競技用車的引擎調校是為了提高動力輸出與加速作動反應,光是改裝引擎週邊或強制進氣系統是不夠的。「Swift M16A+1.9 Kit」的改裝工程中,使用正統競技用車的汽缸頭進排氣拋光工程,經過「Boss 目」長達 40 個工時的拋光加工,大幅提升進排氣效率,徹底改變引擎輸出特性。

汽缸頭進排氣拋光加工是為了提升進排氣效率、增強引擎反應,早期大多使用在競技用車引擎上,後來許多注重引擎反應的改裝車,也會使用此工法。

進排氣系統終極升級

任何內燃機動力升級,一定與「進、壓、爆、排」這 4 個環節有關,所以我們會改裝高流量進氣系統、提高引擎壓縮比、增強點火效率與近乎直通的排氣系統等,試圖榨取更多的動力,但這一切改裝對於「玩家」而言,都是基本的,更進階的訴求是加快引擎反應:「汽缸頭進排氣拋光」。

「頭目」長年來對賽車投入相當多熱情,也對引擎汽缸頭拋光加工有著很深的研究,有興趣的網友可以多跟頭目聊聊,可以從中了解汽缸頭拋光這門學問。

所謂的 Head (汽缸頭),裝在引擎本體的上方,內部包含凸輪軸、進排汽門、可變汽門正時/揚程等機件,簡單來說就是控制進排氣的作動時機,影響著引擎動能輸出特性。Head 為鑄造而成,進排氣道內壁粗糙不光滑,無形之中造成進排氣行程中一股莫大的阻力,原廠礙於製造成本,以及必須符合多數駕駛者的使用需求,自然不可能進行任何加工、修改,但是對於要求極致動力的競技用車可就不同了,根據周邊零件配置與使用環境的不同,汽缸頭拋光加工的方式也會隨之改變,有些甚至需要改變進排氣道的形狀。

100%專業拋光工法

「頭目」為 Boss 目 (原本為柴可夫司機) 的負責人,早期為法系車改裝專門店 (目前為 Suzuki Swift 改裝專門店),不僅自己是車手,同為技師的他,也幫其它車手製作比賽廠車,為了提升引擎作動反應,進而學習汽缸頭進排氣拋光技術,10 餘年來也累積豐富經驗,擁有一套完整的 Know How。頭目表示,進排氣系統已大幅強化,甚至改裝鍛造凸頂活塞或強制進氣系統,提高了壓縮比增進引擎動能,但如果汽缸頭沒有加工,引擎反應仍受到很大的限制。

此為 M16A 引擎汽缸頭的進氣道,中間內凹部分即是安裝噴油嘴的位置,為保有順暢度又需避免混合油氣凝結於內壁上形成阻力,頭目採用特別的「霧面拋光」工法,讓內壁呈現極為細小的顆粒面,到了進氣道後半段,即將進入汽缸的內壁上,改採「亮面拋光」工法,得以提升混合油氣的流動速度。
上為原廠進氣道直徑、下為加大之後的進氣道直徑,從圖片中可以清楚看出兩者的差異,加大的進氣道將加快進氣效率,提升引擎的進氣量。

粗糙的進排氣道內壁會形成進排氣阻力,順暢度不佳、進排氣效率自然大打折扣,而且表面粗糙容易附著積碳,也是影響進排氣效率的主因,所以進排氣道加工的第一步,就是讓內壁變得光滑。

首先是進氣道,Swift 引擎的噴油嘴位置在汽缸頭上 (傳統為進氣歧管上),但是過於光滑的內壁會使混合油氣附著,反而會形成一股阻力,所以頭目不斷研究新的工法,如何降低阻力、又不讓混合油氣凝結於內壁上的方法,最終找到所謂的「霧面拋光」加工。有別於傳統拋光的「霧面拋光」,用手觸摸加工過的內壁,仍是相當光滑,但其實表面為極微小顆粒、而非完全平滑,如此一來混合油氣不附著,阻力也能大幅降低;當進氣道來到噴油孔道之後,這時已準備進入汽缸內,為加速進氣效率,內壁轉為拋光亮面加工。

排氣效率對於搭載強制進氣系統的引擎來說更顯重要,上為渦輪增壓引擎專用的排氣道直徑,不過這輛 Swift 預計改裝機械增壓,過大的排氣道會喪失排氣回壓,造成低速無力,因此機械增壓用的排氣道直徑略小 (圖下)。

再來就是排氣道,尤其是已搭載強制進氣系統的引擎,排氣道的加工更顯重要;優異的排氣效率不僅讓動能輸出順暢,同時可避免排氣阻塞造成排氣溫度過高、排氣壓力過大,甚至造成引擎損壞,因此排氣道內壁要盡可能的光滑。

不斷測試、客製化拋光服務

汽缸頭拋光加工除了提高順暢度的光滑內壁之後,孔徑大小也是影響輸出特性的關鍵因素。到底該拋到多大?頭目依據多年來所累積的經驗,經過不斷的測試,製作非常多不同孔徑的「模具」,自然進氣、渦輪增壓、機械增壓等設定皆有不同的孔徑規格,若是所搭配的進排氣歧管材質、規格不同,也會針對進排氣道內部結構進行修改。不過汽缸頭進排氣拋光工程過於繁瑣,單人施工約需要 40 個工時,因此這套工法漸漸不受到重視,已逐漸失傳。

廣  告

目前汽缸頭已加工完成,接下來就是機件組裝與汽門間隙調校等流程,而另一項重點是引擎本體擴缸、植入缸套工程,此部分需要非常精密的加工儀器,目前已在加工廠進行中,礙於此工法有太多獨門技術層面,店家不願意接受 U-CAR 採訪,實在可惜。

進排汽門的周圍原本有「唇」,因此也有「拋順」的需要,接下來連同汽門面也需拋光加工,然後再將所有油封、機件裝回去,重新調整汽門間隙等,工程相當繁雜。

接下來將是一連串的軟體調校與測試,屆時 U-CAR 會有完整的實車報導,有興趣的網友們請拭目以待!