下的方式着手：

　　1）空气滤清器

　　 进气系统改装的入门工作就是换用高效率、高流量的空气滤清器滤。换装高流量的空气滤芯可降低引擎进气的阻力，同时提高引擎运转时单位时间的进气量及容积效率，而由供油系统中的空气流量计量测出进气量的增加，将讯号送至供油电脑（ECU），ECU便会控制喷油嘴喷出较多的汽油与之配合，让较多的油气（并不是较浓）进入汽缸，达成增大马力输出的目的。若换了滤芯仍不能满足你的需求，可将整个空气滤清器总承换成俗称〃香菇头〃的滤芯外露式滤清器，进一步的降低进气阻碍，增强引擎的〃肺活量〃。

　　2）进气道

　　 进气道的改装可从形状及材质两方面来谈。改变进气道的形状目的在于进气蓄压（以供急加速时节气阀突然全开之需）及增加进气的流速，但这类产品通常有特殊性的限制，也就是说Ａ型车所用的若装在Ｂ型车上并不一定能发挥其最大的效果，改变进气道材质乃是着眼于不吸热及重量轻，目前最常用的就是碳纤维的材质，其不吸热的特性，能让进气的温度不受引擎室的高温所影响，让进气的密度较高，即单位体积的含氧量增加，提高引擎出力，唯一的缺点是价格高不可攀。进气道的改装常是形状及材质同时改变以收到最大效果，同时将空气滤清器一并拆除，并将进气口延伸至车外，直接对准前方，以便随车速提高增加进气压力，提高进气量。

　　3）直喷式歧管

　　 在赛车引擎上所需要的是高转速的动力表现，可以牺牲低转速时的马力输出，因此都将进气歧管尽量缩短并取消空气滤清器，充分消除进气阻力，以求得最佳的高速表现。传统式后方进气、前方排气的引擎型式，在换装直喷式进气歧管后，所面临的最大问题是如何由车外导入足够的新鲜空气。直喷式的进气歧管与经过空气动力学设计的碳纤维进气道是最佳的组合，也是目前赛厂车的不二选择。尤其在将引擎降低后，利用引擎上方所空出的空间，安装一大型进气导管，开口并与车头水箱护罩充分密合，让空气能有效的送达后方的进气歧管。

　　4）二次进气

　　 目前有许多利用二次进气原理所制成的产品，使用的人不少，价格也都不便宜。之所以称它为"二次进气"，是因为除了原有从空气滤清器吸入的空气外，另外再利用进气歧管的真空压力差，从引擎PCV（曲轴箱强制通风）管路外接上另一进气装置，导入适量的新鲜空气来达到提高容积效率的目的。

　　二次进气所能得到的动力提升效果最主要的是在前段（低转速），因为在节气阀全开、空气大量进入真空度降低时，二次进气装置所能导入的空气量就变得微不足道了。进行大幅度的进气系统改装时，必须考虑与供油系统的配合问题。若只是大幅的增强进气能力，而供油系统无法提供足够的供油量与之配合，则势必无法达到提高马力的目的，因为引擎所需的是比例适当的油气而不只是大量的空气。此外在实用上必须考虑噪音的问题，以往谈到噪音大家通常只想到排气管所产生的声浪，而忽略了进气也会产生噪音

　　四冲程发动的工作离不开：进气-压缩-做功-排气，进气作为发动机工作的首要因素，那么空气又是怎样从外面进入气缸的呢？我们知道现时发动机的进气方式主要分为“自然吸气”、“机械增压”、“涡轮增压”三种方式，撇除机械增压和涡轮增压这两种进气方式，我们以自然吸气为基础，简述一下空气需要经过哪些部件才能够进入到气缸内部。

　　进气系统包含了空气滤清器、进气歧管、配气机构。空气经空气滤清器，然后流过空气流量计，经由进气道进入进气歧管，与喷油嘴喷出的汽油混合后形成适当比例的油气，由进气门送入汽缸内点火燃烧，产生动力。下面，我们结合图片来罗列一下空气进入气缸时，主要经过哪些进气部件及其先后顺序。

　　1-节气门体；2-进气管后段；3-空气流量计；4-空气滤清器 5-进气管前段

　　1、空气滤清器

　　空气滤清器（Air Filter，又名：风格、冬菇头）位于发动机进气系统中，它是由一个或几个清洁空气的过滤器部件组成的总成。其主要作用是滤除将要进入气缸的空气中有害杂质，以减少气缸、活塞、活塞环、气门及气门座的早期磨损。

　　2、空气流量计

　　空气流量计（进气压力传感器）检测的是节气门后方的进气歧管的绝对压力，它根据发动机转速和负荷的大小检测出歧管内绝对压力的变化，然后转换成信号电压送至电子控制器ECU，ECU依据此信号电压的大小，控制基本喷油量的大小。

　　3、节气门

　　节气门是用来控制空气进入引擎的一道可控阀门，进入进气管后和汽油混合（不同车，设计混合部位不同），成为可燃混合气体，参与燃烧做功，在节气门阀体上一般还有怠速马达，空气流量传感器等元件。节气门是当今电喷车发动机系统最重要的部件，他的上部是空气滤清器，下部是发动机缸体，是汽车发动机的咽喉。

　　4、进气歧管

　　进气歧管位于节气门与引擎进气门之间，之所以称为“歧管”，是因为空气进入节气门后，经过歧管缓冲统后，空气流道就在此“分歧”了，对应引擎汽缸的数量，如四缸引擎就有四道，五缸引擎则有五道，将空气分别导入各汽缸中。

　　5、配气机构

　　配气机构由凸轮轴、挺杆、推杆、摇臂、摇臂轴、气门弹簧及气门导管等一些相关部件组成。发动机工作时曲轴通过正时齿轮驱动凸轮轴旋转，当凸轮的凸起部分顶起挺柱时，挺柱推动推杆一起上行，作用于摇臂上的推动力驱使摇臂绕轴转动，摇臂的另一端压缩气门弹簧使气门下行，打开气门。随着凸轮轴的继续转动，当凸轮的凸起部分离开挺柱时，气门便在气门弹簧张力的作用下上行，关闭气门。

　　进气歧管与发动机缸体上的进气口链接，通过凸轮轴与气门弹簧共同控制进气气门的开启、关闭。

　　空气滤清器→空气流量计→节气门→进气歧管→配气机构。

　　发动机进气是一个复杂的过程，当中还需要控制到气门开闭的时机和时间（气门正时），保证发动机拥有更好的进气量，这里就不深入讨论。而对于进气系统的升级，则可用通过更换高流量空气滤清器、加大节气门、进气道抛光等方法来减少空气阻力，提高空气流通能力。

　　气体的膨胀率相比固体和液体大得多，因此温度对单位体积内的气体重量有很大影响。进入发动机的空气温度越低，气缸就可容纳更多的空气，以产生更大的燃烧效率。大家是否发现爱车在冬天时的动力表现比夏天好呢?就是这个道理。另一方面，如果能增加进气口的面积来提升发动机的进气量，亦可达到同样的效果。

　　但在民用车的发动机舱内，风箱进风口大小和位置往往要顾及生产成本和迁就其它部件(如电瓶。冷却水箱等)的关系而做得不太理想，因此如果把原来的部件改装成高流量设计(如改用“冬菇头”形状的空气滤清器--好处就是可较好地利用空间，加大透气面积)并把进气口改到远离高热部件的地方，便可改善发动机的动力表现。要达到这个目的有下列多种方法。

　　要降低进气温度，首先就是要把进气口从发动机舱内(温度普遍达70℃以上)改到发动机舱外，从外界吸进较低温的空气。进风口可设置在车前端任何可用的位置，但应尽可能地高，避免吸入地面附近的热空气和泥土砂石，极端的改装甚至会在发动机舱盖或前大灯的位置上开孔。第二要防止发动机舱的热量传入进气管道内。方法包括用传热慢的材料(如碳纤维或玻璃纤维等，而铝合金虽然比碳纤维进气管的隔热效果差一些，但因为气流速度高，所以问题也不大，要紧的是进气口的设计和生产成本……)制造进气管道、风箱并尽量密封它们。若有靠近发动机排气歧管的进气管道，可考虑用绝热布包裹。市场上有一些现成的进气套装供选择，安装方便，性能也好，比如Piper cross、ITG和K&N出产的套装，适合很多品牌的汽车安装。在选择时应留意以下几点：通常滤网面积越大、风箱轮廓越圆滑，风箱前进气管道越粗、越少弯曲、管壁越圆滑，整个系统的进气性能就越好。另外造风箱和管道外壳的材料越能隔热，保持低进气温度的效果也越好。

　　改装进气系统时要注意以下问题，尽量把风箱或“冬菇头”置在远离涡轮增压器或排气岐管等高热部件的地方，如无法避免则需加装隔热板来减低影响(如果只是随便找一个方便但接近热源或是空气流通不畅顺的位置，效果可能比原厂风箱还差)；小心滤网油的使用，如添加太多或方法不对会令空气流量计被溢出的滤网油污染而影响准确性，甚至会触动发动机警告灯并误导行车电脑进入自我保护模式(limp home mode)，严重影响正常行车表现；某些空气滤清器会有较大的气流噪音；风箱至节气门之间的管道不可随便修改，特别是其长度(因为这段管道的设计对发动机性能有较复杂的影响，要靠测功机才能找到最合适的长度)在进气系统基本不变的情况下，单单更换滤网不会使性能有很大提高；最后在着手改装的时候，经常会受到发动机舱内其它原厂部件性能的制约(如燃油供应系统和凸轮轴)，当达到现有条件内最理想的空燃比例后，最多的进气量也不会提升马力，实际的运用和效果便要看改装技师的心思和经验了。每台发动机都有它自身的最佳空燃比例，而这比例是受限于自身条件的，如凸轮轴的cam lift高度，气门的数目和大小等等。在其它部件不变的情况下，光是进气量增大，超过一定程度后，其性能提升就不再显著了。

　　如果需要注重低扭或高转功率等不同需求的改装，可用风箱至节气门之间的管道长度来调校，但这段管道的设计对发动机的性能有较复杂的影响，要靠测功机反复测试才能找到最合适的长度。

　　总的来说，在多数街车上，改装风箱和风箱前的管道是性价比十分高的性能改装。如果肯花时间，还可手工制造，无需很特别的工具。选择进气套装或自己动手DIY时要留意的是系统所搭配的滤网是否容易买到，不然这套系统以后将会带来更多的花费和麻烦

　　几乎任何一个改装车迷，都是从外观开始的。外观也从来都是汽车改装的一个重要内容；除车身贴纸、拉花之外，大包围等空力套件又是改外观的必修课。有人专修此课，让空气听他的指挥来流动，玩出了艺术。

　　纯外观也要玩出名堂

　　汽车的改装，也是将各种改装风格和流派分得很细，每种风格或流派的特点。都是外观改装居多，虽然也玩性能，但也认为外观是最能体现车主性格的部分。改车的人哪怕再低调，也要通过外观上的蛛丝马迹来告诉同道中人自己的取向。

　　关于空气动力学

　　先看两个例子。第一个是飞机翅膀。机翼的横截面形状是上部呈较大曲面而下部较平。这样迎风前进时，因为曲面的差异而使机翼上方空气流速较快，因而下方压力变得较大，产生压力差，当这压力差大到足够托起飞机时，便是使飞机腾空而起的升力。另一个是表面布满凹坑的高尔夫球。如果表面光滑，飞行过程中球四周的气流很规则，会在迎风面的背面形成真空区，造成很大阻力。表面凹坑则可扰乱规则的气流，减小阻力，让高尔夫球飞得更远。

　　现在的造车工艺已经到了相当高的水平。新车在研发过程中都经过了风洞实验，在出厂的时候大都已经具有很好的空气动力学性能，风阻系数也被控制在较低的范围内。但车厂是为大众造车，要考虑到大多数人的用车需要，同时要考虑车的美观和自身成本，所以很大程度上还采取了一些折衷措施。而一旦车辆的行驶离开了这些折衷的范围，比如车速快到一定程度，带曲线的车身和相对为平面的车底就成了一个变形的机翼，升力虽然不至于让汽车“飞”起来（在早期的赛车场上，这样的例子并不是没有），但由此而带来的轮胎抓地力下降却是十分危险的；另外，行驶的空气阻力是与车速成平方比的，也就是说，理想情况下车速是原来的两倍时，空气阻力会变成原来的四倍，所以车速越快，燃油产生的能量就要越多地用来克服空气阻力。

　　不止是装饰的空力件

　　习惯上，大包围、尾翼等空力件常常被划分为外观改装的范围（包括本刊的惯例）。这是因为通常情况下汽车很少达到让这些空力套件起作用的速度，而低速时它们所起的作用反倒是增加车重和空气阻力。而且因为长久以来以改善外观为目的装空力套件的车主越来越多，很多改装店也就不再注意实际效果，而是单纯注重外观了。而真正有用的空力件就是起到影响高速气流的作用，减少进入车底的空气，在车底形成相对真空区，让车被牢牢“钉”在地面上，即平时所说的下压力；车身扰流件则相当于高尔夫球表面凹坑的作用，扰乱规则气流，减少车尾的真空区，从而降低空气阻力。优秀的空力件还要兼顾轮胎、刹车、发动机等部件的冷却作用。

　　空力套件常用材料

　　玻璃钢（FRP）：其实，玻璃钢既非玻璃，也不是钢，它的基体是一种高分子有机树脂，用玻璃纤维或其他织物增强。因为它具有玻璃般的透明性或半透明性，具有钢铁般的高强度而得名。密度小，强度高，但性脆，容易破裂。

　　PU及ABS：聚脂类塑料制品，常被原厂当作零件原料。柔韧性好，轻度撞击下不易损坏，但损坏后无法修复，且在高温下容易变形。

　　碳纤：来自宇宙飞船及赛车技术，主要特性是高强度和极轻的重量。合格的碳纤制品要经过高温成形，成本相当高。