自然吸气发动机强化篇

文龙

　　自然吸气发动机，通常在改装界被称作NA，既英文Normally Aspirated 或者Naturally Aspirated。近年来虽然涡轮增压发动机逐渐成为性能车的主流，但是自然吸气发动机以其线性的输出、高亢的转速声浪仍旧有着众多的拥护者，史上一些经典的高性能自然吸气发动机更是以其独特的魅力在汽车史上留下了光辉的篇章。想要突破原厂自然吸气发动机的种种封印，享受NA发动机带来的迷人魅力，接下来我们将给你最完整的答案。

　　自然吸气发动机强化——基础篇

　　进排气系统强化

　　想要马儿跑得更快，首先要呼吸顺畅。进排气系统的强化是自然吸气发动机强化的最基本步骤，通常在进排气的强化过程中我们都会先由排气系统开始着手。排气系统通常分为排气歧管(也叫做排气头段、排气芭蕉)、排气中段与排气尾段三个部分。

　　作为废气排放的第一道关卡，排气头段在整个排气系统中是最为重要的一环。除了宝马等注重性能表现的车型，一般车的原厂排气头段采用铸铁制造，不仅重量相当沉重，而且受设计制造成本的影响，每个气缸的歧管长度和弯转角度都不同，如此的设计会导致发动机在高转运行时各个气缸所排放的废气相互干涉，就像没有信号灯指挥的十字路口般，废气被憋在排气管内，降低排气顺畅度，使动力响应降低。所以，在改装排气头段时尽量选择每缸歧管等长且弯转角度相差不大的产品。此外，各个气缸歧管连接汇合处的设计也会影响到发动机的动力输出，如4缸发动机若是搭配排气阻抗较大的4-2-1排气头段(既4个气缸的排气歧管先汇合成2根最终再合为一根的设计)则会有较佳的低速扭矩表现，而若是搭配4-1排气头段(4个气缸的排气歧管直接汇合为一根)则会有较佳的高转功率输出。

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　排气中段则没有那么讲究，一般来讲区分只在于材质和管身口径。不过排气中段上的三元催化则是阻碍排气顺畅性的一大元凶，一般在改装时会替换为高流量竞技型或直接移除。但这样会导致排放不达标，车辆无法通过年审。


　　排气尾段则是大多数改装者在改装时的首要项目，因其不仅能直观看到，营造十足的战斗气息，更可改变发动机的排气声浪获得让人血脉喷张的激情听觉效果。不过在实际效果上确是整个排气系统中最无足轻重的一环，仅是通过“背压”的调整来对排气系统进行优化。

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　再来看进气系统的强化改装。提高进气量、提升进气顺畅度，为发动机提供充分的氧气是进气系统改装的核心理念。最基础的做法是换装原厂替换型的高流量空气滤芯，其他诸如集气箱、进气歧管等都继续使用原厂部件，操作简便且不会改变原厂设计，不过提升效果也较为有限。


　　更加主流的方式则是换装俗称“冬菇头”的高性能滤清器，更专业的改装会同时把节气门与进气歧管一并改装，360°的全方位吸气效果能大幅度提升进气表现，全油门下的迷人的吸气声也是众多改装者做如此改装的原因。

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进气系统的终极改装便是俗称“多喉直喷“的独立节气门(Multi Throttle Body)系统，不过这种吸气方式几乎完全不考虑过滤性能，周围的空气如同遇到黑洞般都无法逃过每缸独立节气门贪婪的大嘴。不过由于其安装调校麻烦，且需要配合高压缩比的发动机与高角度凸轮轴，再加之日常实用性不高，因此这种改装基本是那些追求极致性能表现的赛车或不考虑实用性的用户钟意的做法。

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　自然吸气发动机强化——进阶篇


　　缸盖强化提升效率


　　无论是发动机吸入的新鲜空气还是燃烧后排放的废气，都必须流经发动机缸盖内的气道，若是气道内部阻力过大造成气流不顺，那么之前我们下大力气进行的进排气改装效果都要大打折扣，所以，对于缸盖内的气道，我们也需要进行相应的处理。


　　根据流体力学原理，相同流量的气流流经光滑表面的流速快于在粗糙表面的流速，由此，我们需要对原厂粗糙的进排气道进行抛光处理并对进气道进行适当的扩大，以提升气流在气道内的流速。抛光后的进排气道将提升气流的顺畅度，同时能提升单位时间内的空气流量，对于强调顺畅与响应时间的自然吸气发动机来说是相当重要的。

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　缸盖加工的另外一个重点则是汽缸头切削，既对缸盖燃烧室一面进行平面切削，一来能使缸盖与缸体的结合面呈完全的平面，更为重要的是能通过这种加工来提高发动机的压缩比。通常缸盖的切削幅度在0.5~1.5mm，此外，换装较薄的气缸垫片，缩小燃烧室容积也能有相同的效果。


　　发动机配气构中的凸轮轴不仅控制着气门开启的升程，还掌控着气门开启时间。新鲜空气的进入与燃烧后废气的排放也由它把关，各大汽车制造厂围绕凸轮轴也做了大量的研发，可变气门正时系统就是典型的例子。不过我们今天的话题是发动机性能的强化，对于追求高转速动力输出的自然吸气汽油发动机来说，能提供更大升程并增加气门开启时间的高角度凸轮轴无疑是绝佳的选择。

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　自然吸气发动机强化—终极篇


　　腹内强化内力提升


　　在发动机排气量不变的情况下，想要提升动力输出的不二之法便是提高压缩比和提升发动机转速。虽然之前提到的切削气缸头与换装更薄的气缸垫片能达到提高压缩比的效果，但最好的提升压缩比方式依然是换装凸顶活塞，借助其活塞顶部的凸出造型，能进一步缩小燃烧室容积。不过，压缩比的提高也会带来温度的提高，除了需要加强发动机的温度控制防止爆震现象的出现，更应该选择能承受更高温度的锻造曲轴，同时还需要为发动机添加抗爆性能更好的高标号汽油。

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一般原厂自然吸气发动机的断油转速在7000rpm以内，若为了有更强的功率输出，则需要延后断油转速，除了需要对电脑程序进行调整匹配外，换装能承受更高转速的锻造曲柄连杆机构也相当必要。

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　随着发动机最高转速的提高，更高的转速带来的震动对发动机也会带来不利影响，甚至有曲轴断裂的危险。此时对发动机做精密的“万转平衡”调校则显得相当有必要。所谓“万转平衡”，即是采用静谧的平衡仪器在高转速下对曲轴等机件做切削打磨，以提升整体运转的精致度。

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　改装界流传这一句话：“自然吸气发动机，排量就是王道。”的确，排量越大越有利于输出更大的功率，于是，扩缸也成为提高自然吸气发动机性能的一种方法。通常，扩缸会将发动机缸径扩大，并配合使用加大的活塞、活塞环，同时还需视具体情况更换连杆与曲轴(当然，仅通过更换连杆和曲轴，单纯加大冲程也是可行的)，以扩大气缸容积。