如何提升力量:超过20种方法

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对速度的追求是无数车主和汽车爱好者痴迷的目标。即便是已经拥有快车的人,也总想压榨出更多性能。从温和到狂野,提升车辆动力的方式多种多样。您将学到超过20种提升马力的方法,既包含高效但昂贵的技术,也涵盖简单经济的解决方案。

趣味知识:马力的起源

马力是衡量做功速率的单位。这个术语从何而来?正如字面所示——源自马匹,以及一位名叫詹姆斯·瓦特的工程师。他曾观察磨坊马匹终日绕圈拉动磨盘的工作场景。

这个术语的起源要追溯到瓦特发明蒸汽机的时代。他宣称新机器功率至少是马匹的200倍,但很难向磨坊主解释蒸汽机与马匹的功率对比。于是他基于”一匹磨坊马每小时以180磅力在24英尺圆周上拉动144次”的估算,建立了工作量计算公式。

通过进一步计算,他证明这样的工作量相当于一匹马每分钟将32,572磅(约合33,000磅)物体水平移动一英尺。这就是一匹马力的标准。

因此马力衡量的是马匹拉力对应的功率,更准确地说,是指每秒将550磅物体垂直提升一英尺,或每分钟将33,000磅物体水平移动一英尺所需的功率。

提升马力时需考虑的因素

多数车主最关心的是改装件对车辆质保的影响。建议事先与经销商确认加装性能部件对质保条款的影响。

汽车制造商通常不鼓励车主擅自改装,因为原厂已投入大量时间、资金和技术来优化车辆的外观、性能与安全性。部分厂商允许通过授权经销商安装原厂性能部件。

另一个关键因素是排放法规。许多地区(如美国加州)要求改装件必须符合排放标准,车辆才能合法上路。使用非合规部件可能导致无法通过排放检测,建议事先了解当地环保法规。

还需注意:出厂车辆已进行整体优化,任何部件改动都可能影响其他组件的效能。虽然进排气系统改装对整体性能影响较小,但加装机械增压器等大幅改动可能显著改变燃油经济性和长期可靠性。

因此进行性能升级时,需要权衡可能带来的妥协。若选择机械增压等重大升级,往往需要配套升级其他部件组成完整套件,以避免牺牲车辆的整体效能、操控性和安全性。

有效但昂贵的马力提升方案

我们将从效果最显著、能即时提升动力的改装方案开始,介绍超过15种马力增强方法。

对于自然吸气发动机,强制进气系统能带来显著动力提升。无论是涡轮增压还是机械增压,都是最高效的动力增强方式之一。这些改装在性能爱好者和街头赛车手中颇受欢迎,在《速度与激情》系列电影中也能见到它们的身影。

这是最昂贵的引擎改装方案之一,预算有限者可暂不考虑。但若条件允许,一套优质的机械增压系统可将马力提升至625+,扭矩增至525+磅-英尺。单次改装达成如此数据确实令人惊叹。

在决定前需要了解基本原理:引擎需要更多空气和燃料进入燃烧室才能产生更大动力,理想空燃比为14:1。强制进气系统通过压缩超过大气压的空气注入燃烧室,配合更多燃油燃烧来提升功率。

重要提示:强制进气会给发动机和传动系统带来额外负荷,可能需要同步升级高负荷部件(如强化离合器或冷却系统)。具体需求因车型而异,建议咨询专业人士。

机械增压器

机械增压器通过压缩进入发动机的空气来增加进气量。图片来源:WardsAuto

强制进气系统通过压缩进气提升引擎功率。平均可增加46%-50%的马力和31%的扭矩(扭矩是车辆的旋转力,与线性推力不同)。

需注意马力与扭矩的数学关系:马力=扭矩×转速/常数。由于发动机转速存在上限,更高扭矩意味着在更低转速下就能获得更大马力。

相较于涡轮增压,机械增压安装更简便,油门响应更即时。因其通过皮带直接连接发动机,随转速提升即时工作。这种特性使其更适配六缸发动机,且通常不需要额外加装中冷器,减少了过热或故障风险。

涡轮增压器

涡轮增压器利用排气能量自我驱动,效率极高。但这种工作原理会导致动力延迟(涡轮迟滞),无法像机械增压那样提供即时响应。通常可提升约25%的马力,某些情况下峰值功率可能超过机械增压。

氮气加速系统

本质上是便携式增压系统,也是《速度与激情》中的经典配置。虽然昂贵,但其可移植性被视为优势——整套系统可在不同车辆间转移。工作原理是通过注入氮氧化物增加燃烧室含氧量,从而提升动力。

注意:此改装在许多地区属于非法,投资前务必确认地方法规。套件价格在900-3000美元之间。优点是可与涡轮/机械增压系统协同工作,减少涡轮迟滞并进一步提升最终功率。

性能芯片/改写程序

对于原厂涡轮车,性能芯片是性价比最高的动力升级方案。配合其他改装,能让您的座驾迅速变身性能猛兽。

除了提升马力,这些调校器还能优化油门响应、燃油经济性、牵引力、传动比、进气指数等参数。有些芯片专注于释放引擎潜在功率(需配合更多燃油),有些则通过优化其他参数来提升燃油效率。

原厂ECU(发动机控制单元)通常采用保守设定以适应低品质燃油并降低引擎负荷。性能芯片通过调整点火正时来优化动力输出,通常需要配合高品质汽油。

安装过程简便,只需连接OBD-II接口即可调整空燃比和涡轮压力,无需打开引擎舱。根据发动机型号,可能获得显著动力提升。此改装常与涡轮/机械增压系统配合使用,通过调整增压压力进一步提升功率。

重要提示:务必选择信誉良好的调校品牌,因为发动机对参数变化非常敏感。软件升级通常分阶段进行,需要根据当前引擎配置选择合适版本。

与进气系统相关的马力提升方法

您可能已发现规律:有效的动力提升大多与空气有关——既包括引擎”吸入”的空气,也涉及”呼出”的废气。

本质上汽车发动机是通过精确燃烧推动空气高速进出的巨型气泵。进排气效率越高,动力提升潜力越大。因此需要通过各种方式向发动机提供更大流量、更洁净的空气,同时优化排气顺畅度。更多空气意味着更多燃油燃烧,最终产生更强动力。

以下引擎改装方案将通过优化进排气系统实现这一目标。

速度堆栈

喇叭形进气口因其形状得名。图片来源:Camaro6

速度堆栈(又称进气喇叭)是安装在发动机进气系统的喇叭形部件,用于优化气流。通过三种方式提升进气效率:喇叭造型平滑气流,增加单位时间进气量;消除湍流;净化空气并防止化油器回火。

虽然简单经济,但单独安装仅能提升约3%马力,通常与其他改装配合使用。之所以也安装在化油器或喷油器上,是因为化油器是老式发动机的燃油混合装置(现代车辆已采用燃油喷射系统)。

高性能空滤与进气系统

更换高性能空滤是快速、经济且简易的动力提升方式。它能提供更洁净的空气,平滑气流,带来小幅功率提升。注意确认当地法规,并非所有高性能空滤都合法。

高性能冷空气进气系统

冷空气密度更高,单位体积含更多氧分子。高性能冷空气进气系统从车外导入更冷空气,配备的特殊滤芯可减少阻力和湍流,同时将进气表面积提升至原厂的三倍,从而增加参与燃烧的氧分子数量。

中冷器套件

中冷器常与涡轮增压系统配套安装,通过冷却增压空气来增加密度。”增压空气中冷器”是涡轮/机械增压发动机上的热交换装置,通过等容冷却提升容积效率。简单来说,就是利用大气冷却流经鳍片管的增压空气,最终提升发动机性能。

保持滤清器清洁

保持空滤和燃油滤清器清洁是基础保养项目,能确保发动机获得最大无湍流气流,优化动力输出。

高性能排气歧管

引擎性能提升关乎整个气流循环,排气效率与进气同样重要。安装高性能排气歧管可加速废气排出。原厂歧管为满足排放标准设计,并非最优性能取向。其铸铁材质虽然耐用且保温性好,但内壁粗糙易产生湍流,厚壁设计也限制了排气通道。

这些因素会导致背压问题,影响新鲜混合气注入,最终降低发动机效能。高性能歧管为每个气缸配置独立钢管,所有管道以等长设计连接至集气管,光滑管壁确保各缸废气互不干扰,有效消除背压。长管设计提升中高转速马力,短管侧重低转扭矩。

高性能排气系统

高性能排气系统帮助发动机更高效排出废气以加速进气。图片来源:rdzmotorsports.com

安装大管径自由流动高性能排气系统能加速废气排出。就像人类呼吸,快速呼出二氧化碳才能更快吸入新鲜氧气。这提升了整体进气效率和流量,最终增加马力。

现代车辆的隔音技术使得发动机过于安静,但许多车主偏爱高性能车型应有的激进声浪。从震撼轰鸣到低沉怒吼,性能排气系统提供多种音色选择。目前侧出双镀铬尾喉的设计颇受欢迎,兼具硬核声效与时尚外观。

催化转化器

这是控制尾气排放的装置,通过催化氧化还原反应将有毒气体转化为低毒物质。作为排气系统组成部分,它直接影响发动机性能。通过中和一氧化碳等有害化合物,最终能提升燃油经济性和动力表现。

通过正确保养提升马力

若不愿投资增压系统,仍有多种经济实惠的马力提升方式。这些虽不是复杂改装,但通过精心保养让发动机保持最佳状态,能最大化其功率和效率。细微调整累积起来效果显著,不可小觑。

选用合适燃油

最基础且经济的方法是确保使用正确燃油。高性能车辆务必不要使用低辛烷值汽油。普通汽油辛烷值最低(87),中档汽油为89-90,高级汽油达91-94。车辆手册会注明推荐油品。

若使用低于指定标准的燃油,可能损伤发动机并使质保失效。但使用高于推荐值的汽油并无额外益处。低辛烷值燃油在老车上影响燃烧效率,直接损耗动力;在新车上则会触发电子调整降低燃烧率,削弱功率。

减重

保持车辆轻量化是提升动力密度的关键,长期来看也有益车辆健康。这是许多司机忽视的简单方案。定期清理后备箱,移除非必要物品。若您是单身速度爱好者,可进一步拆除备胎、空调、音响、千斤顶乃至后座。完全拆除空调系统可减重约250磅,对动力提升意义重大。

许多赛车爱好者会更换玻璃纤维或碳纤维等轻质材料部件。

适当润滑

基本原则是:任何机械摩擦都会降低性能。因此定期更换全车油液至关重要。优质机油能更好润滑运动部件,合成润滑油在高温高压下更稳定,因此广泛用于赛事。减少摩擦和过热意味着延长发动机寿命并提升工作效率。合成机油还具备优异低温性能和极端温度保护能力,某些品牌专门优化了低温泵送性、高温稳定性和抗沉积特性。

更换火花塞

火花塞是气缸盖内点燃混合气的核心部件。没有高效维护的火花塞就没有燃烧,也就没有动力。随着使用会积垢、腐蚀直至损坏。即使未完全失效,性能也会衰退。定期检查更换火花塞是最大化动力的基础保养,可选用更耐用抗腐蚀的铂金火花塞。

更换点火系统组件

除火花塞外,点火线圈和高压线等组件同样需要精心维护。发动机需要每个部件的精确配合才能实现最佳效能,微小偏差都可能导致严重问题。例如点火失准、火花强度不足等会造成动力损失、燃油浪费和排放增加。

为确保最佳点火(正时准确、火花强劲),应选用高性能点火部件并正确保养。这些细微调整会累积成可观的动力提升。现代点火系统维护需求较低,但建议建立定期检查计划,更换时选择最优质的点火线圈和高压线。

注意:点火正时调整需谨慎操作,错误设置可能损伤发动机。对于传统分电器系统,初始可将2500转/分时的总正时设为上止点前32度,然后逐度调整至36度进行路试或测功机测试。切勿超过36度,虽然有些调校师会突破此限,但可能引发爆震风险。空燃比过稀配合过早点火可能导致高转速下瞬间损毁发动机。电子控制发动机的点火正时调整不建议自行操作,需由专业技师同步调整点火和燃油映射。

性能引擎重构

若决心挖掘现有发动机的终极潜力,除了完整的涡轮/机械增压升级,还需要进行深度性能重构。这包括更换高性能气缸盖、活塞、行程曲轴等内部组件。这是需要完全分解发动机的大型工程,需掌握升级件的最佳搭配方案以实现最优效果。建议交由经验丰富的引擎制造商处理。

加大节气门与喷油器

节气门是进气系统控制进气量的部件。高性能节气门能提供更大动力,其加宽管径使更多空气进入发动机。根据引擎类型,可额外获得15-25马力和相应扭矩,同时改善加速性能。

但尺寸存在上限,过大的节气门需要更高转速才能发挥效果,可能导致低转乏力。并非所有发动机都适合此项升级,建议咨询专业人士。还需注意节气门与喷油器尺寸需匹配,加大节气门需要更高流量喷油器。最后需由专业调校

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