最后向大家介绍一个简单、直接而又能经济性地把街车整体性能“和谐”和“平衡”提升的方法,那就是把车子的负重降低。只要拥有比赛经验的人都知道,重量是赛车的最大敌人,降低重量即等于性能提升。最近在珠海赛道有一台拥有800匹马力的超级改装Turbo(涡轮增压)造出了1′39″的纪录,但同时同一赛道另一台只有170匹马力的方程式赛车,却可以用1′37″来完成一圈,两车最大的分别就是相差达800公斤的车重。由此可见只要把车的负重降低,例如在购车时只选最简单而必须的配置,不放置多余的杂物在行李厢内,避免安装又大又重的视听设备,甚至是车主自行“瘦身”等等,都可以间接地提高车的性能表现。大家不要小看这些可能多达100公斤的重量,它随时可以把你花了十多万元改装费换回来的数十匹马力消化于无形呢!
作者简介:苏华龙——华龙赛车创办人
苏华龙先生是香港一名资深金融业从业人员,现为某外资证券公司董事。一直以来苏先生都对汽车改装很有研究,并经常从国外订购改装部件来为自己的爱车改装。1996年珠海国际赛车场落成,为港澳爱车人士提供了难得到的赛车机会,苏先生正是从那时开始对赛车产生浓厚的兴趣的。他专程前往英国著名的Jim Russell赛车学校学习赛车技术,并从此成为了香港赛车坛的活跃分子,曾在多项比赛中获得了出色的成绩(2002年获香港房子锦标赛亚军)。为了实践对赛车运动的理想和证明自己的能力,1999年苏先生出资创立了以自己名字命名的华龙赛车俱乐部,并同时组识了赛车队参加当年的亚洲房车锦标赛和澳门格兰披治大赛等国际赛事。2000年苏先生被选入了香港赛车运动的监管机构,同时亦是国际汽联(FIA)成员之一的“香港汽车会”的常务委员。在任内苏先生制作了香港的超级量产组机械赛例,成功推动了香港房车锦标赛的诞生。此外,苏先生把更多的资源投放俱乐部,致力打造一支不*外援,拥有自主开发能力的一流赛车队。时至今日,华龙赛车队先后夺得了香港房车锦标赛2001年度冠军、2002年度亚军和2003年度冠军,证明自行研发赛车改装技术的策略是相当成功的。华龙改装打造的EP3(最新一代Type R)赛车性能,不但压倒香港房车锦标赛内其它车队购自欧日名厂的赛车,更在澳门东望洋大赛中与世界级车队直接交锋时也毫不显逊色。这些年来华龙赛车分别改装制作了1.6升N组,1.6升A组,2升N组和2升的超级量产组赛车,并在这些组别的赛事中获得了非常好的成绩。
第二章:轮胎的改装
这种改装不但可以改善车子的性能表现,更可大幅美化车子的外观,加上它是看得到的改装——即个性和身份的象征,难怪很多改装商和车迷都把它视为首选的改装方案。
轮胎的重要性
轮胎可以说是车的最重要部件之一, 简单地说没有它车子便不能动。在街车改装甚至是赛车运动上它更是影响最大的配件之一,在世界顶级赛事如F1 和WRC 中,大家会经常看到不同品牌的“轮胎大战”或不同车队的“轮胎战术”,而比赛的胜负往往取决于不同胶质、特性轮胎的选择和运用。大家很少听到什么“机油大战”之类的措词吧?因为归根结底无论车子发动机的马力有多大,悬挂的表现有多好,刹车的性能有多强,最终也要*轮胎把它们的优点发挥出来。大家应该还记得数年前国际汽联(FIA)改变赛例,规定F1车胎必须加上四条直纹沟槽的设计,仅此一项更改便成功地把用天文数字打造的F1赛车的圈速减低,令比赛更安全。由此我们便明白胎纹设计的重要性了。
改装轮胎注意事项
大部份的街车出厂时配套的轮圈和轮胎都是兼顾了耐用性、舒适性和各种气候适应性等多方面考虑之后的选择,比如既要能跑平坦的高速公路,也要能走崎岖的乡村小路,胎面不但要低噪而耐磨,还要具有好的排水性能和耐热性等,当然其中最重要的仍然是成本啦。但如果您愿意牺牲一些上述的兼容性和舒适性,并付出多一点的金钱,那么便可换来性价比甚高的性能提升。
世界上著名的轮胎生产商都提供多种不同特性的运动型轮胎,其中刚柔并重的有Bridgestone(石桥)RE01和 Michelin(米其林) 的 PilotSport等。运动型轮胎的特点是重量较轻,扁平率(aspect ratio)很低,胎壁较硬,有较大胶块和较少排水纹的胎纹,这些特别设计提升了转向时的准确度和灵敏度,并可加强刹车系统的效能,令车子在行驶时有更好的路感。个中的原理很简单,运动型轮胎在制造时采用了如Kevlar等特殊材料,令胎壳较硬并减低了胎重,先进的胎纹设计使较少的排水纹有和原厂轮胎一样的排水量,而减少排水纹的好处是增加胎面面积和可在排水纹之间形成较大型的胶块,效果是贴路面积加大并减少在转向时胎面的变形现象,加上轻而硬的胎壳和低矮的扁平率,这些都使得驾驶者得到更直接和迅速的路面讯息,在操控车子时更得心应手。
如果你不满足于一般的运动型轮胎,那么一套毫不妥协,把路噪、耐磨、全天候性等要素完全牺牲的纯运动型轮胎(R 胎),如Yokohama(横滨)的048和Dunlop(邓禄普)的02G等都将会是你的选择。这些纯运动型轮胎的特点是胶质特软,只需要很短的热身时间便达到工作温度,产生很高的黏性,而且胎面的排水纹比一般运动型轮胎更浅而疏,进一步增强轮胎在弯道上和刹车时的抓地力,加上特厚的胎壁、方型设计的轮胎侧,以及更硬的胎壳和胎壁,保证了车子的优越操控性(但同时亦代表乘坐舒适感已荡然无存)。某些制造商更把一些型号的R胎再细分成多种软度胶质,供特别的比赛 (例如Gymkhana,一种日本非常流行的小型绕圈赛)或给赛车队在微雨但湿滑的赛道上使用。要注意的是选用了这些特少排水纹纯运动型轮胎的车迷,在雨天开车时切记要把车速减低,因为排水量不多的纯运动型轮胎很容易在积水的路面上产生滑水板现象(Aquaplaning,在F1转播的英文评述中经常听到的名词,意即车速相对轮胎的排水量过高,轮胎浮离路面,令车子失控),而一些特软的R胎则不适合作长途驾驶用(尤其在夏天),因为轮胎很容易过热(over. heat)而引致爆胎。除了胶质特性和排水纹设计外,增大轮胎的尺寸也是常用的改装方式。但如果车上有ABS、ASR之类的电子辅助系统,尤其是车的前后轴又配用不同直径大小的轮胎时,改装车轮尺寸时应尽量保持轮胎直径不变(变化应小于4 %),否则行车计算机可能因为改装后的轮胎滚动数据和比例与原厂的设定不符而误以为车子出现滑移现象,发出错误的指令,令电子辅助系统失准。此外在每次改变车轮直径后都应重新校对车速表(特别是车轮直径比原来大时),否则很容易会在不知不觉间超速(因为车速表的读数会比真实的小)。新型车上的电子车速表可以用调节电阻的方法来校对,但机械式的车速表则很难调整,一般只有*驾驶者自己注意车速了。另一方面在改变轮胎宽度时,还要注意配合轮圈宽度,轮圈相对配用的轮胎太宽或太窄都会导致胎壁提早老化,因为过宽或过窄的轮圈会令轮胎壁向外或内倾斜,改变胎壁原来设计的受力位置。另外要考虑轮胎是否会因过宽而摩擦到车身,比如在转窄弯或车轮遇上凸起的路面时。高扁平率(aspect ratio)的轮胎可让车看起来更有型,变形度少的低矮胎壁也可提高车在平地的加速、刹车、操控性能,但车子整体的舒适牲和平顺性会变差,轮圈、悬挂等部份受到的冲击也会更剧烈,影响到相关部件的耐用性。 性能好的轮胎对车的操控表现有好的影响,但盲目追求性能表现(过大、过宽、过软等)会带来比原厂胎更坏的效果。比如你的车子只有100匹多一点的马力,却配上了宽度达205以上的超软R胎,结果不但舒适感差了,油耗大了,而且连操控表现都不及原装的,原因是R胎的优越抓地力加剧了车子的转向不足(Understeering)现象,反而令车子的操控变得迟钝。还记得我在第一章时提到改装时要注意“和谐”和“平衡”吗?所以在选择高性能轮胎前应到一些有经验的改装店听取一些专业意见,再自行分析,以免改装变得弄巧成拙。纯运动型轮胎的胎纹很少,贴路面积大,并具多级胶质软度来适应不同的要求。但因为有限的排水量,在雨天驾驶时要格外小心。两款纯比赛用轮胎,无胎纹的是热熔胎(Slick),最高工作温度可达100℃,它细分多级软硬度胶质来适应不同的比赛要求。有胎纹的是“雨”胎,有排水量很高的胎纹设计,同时具有很软的胶质和很低的工作温度。如用在干路上,用不着两圈便会因过热而报销。
第三章:轮圈的改装
合金轮圈从制造方式来分,主要分为铸造(Casting)和锻造(Forged)两大类,铸造又分为重力铸造(Gravity Casting)和低压铸造(Low Pressure Casting)两种。重力铸造是把液态的合金倒进铸模里冷却成型,由于制造过程简单,铸模耐用,成为成本最低的制造方式。低压制造是用不大的压力把液态合金压进铸模里,令分子的分布平均,少砂孔,造型可以更复杂和精致。锻造的轮圈是利用几千吨的压力把一块合金压成轮圈的外形,生产成本比起铸造的要高。因为高压的缘故,合金分子之间的间隙缩小,相互作用力大,所以整个轮圈只需较少的材料就能达到足够的刚度,整体重量就更轻。近年在亚洲由于几间轮圈厂的大力推广和赞助赛车运动,令很多人认为锻造的轮圈比铸造的轮圈更好,但实际上锻造和铸造的轮圈在性能上各有优胜之处。锻造的轮圈虽然刚度大,却有脆的缺点,在受到猛烈的撞击后容易完全断开,而铸造的轮圈受到撞击后会弯曲,不易断裂。如果在高速公路上碰到一块砖头的话,弯曲车轮的可控性相对大一点,可以让车比较安全地停下。由于欧洲人更注重安全性,因此欧洲车更多采用铸造轮圈。又因铸造轮圈的刚度较小,欧洲普遍采用“热处理”(Heat Treatment)工艺对轮圈进行加强,即把铸造出来的轮圈加热和快速冷却,反复几次,让轮圈变得刚度更强而且富有弹性。世界拉力赛(WRC)中就有很多赛车选用这种工艺制造的铸造轮圈。轮圈从结构上来看可分为一件和多件的结构。多件的轮圈即外框和轮辐分开制造,再用螺丝固定,它们是目前国内能够购买到的改装轮圈之一。它的出现其实是由于20世纪70年代以前的落后制造工艺所致,其好处是一方面制造容易,因为外框可用钢片卷成;另一方面方便维修和多型号互换,比如同一型号的轮辐可配宽窄不同的外框,令生产成本进一步降低。到了现在,多件的轮圈因为零件数多,生产工序多,而且外表看起来有精密、高贵的感觉,所以价格比一件式的轮圈还要贵得多,但多件的轮圈通常更重,而且刚度比不上锻造轮圈。选择哪种轮圈就要视乎你的个人喜好和考虑因素了。
至于如何分辨轮圈的制造方式,其实大部分品牌都有铸造和锻造的产品,有些轮圈上用forge、cast、heat treat之类的字眼注明生产工艺,若没有标注,那么就在店内多拿几款相同尺寸的轮圈,用手感觉它们的重量,轻的是锻造轮圈,重的就是铸造轮圈。若用家非常注重高性能或者觉得车本身的马力太弱,那么可选用锻造的轮圈,若车更大程度上是一部运输工具,那么选铸造轮圈比较适合。
轮圈选购注意事项
在轮圈改装的整体尺寸方面有Plus One、Plus Two的说法,意思即是在原厂轮圈基础上把轮圈直径和宽度同时加大1英寸或同时加大2英寸,比如原厂使用14×6英寸的轮圈配205/70 R14轮胎,Plus One即是用15×7英寸的轮圈,配上215/60 R15的轮胎,就能达到既加宽轮胎又保持车轮直径不变的目的。同理,Plus Two即是用16×8英寸的轮圈配225/50 R16的轮胎。
这里有一个计算公式给大家参照:轮胎直径=轮胎宽度×扁平率×2 + 轮胎内径(也即是轮圈直径)。无论Plus One还是Plus Two,只要保证轮胎直径变化不大,都是可以接受的,当然你计算出来的轮胎尺寸最好是市面常见的,比较方便购买啦!轮圈的另外一个尺寸参数是Off-Set。如果轮圈安装底面和轮圈中线在同一个平面,Off-Set就是零;如果轮圈底面偏向外侧,Off-Set就是正值;偏向内侧则时则为负值。不同车的原厂Off-Set可能不同,这是厂家设计汽车时决定的,比如越野车通常用接近零的Off-Set值(甚至是负值),轿车则通常都是正Off-Set的。改装时,选用较小Off-Set的轮圈可让车轮向外移,使车看起来更威猛,比如Off-Set 45改成35,车轮就向外移动10毫米(若把35改成45则车轮内移10毫米)。相应地,如果把越野车的Off-Set 0改成-20则车轮会外移20毫米。但是,当你考虑换轮圈更改Off-Set前,必须清楚这会给车的性能带来三方面的影响:一是车轮向外移之后,由于杠杆比的改变,悬挂就会显得软了;二是车的转向特性会发生变化,增大了前轮轮距,会增加转向不足的特性;三是更改轮距可能造成轮胎偏磨、方向盘沉重、甚至方向颤抖的情况。Off-Set值的大小跟能否容纳大刹车钳并没有直接的关系,Off-Set值相同但轮辐形状不同的两个轮圈,可能有一个能容纳大刹车钳而另一个不能。购买轮圈时最好还是把车带过去试装,不要只看数字跟旧轮圈相同就买回去,退换都是很麻烦的事情。PCD值通常写成4×100 或5×114.3等,表示螺丝孔连成的圆圈直径为100毫米或114.3毫米、上四颗或五颗螺丝。这不需要担心,只要买轮圈时把车开过去试装,能装进去就一定不会错。
最后要谈的是轮圈的大小问题,一般来说较宽的轮胎/轮圈组合可以给车子带来更好的操控性,但直径较大的轮胎/轮圈组合却没有什么好处,反而会增加车子的非簧载质量。在赛车运动中选用大轮圈的好处是可以配置较大的刹车卡钳和巨型刹车碟,以提升散热效率和刹车效能,但如果您的刹车碟只有10英寸不到,而且又不打算选用一款外露刹车系统的轮圈的话,我建议您选购轮圈时最多Plus One就可以了,因为Plus Two以上的大轮圈会令你自曝其短(看到难看的原厂刹车卡钳和碟)。
阅读轮胎的标注
子午线轮胎(Radial tyre)的规格包括宽度、扁平率(Aspect ratio)、内径和速度极限符号。比如标注为P195/65 R15(91V)的轮胎(这里仅介绍最常见的轮胎标注方式),P表示这轮胎用于一般的载人汽车,宽度是195毫米,扁平率65%,是子午线轮胎(用R表示),轮胎内径是15英寸,每条轮胎最大承载615公斤(用91表示),最高时速是240公里/小时(用V表示)。有些轮胎的标注没有斜杠,则宽度是以英寸表示的。非子午线轮胎以B或D代替R字。轮胎装上标准尺寸的轮圈并充气后,胎壁高度与轮胎宽度的比值称为扁平率。扁平率对轮胎的性能有很大影响:扁平率较大的轮胎在颠簸的路面上有较好的舒适性;而扁平率较小的轮胎与路面有较大的接触面积,具有较大的胎壁刚度,因此在硬质路面上有更好的抓地力和敏锐的反应,但舒适性较低。换用不同扁平率的轮胎时,要注意保持轮胎直径不变,轮胎直径可以利用胎壁上的尺寸标注计算出来,公式是:轮胎直径=轮胎宽度×扁平率×2 + 轮胎内径。比如尺寸为205/70 R14的轮胎,轮胎宽度是205毫米(8英寸),扁平率是70%,轮胎内径是14英寸(356毫米),所以轮胎总直径=205×0.7×2 + 356=643毫米(25.2 英寸)。选购轮胎时还应留意其它标注。若轮胎标注有M&S或M+S,表示适用于泥地和雪地(Mud & Snow),通常在冬天下雪的地方使用。TUBELESS表示无内胎(俗话叫真空胎),TREADWEAR则是表示磨损寿命,数值越大表示轮胎越耐磨。除非因为特别原因,否则同一辆车的所有轮胎应该是相同尺寸、同类花纹、相同速度极限、磨损程度相近的。假如需要混用,要遵守以下原则:一、在同一条轮轴两侧一定要装相同型号、磨损程度相近的轮胎;二、不要选用速度极限和载重指标低于原车标配的轮胎,所有轮胎的速度极限必须相同;三、如果子午线轮胎和其它轮胎混用,子午线轮胎装在后轴;四、如果不同宽度的轮胎混用,较宽的轮胎装在后轴;五、高性能跑车如果换装M&S的轮胎,则一定要四条轮胎同时换。
最后要提一下的是大家可能会在赛车场上看到一些专业比赛用轮胎,它们所用的标注和民用车不同,比赛用胎的标注用直径数字代替了扁平率,因此标注由常用的200/50/15变为200/580/15或20/58/15 (mm和cm的分别)。这主要是方便赛车队知道胎的直径来调节轮胎/变速箱/终传率的综合比例,以便赛车的马力能在不同长短的赛道上均能全力发挥。
第四章:制动改装
无论什么车,刹车系统都是保障行车安全最重要的部分,而对一些拥有大马力改装车的车迷来说,强力的刹车更不可少,毕竟车子光有强劲的加速力却不能轻松地停下,会导致严重后果。因此进一步提升车的速度性能前,我们要先来提升刹车系统的性能。
在谈改装前我们先来了解一些刹车系 统的理论,一台有200hp马力、重1300kg的轿车,从静止加速到时速100km/h可能需要9-10秒的时间,但同一台车在猛烈刹车的情况下由时速100km/h减速到完全静止,只需要不到3秒钟的时间,这说明了刹车系统的负功率可以比动力系统的功率大好几倍。在物理学里,“能量”是不会消失的,它只会从一种形式转化为另一种形式,比如动能转化为热能、光能等。在上面的例子里,车的大量“动能”就是被刹车系统在瞬间全部转化成了热能,积聚在刹车部件、车轮、路面上。而且,如果刹车时没有抱死车轮,那么大部分热能会被刹车部件吸收。这些热能如果不能迅速散失,将会导致刹车皮或刹车油过热,使它们失去其最重要的作用——保障安全,因此在改装刹车系统时,每一个环节都会和温度扯上关系。
刹车皮
原厂的刹车皮由于要照顾到成本、耐用、清洁 (刹车粉)和低温功效等要求,一般来说摩擦系数(mu)不会很高(大概在0.4以下),而且多不可以承受超过300℃的温度,因此在连续多次使用后便会发生效能衰退。所以,更换高性能的刹车皮就是我们改装刹车系统的第一步。选择高性能刹车皮时要注意不要贪大mu数和超高温,摩擦系数太高会使得慢速行驶时的刹车动作变得太敏感,每次轻触刹车踏板都会令车上的乘客人仰马翻,此外刹车盘也会因摩损增大而降低寿命。耐高温型号的刹车皮在低温时的效果其实并不好,如我们车队用的IDI C3型刹车皮,其工作温度是从300℃开始,因此车手在热身圈时就会不时一边加油,一边用左脚刹车来令刹车皮进入工作温度。我建议一般车迷可选购工作温度在0℃到500℃左右、mu值在0.4以上的“运动型”刹车皮,它能应付大部份情形的需要 (IDI、PFC、Ferodo和Project mu都有此类型选择)。要提醒一下的是,如果选配了一些高起始工作温度的刹车皮,车主在早上开车时要特别小心,在冬天时更要加倍注意。
刹车油
有了耐高温的“运动型”刹车皮,当然需要有匹配的刹车油。现在市面上常见的刹车油的最高标准是DOT 5,符合这一标准的刹车油干沸点为260℃,当刹车钳活塞的温度高于此干沸点时,便会使得部分刹车油汽化。而当液压系统内空气过多时,会令到刹车踏板的行程变长,严重时可能刹车踏板踏尽也不能把车刹停!另外刹车油是“吸水性”很强的物质,渗了空气中的水份后沸点便会降低(水的沸点可只有100℃啊),以常见的DOT4刹车油为例,干沸点230℃,当渗入1%的水份时,沸点就降低到只有118度!! 因此,如果你喜欢时常表现一下爱车的性能,那么就应该勤换刹车油。纯比赛用的刹车油(干沸点达330℃以上)不但价钱昂贵(约600元/升),而且需要更换和“排空”的次数更多 (我们车队是每次练习后都要更换),除非是准备到赛道上一展身手,否则DOT4以上的刹车油应可满足大部份车迷的要求。
刹车油管
大多数街车的刹车油管是用有可塑性的材料(比如橡胶)制造,较容易在接口处漏油和吸入水份,而且在高强度的刹车时这些管会因受热和受压而膨胀,令刹车踏板行程变长和影响踏板的感觉。而选用带钢丝编织物制造的赛车用刹车油管(刹车钢喉)不但耐热,而且坚固的钢丝层能提供很好的保护,令刹车油管受外物刺破的可能性大减,是一项值得投资的改装。常见的油管牌子有Goodridge 和 Earl’s 等,大部份的车型都可买到专用的套装,而一些专业的改装公司更有设备替稀有车型度身订造。
以上提到的是性价比很高的刹车系统改装,在很大程度上可以满足一般动力改装后的需要?但如果你认为还不足够,以下的建议就要让你大为花费了。
刹车钳
换一套大型多活塞的刹车钳能直接提高刹车性能 (和提高爱车的收视率——当然还要配合透视型的轮圈啦) 。道理很简单,刹车钳大了,配用刹车皮的总面积也大了,刹车效能当然就好了。改车界好像十分重视刹车钳的活塞数量,当然活塞越多,施加在刹车皮上的压力和产生的温度就越均匀,还可增加活塞的总面积。增大活塞面积有什么好处呢?因为刹车油的管道可承受的压强有限,加大活塞面积就能提高刹车皮对刹车碟的极限压力了(压力=压强×面积)。不过换用多活塞的卡钳后要达到相同的刹车压力就可能需要更大的踏板行程,也就是说要踩得更深。改善的方法是更换制动总泵,甚至是配用赛车式的双制动总泵来分别控制前后制动的分配,以达到最个人化的理想效果,但这样改装成本非常高,一是越多活塞的卡钳价格越贵,二是改装制动总泵尤其是双制动总泵涉及的学问不少,而且要花不少的工时和材料,如果不是改装赛车出赛实不值得。从实用角度去考虑,选择卡钳还是要讲求匹配,一般高性能街车采用4活塞的卡钳就足够了。另外值得注意的是刹车钳的重量,虽然外形是差不多,但用轻金属制造的高档刹车钳 (如AP Racing, Brembo 等)比铸铁的产品轻一倍以上,而刹车系统是非簧载重量(unspring weight )的一部份,负重多少对车的操控可是有直接影响的。另外,高档刹车钳的散热性能非常高,对控制刹车系统的温度帮助很大。
刹车碟
杠杆原理告诉我们,刹车钳离开碟心越远,产生的制动力越强,同时所需的踏板力度越小。除了力学原因外,刹车碟另外一个重要功能是一个大面积的高效率散热器(heat.sink),负责把刹车时产生的热能扩散到空气中,因此从纯性能的角度看刹车碟是越大越好(上期在介绍轮圈时也提及赛车选用大轮圈的原因便是为了容纳大型的刹车碟)。以下是一些高性能刹车碟的设计介绍:分体式刹车碟虽然成本较高,但可减轻碟的重量;通风碟的透风中空设计是要降低和平均碟内外两面的温度;摩擦面上的旋转放射状坑纹有助于把在高温摩擦时产生的刹车粉屑引走,避免它们留在刹车皮和刹车碟之间,降低摩擦系数;钻孔刹车碟则兼有散热、减重和引走刹车粉的作用,但会减少摩擦面积和影响刹车皮的耐用性。
注意事项:
改装刹车系统时要注意平衡和前后制动分布,过大的制动力容易令轮胎抱死,前轮的问题还不算太大,但后制动力过敏容易使车子在刹车时不稳定甚至打滑,发生意外 (如有ABS系统可减低抱死现象,但每次刹车都触动ABS始终是不健康的)。切勿自行对刹车碟加工(如钻孔),未经计算的土加工方式会严重影响碟的刚性,不但不耐用,更可能在大强度刹车时使碟体爆裂而引发意外。
总结
大部份车迷在改刹车系统时都会把注意力放在制动力上,因为改装后的效果是很容易感觉得到 (轻了的踏板力度)和看得到 (加大了的刹车碟充满了整个轮圈)的,市面上很多经济型的改装套装都可以满足这两方面的要求,但说到要同时具有重量轻和高耐热/ 散热能力这些高层次要求的话,便必须选购高档的产品。归根到底,以上各个方面的配备无论有多完美,最终令汽车停下的还是地面给轮胎的摩擦力,如果轮胎性能差,或是地面湿滑、有沙石,同样不能得到好的刹车效果。轮胎的抓地力极限就是刹车性能的最高极限,其它一切配备都只是为了接近这个极限,而不是把这个极限提高。所以我们除了肯花钱改装刹车系统外,还要买套好的轮胎。
一台汽车,不论它的形状大小都只有四点——即车的四只轮胎接触地面,而这只轮胎分别承担了车 及它所搭载人和物的总重量。假设一辆FF车(前置发动机,前轮驱动)的总重是1000kg,在“静止”时每只前后轮胎负重分别只是300 kg和200kg(每边计),但当车子一“动”起来以后,每只轮胎的负重随即出现了微妙的变化。简单地说物理学上的动态惯性 (我们在乘车时身体在车子加速时向后压,减速时会向前冲,转向时会向反方向摆动所感觉到的力量) ,会令车子无论是在加速,减速或是转向都会产生重量转移(weight transfer),而重量转移的结果是令个别轮子的负重激增,例如在平地上急刹车时原来由后轮负担的大部份重量会在一瞬间转移到前轮上,即原来只负担600kg车重的两个前轮一下子要负担高达800kg(或更多)的车重;这还不算,如果车子在高速下坡时要拐一个急右弯,而司机在弯中突然松油门,这一连串动作引致的重量转移会使右后轮负重是零(因为它己凌空了) !左前轮的负重则可能高达800kg,而左后轮和右前轮则可能分别只有80kg和120kg的负重——这严重不均衡的现象会令左前胎不胜负荷而打滑(即Understeer,转向不足),失去转向能力而向前直冲。这时候开车的人如果在慌忙中踏下刹车,会令更多的重量由己经负重不多的后部向前移,结果左后胎因负重太少导致下压力(down force)不足,摩擦力不足以抗衡车子在转右弯时所产生的左横向力,而产生向左横移(即Oversteer,转向过多)。以上是一个简化了的例子,不同设计和驱动形式的车子在同一情况下产生的重量转移速度和分布稍有不同,但基本的原理是一样的。重量转移是一把双刃剑,控制不当会令车子“推头”——转向不足,或“甩尾”—— 转向过多,如控制得宜则可增加个别车胎的下压力,使加速、转向或剎车时更得心应手,详细的分析将来有机会和大家交流赛道驾驶心得时再谈。
如何控制重量转移
弹簧基本上是一个能量储存器,它利用了可伸长和压缩的特性把车轮在经过不平的路面时产生的弹跳(能量)吸收和释放,令车体可以保持平衡和稳定,而部分储存在弹簧的能量在弹簧伸长(即回弹)时在减震器的调控下会转化成热能散播于空气中。弹簧可分为渐进性和线性两种,大多数汽车原装及一般改装用的都是渐进性弹簧(外观上弹簧的粗细、疏密会有变化),好处是当受压不大时,初段的弹性系数(spring rate俗称K数,公制单位是kg/mm,英制单位是 lb/inch ,代表把弹簧压缩1mm或 1英寸所需要的重量,数字越高弹性系数越强)不会太高,乘坐感会较好。而在弹簧被压到中段时弹性系数开始逐步提高,保证了车子高速时的稳定性。缺点是操控起来精确度不够。线性弹簧即是无论压缩或拉长多少,弹性系数基本不变(外观上弹簧粗细、疏密不变),这种弹簧的好处是让汽车的动态变化较为稳定和线性,让驾驶者较容易预知汽车在下一时刻将有怎样的动态。而这种弹簧一般用于赛车及高性能改装车上,因为它无须考虑舒适性和载重。另外也有赛车或一些街车改装弹簧上另加一个小的较软的辅助弹簧,这种变刚性弹簧组合除了有增加舒适性的作用外,还能在主弹簧受压回弹时压着主弹簧,防止主弹簧因此脱离弹簧座。
减震器原理及由来
最原始最简单的汽车悬挂系统是用四条(叶片)弹簧把车身从轮子上撑起来的,后来人们不希望在遇到路面的一丁点凹凸之后车身就不停地振动,因此引入减震器(避震器、避震机)。这里“减震”的意思不单是指让振动幅度减小,更是把振动的能量吸收,减少车身振动的次数,保持车轮和地面接触,所以减震器也叫吸震筒(shock absorber)。减震器的基本参数是阻尼值,即在压缩(compress,或称rebound)时可产生多大的阻力,数值越高,阻力越大。但阻尼值并不能决定车在过弯会倾侧多少(这是弹簧的工作),它只会控制产生倾侧的速率(rate,用多少时间完成倾侧)。由于减震器在减震的过程中会受热(从转化弹簧的能量而来),因此在剧烈运动后会产生高温,令减震器内的减震液失效(Shock fade),情形就像刹车油因过热失效一样。因此有些高档或比赛用的减震器(如Ohlins,Sachs等)会多带一个氮气瓶来控制减震液的温度(减震桶中可容纳更多的减震液,热容量更大)。一般车用的原装减震器,都是偏向舒适和应付各种路面的调校,所以大都配上较低阻尼的减震器和较弱的弹簧来保持行车舒适。显而易见,改装阻尼值大的减震器和硬弹簧会改善车子的重量转移现象,增强在行车时的结实感和灵敏度,使整体的操控性大为改善,代价是失去了原车的乘坐舒适感,也牺牲了车上其它部件的耐用性。
弹簧、减震器配合改装要诀
一般用于性能改装的运动型弹簧(sport spring)都会把车身降低大约25-35mm (弹簧是决定车高的主要部件),并把弹性系数提升约20 -30%,通过更换运动型弹簧可以增强车的roll stiffness抗倾侧力和降低重心,不但可减少各个方向的重量转移,提高过弯极限,更可令车子看起来更有跑味,吸引眼球,是一举两得之作。如果更换的弹簧降低车身不到25mm,强度增加在15%之内,可考虑沿用原装减震器(如果性能良好的话),这种搭配不但经济,而且在改善操控和外观之余更可保持原车大部份的乘坐舒适感。但如果新弹簧的强度和长短超过这些范围的话,便必须采用匹配的减震器,以确保系统的性能可以充分发挥,并且不影响行车安全。因为当弹簧强于减震时,减震器的减震功能便不能发挥,整车操控会变得轻浮和迟钝,但如果是减震强于弹簧时会影响弹簧的缓冲效果,同时降低减震器寿命。要提醒大家的是,在改装悬挂系统时弹簧是主角,即应先决定弹簧的强度和长短,其它的配件如减震器等都是用来配合的。另外前后弹簧的个别强度对车子的动态平衡(推头/甩尾)有极大的影响,改装时要特别留意。改装弹簧减震器还要避免几个误区。首先是不要拼命降低车身,过分降低车身会影响减震器、弹簧、等速万向节和其它悬挂关节的寿命。另外,虽然车身降低后大部分悬挂系统上都会有增加车轮负倾角(negative camber)的效果,对弯道表现有好影响,但若是没有修改悬挂机构关节点的位置,过分地降低或升高车身都会破坏悬挂机构的应有特性,效果会更差。车身过低对日常行车所带来的烦恼也会令你困扰不已。还要强调的是除非你有很多时间和资源去作测试和调校,不然的话建议购买特别为某款车型定制的悬挂套装,尤其是名厂产品 (如KW, Bilstein , Koni等),这样会万无一失,省时省心。一般的套装系统都配有调硬和短了的强弹簧加上高阻尼值的减震器,较为高档的减震器还会有车体高度(俗称绞牙避震)和本体长度(配合长短不同的弹簧)的调节功能,更高档的还有多种压缩和拉伸阻尼调校。由于篇幅所限,这些在减震器上的调校功能和作用将会连同其它悬挂系统上的改装配件如顶巴、防倾杆和衬垫等,在下期和大家详谈。 这款瑞典Ohlins拉力赛用前减震器是设计给富士WRX用的,除轻金属(锑)制的本体、特长的筒身和大幅的高度调节范围外,它那外置氮气瓶还可以减低减震液温度和防止气泡产生,令减震效果更持久和顺滑。
转向不足(Understeer)俗称“推头”,是指后轮能循迹滚动但前轮向外滑动。图中虚线表示赛车原来的行车线,但因车速过高,会出现打了方向但前轮仍偏离行车线向弯外滑出的现象。
转向过多(OverSteer)又称“甩尾”,情况与转向不足相反,后轮偏离原来行车线向弯外滑动,注意图中赛车的前轮已向反方向打以消除这个现象。 貌不惊人,粗细高低不同的各式(色)弹簧,是支配车身离地高度、倾侧度和乘坐舒适感的重要配件。 刹车时的重量向前转移现象,令这台福特Focus的尾部高高翘起。 日本Top Secret出品的“绞牙避震”——可调高低式减震器的港式俗称。它的筒身刻有可调整弹簧高度的弹簧底座,一般人只用它来降低车身高度,其实它的另一重作用是调校四个车轮的独立负重(corner weight)。
绞牙避震
绞牙避震( Height. Adjustable. Damper)——源自赛车技术,指有可调(弹簧)高度设计(香港人俗称“绞牙”设计)的减震器。顾名思义,可调高度式减震器的最大好处是可以很方便地独立调整车身四角的离地间隙。当车子静止时,车身四个角的离地距离对该位置上车轮的负重有很大的影响:增加车身左后角的离地间隙,便增加左后轮及其对角线车轮(即右前轮)的负重,同时另外对角上的两只车轮(左前及右后轮)的负重则会减少。如果减少离地间隙则效果相反。因此在一定程度上可调高度式减震器可用来调校包括车手和载(汽)油量的静止重量分布(static weight distribution)。在赛车场上,专业车队会利用离地间隙和车轮负重的关系,来计算赛车上每角车轮的负重(即角重corner weights),角重进行过调整的赛车在动态时会有较少的重量转移和较好的整车平衡,能帮助提升轮胎的极限。在调校角重时最理想的当然是可以把车重平均分配(或为特别效果而刻意增减个别车轮的负重)。但事实上,除了方程式赛车能做到理想的重量分布外,绝大多数的车,包括GT赛车也做不到这一点(FF房车最差,因车手、发动机和变速箱的重量都集中在前面,严重的天生不平衡)。说远了,回到民用车上,多数车迷都只会在最初改装可调高度式减震器时玩一下这特别的设计,但后来往往不会再有耐性进行细致的调整(毕竟每次开车前按乘客的数目、乘坐位置或将驶经路线上的路况来调校车子每角的负重和离地距是件很麻烦的事)。如此一来除可调高度外,有“绞牙”设计减震器的性能表现并不一定比没有的强。而从实用的角度来看,如果只为降低车身和减低车子在弯中的倾侧度,那么简单地换一套短而硬的弹簧配相应的避震器,可能会更省心。以后有机会的话,我还将就绞牙避震的细致调校对驾驶的影响做更详细介绍。
多路可调式减震器
市面上有些可调式(软硬可调)减震器设有多段的压缩(compress,或称bump)或伸长(decompress,或称rebound)的阻尼调校功能。和可调高度一样,这设计也是为竞赛而设的。简单地说,一路可调式减震器(1 way adjustable damper,通常只可调减震器回弹时的阻尼)有12段调校选择;而两路可调式(2 way adjustable,即减震器压缩和回弹时的阻尼均可调 )会再多12段的调校选择,即理论上它有12×12=144款调校组合。如果再加到三路甚至是四路可调式设计(可再细分调校高速和低速的压缩回弹阻尼),组合结果会更多。如以压缩为例,车子快速通过赛道路肩时减震器会产生高速压缩,而车子在转向、加速、刹车时引发的重量转移则会产生低速压缩。因此这种多路可调式设计可多达N种减震阻尼(软硬)的组合,当然这是纯理论值,实际上可产生明显效果的组合并没有这么多,而且有些组合更有互相抵消的效果。对于专业车手(尤其是拉力车手)来说,多路式减震器非常重要,因为调校得宜的减震器可令赛车在非常颠簸的砂石路面上稳定地高速飞驰。
但除非是高烧中的发烧友或是准备出赛,太多软硬可调设计并不实际(竞赛用的设计在民用角度看都是不切实际的)。以我个人的经验来说,在买车时选择原厂运动悬挂配置(sport suspension option,在国外很普遍,尤其是宝马和奔驰等欧洲车厂都会提供这些选择,相信国内也很快会流行)是最好的妥协,不然的话买一套一路可调式减震器回来再调校一个自己觉得可以接受的设定便可以了,太多的选择只会令你伤透脑筋。除了弹簧和减震器外,悬挂系统内还有其它不那么容易注意到,但同样举足轻重的东西:防倾杆、关节衬垫和用于加固车身的配件等。
车身加强
在前后悬挂的支柱顶部(俗称“塔顶”)加装“塔顶巴”(横拉杆),把左右塔顶用硬杆连接起来,可以加强车身刚度,避免车身两边因重量转移改变了受力点而扭曲,继而影响车轮前束、车轮倾角等的动态几何。“塔顶巴”让悬挂系统的运动轨迹保持设计的初衷,从而在急转弯时把系统的动态几何控制在较理想的范围内,而且加装前顶巴可使车子的转向更灵敏和直接。但由于车身刚度的加强,转弯时重量转移会加剧(原本较软的车身会抵消一部分的力),若塔顶巴是加在前轴,那么前轮的重量转移较多,令前轴的车轮先于后轴到达极限,出现转向不足。同一道理如加在后轴就偏向于转向过度,可见塔顶巴亦有类似于防倾杆的作用(在下文有详细解释)。很多街车的车底用于固定摇臂的部位是很弱的,所以有些改装商会建议在这里装“底巴”,加强摇臂的关节点,原理和塔顶巴是一样的。当然这一切都是基于其它条件不变的理论情况,但现实中的情况不会这么简单,不然的话很容易便可当改装专家了。装配顶巴是很简单的技术,大部份情况下只要位置合适便可,充其量要注意的是顶巴的设计会否影响一些简单的日常维修工作如换机油滤请器和火花塞等,名牌与否在此关系不大。
悬挂关节的衬垫
街车由于要顾及使用寿命和平顺性、宁静性,悬挂系统的所有关节都采用橡胶质地的衬垫(bush),即金属之间不会有直接接触,但缺点是软衬垫令车子的操控不够敏锐和直接,而且刚度不够会令激烈驾驶时悬挂系统产生多余的动态几何变化,影响车子的操控表现。另外经常高速行车所产生的热力也会令橡胶质地的衬垫寿命缩短,要经常更换。如果改装悬挂时可以换上硬度较大、耐热较好,用聚亚安酯(polyurethane)等物料制造的衬垫,可大大改善上面提到的问题,代价是牺牲一些乘坐舒适感。事实上在专业赛车上,会干脆把关节改成金属制造的球状轴承(spherical joints,俗称“波子”)。波子需要好的润滑和经常的维护,噪音大,而且不能缓冲来自各个方向的冲击,要求车架十分牢固,加上全无乘坐舒适性,不适合用于街车。
防倾杆
如果单靠基本的弹簧、减震器去提供足够的力矩,把车身在转向时的倾斜程度改善过来,所需要的强(硬)度不但会令司机和乘客接受不来,强烈的震荡亦会影响车上其它部件的性能和耐用性,绝对是得不偿失。因此大部份的高性能房车都配上了防倾杆(anti-roll bar,也称稳定杆,stabilizer 或swaybar)。防倾杆的基本设计是用一条U形的金属杆把两侧悬挂连起来,作用是当车子倾侧时,即外侧的悬挂被压缩,内侧悬挂被拉长时发挥一个抗扭作用,分别减低外侧和内侧悬挂的压缩及拉长幅度,减少车子的倾侧度。防倾杆的抗扭度(torsional stiffness)决定于它的直径和长度,直径越粗、两端摇臂离杆的中间点越远,抗扭力越强,相反则越弱。防倾杆的最大好处是它可以“防倾”,但又不会影响车子的弹性系数,因为在同一轮轴上的两侧悬挂同时压缩或伸长时防倾杆是不起作用的,因此配有防倾杆的车子可以用上较软的弹簧,令一般行车时可以维持一定的舒适感。
除了“防倾”外,防倾杆对汽车的转向特性有十分大的影响,在某程度上它的作用比弹簧和减震器还要明显。防倾杆越强,在转弯时压在外侧车轮的重量便会越大(因为在其它因素不变的情况下,装有较强防倾杆的一轴会有较高的重量转移速率),亦即是在这一轴外侧的车轮将可能是四个车轮中第一个到达极限的车轮,当超越这极限时转向过少(如出问题的轮子在前轴)或转向过多(如在后轴)等现象便会出现。同样的道理也可应用在前后弹簧和减震器的设定上,即有相对较强弹簧/减震器组合的一轴会首先出现推头或甩尾的现象。大部份街车的操控特性在出厂时都被设定于偏向于转向不足——因为这样的车相对容易控制,只要拖点刹车就能减小转向不足的现象,符合多数人的本能反应,是一项保守但安全的设计。在改装悬挂系统时要注意前后轴的平衡和新设定对车子操控特性上的影响。
以下是改装防倾杆时的一些建议。
如果街车出厂时只有一条防倾杆,那么一定是在前轴的,如果根本没有防倾杆,那么改装时应优先考虑在前轴加防倾杆,这样会安全一些。如果你有很好的赛车驾驶技术,可以在原车的基础上,加强后轴的防倾杆,这样车子的操控会较活泼,转弯时更灵活,但如果搭配失当将会使车子在高速转向时出现甩尾现象,容易发生意外。前后防倾杆的相对强弱除了要考虑操控设定的需要外,还要配合弹簧的软硬(弹性系数),比如原来已选用非常硬的弹簧,那么加装上的防倾杆可能就无“倾”可防了。防倾杆的结构有空心和实心两种,空心的较轻,但由于生产难度大,所以价格贵得多。如果资金充裕,买可调(长短)的防倾杆更容易发挥车的潜能。
其实对大部份车迷来说,最方便和有效的方法是找一间有信誉的改装公司,让它介绍一套专为自己车款型号而设计的防倾杆套装。事实上很多车厂都有官方或半官方的改装专家为自己的产品设计改装部件,例如开丰田车的可选择TRD、TOM’s 的出品,本田可找无限(Mugen),宝马可用Eibach,Bilstein,大众则有Neuspeed和ABT(奥迪)等。虽然这些套餐式的改装件并不一定能100%地满足你的要求,但它们中的大部份都会对车子的操控性有可观的改善,即便是最差情况下也不会产生一些相反甚至是危险的效果。
再谈轮胎
在谈论悬挂系统时,轮胎很容易被忽视,实际上轮胎除了提供与地面的抓地力之外,也起到与弹簧、减震器相类似的作用,而且轮胎的发明也正是为了起到缓冲作用,而不是为提供大的抓地力(第一条轮胎就是为自行车减震而造的)。在正常行驶时,所有的路面冲击都是从轮胎开始传递上去的,轮胎对车身起着第一层保护作用。用小直径的轮圈配胎壁较高的轮胎,相当于长而软的弹簧和减震器,舒适性较好,但运动性能就较差了,反之,要提高运动性能,用扁平轮胎就能在保证很好的效果。轮胎的软硬也应和弹簧、减震器相适应,不要换了硬的弹簧和减震器之后还沿用原装的软轮胎,这样即使是作了大的投资也起不到大的作用。
总结
悬挂系统关系到汽车的平顺性、转弯性能、加速和刹车性能,而且牵涉的部件很多,要改好悬挂系统,是一个复杂的工程,只要一个配件选择不对,都会令车的性能变得难以掌握,所以最好选择规模较大、有专业设备和长期经验的改装店去改装。最后要提醒大家的是改装了悬挂系统后别忘了去做一次四轮定位检查,因为轻微的悬挂几何偏差都会令花巨款得来的改装效果大打折扣。
第六章:进气系统的改装
要知道车厂每年投入数以亿计的美金研发出来的车,其性能表现自有其道理。光追求马力是无法整车平衡的,大家想一想为什么日本GT300赛车只有300匹马力,DTM赛车四升发动机也只有460匹马力,而一些改装车却可以轻易超过这个数字呢? 这说明一味地大马力不一定是好事。话说回来,如果愿意牺牲一些耐用性和舒适性,提升自然吸气发动机约5%-8%和增压发动机约10-15%的马力,应该不会太难,也不会带来太多问题,但如果超过这个数字,事情便会复杂起来。
空气滤清器
影响发动机性能的一个很重要因素是单位时间内进入气缸内的空气重量(简称进气量)。进入气缸的空气越多,能使更多的燃油充分燃烧 (大部分行车电脑能侦察到空气的增多并实时提供更多燃油),发动机就能产生更大的能量,即功率增大。从另一个角度来说,燃料和助燃的气体越多,对活塞的压力就越大,发动机也就能产生更大的扭力,所以对同一台发动机来说,进气量的多少与动力性能成正比。由此可见,提升车子动力表现的第一步便是改善发动机的进气量,而最方便和容易的方法便是更换一个高性能的空气滤清器(俗称风隔)。装在风箱内的空气滤清器是用来阻隔灰尘、异物,避免其进入发动机导致故障的,但同时它也对空气有轻量的阻碍作用(有些赛车队为求增大马力而冒险采用不装空气滤清器的方法,但我绝不提议使用)。一般原厂空气滤清器是利用纸质滤网表面的小孔来阻隔灰尘和异物,这设计会减低约8-10%的进气量(但会很宁静),尤其是当滤网表面布满灰尘的时候,进气就变得更艰难了。高性能空气滤清器一般采用成本较高的棉质或海绵(foam)滤网并配合专用的滤网油来阻隔灰尘,由于绵是三维立体的过滤介质,灰尘在通过时会被它纵横交错的多层纤维阻隔,然后再由滤网油使其浮离于滤网表面,不会像纸质滤网般当小孔被灰尘堵塞后便失效,因此进气效率更高而持久。海绵滤网则有比绵质滤网更高的吸尘容量(dust retention capacity),不容易穿孔且不怕潮湿,有更长的清洁周期 —— 亦即能更长时间保持良好的透气性能,是一个低成本但非常有效的改装。市面上许多名牌高性能滤网都有配合国内流行车型原装风箱的型号供应,价钱大都在二、三百元之内。
进气管的改装
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 Pipercross、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*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camlift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。
从上述的理论中,我们知道一套高性能排气系统需要有一个设计优良的排气歧管,把不同气缸排出的废气波不早不迟地、一个接着一个地(吸啜效果的最高境界)送到集气管,然后通过一条笔直且合理的大口径排气管(和当中的高流量三元催化器/高性能灭声鼓)把噪音和有害气体清除并高速排出车外。但由于发动机在不同的转速下会排出不同速率的废气波,产生不同的回压要求,因此在选择改装排气系统时,要小心配合自己的驾驶风格和车子的特性。例如换了高流量的系统,会令发动机低转时不能产生“合理”回压而令慢速驾驶困难。现在让我以改装费用来区分排气系统中的后(灭声鼓),中“排气管”(含三元催化),前(排气歧管)三个不同部份(阶段)的改装(具体请看本版中的各一分段)。其实一套好的改装排气系统并不能提升车子的动力输出,它只会减少发动机马力的流失,但相对原装或设计不好的甚至是赝品来说,车子的实用马力(输出马力)会有明显的增加。
●排气歧管
排气歧管一般是改装排气系统中最昂贵的部份(可以上万元),因为对长度、弯度和口径的严格要求,令开发和制作成本很高。但排气歧管的设计优良与否对整套排气系统的吸啜效果有着举足轻重的影响。以四气缸发动机为例,传统的概念是,四出一(四根排气歧管直接汇总成一条排气管的管路设计)的设计会较适合高转速时的废气波率,有助于提升马力,而四出二出一(两根排气歧管先汇总成一管,再与另两歧管汇总成的一管汇总成最终的一条排气管)的设计则有利于低转速时的扭力输出,较适合日常行车之用。但现在很多新设计的4-2-1排气歧管都能同时改善发动机的中、高转速表现,像我们比赛用的思域Type R 赛车便是用4-2-1的排气歧管,在超过9000rpm时仍然不会“窒息”发动机的输出!
●三元催化器
三元催化器是保证废气质素的重要配件,它主要净化发动机废气中的碳氢化合物(HC),一氧化碳(CO)和多氧化氮(NOx)这些有害气体。新款的三元催化器并不会对排气流速产生多少阻碍,如果把它拆掉(这是许多改装商时下流行的做法),不但令排放超标,还可能令部份有自我诊断功能的汽车ECU发出错误讯号,影响正常行车。建议保留使用,如果考虑到环保等原因,可换一个改装专用的高性能三元催化器,但价钱很昂贵,近5000元。
●排气管
光是换灭声鼓不会令车子增加多少马力,而如果把整段排气管更换成高性能型号,则会对马力提升有不少帮助(特别是发动机经过改装)。高性能排气管比原装的粗壮,内壁较光滑、弯曲度较小,这些设计令发动机在高转时产生的大量废气能畅顺地高速通过,明显地提升了排气效率。但要注意,直径过大的排气管会影响回压效果并使废气降温太快,减慢流速之余更减少了排气管的离地间隙,增加车子被“托底”的机会。一般说来,如果发动机没有经过大幅改装,那么排量在2升以下的自然进气发动机的排气管直径就不应超过50mm,而2升涡轮发动机的也应在70-80mm之内。中段排气管没有单独更换的必要,至少也要和灭声鼓一起换。中段排气管原是系统中最便宜的部份,但加上了三元催化器就不一样了。
●灭声鼓
大部份的排气改装都是从灭声鼓(排气尾鼓、消声鼓)开始,不但因为它容易装配,而且因为高档的灭声鼓用不锈钢(甚至是钛合金)制造。改装灭声鼓除了比原装生铁造的来得轻、耐用外,更是整个系统中最吸引人的部份,因为它不仅可以从车外看到,而且还能发出慑人的音频和声响。灭声鼓大致可分成两类:第一种是利用交错隔板造成反射波的方式来减低音量,原厂灭声鼓几乎都是此种类型。优点是成本低而消音效果好,缺点是(排气)阻力大而笨重;第二种为高性能型号中常见的、用玻璃绵等吸音材料来消声的吸音式。优点是限流少、重量轻,缺点是灭声效果较低,因此一般都会有较大的排气声,但排气声的大小和发动机的性能并没有直接关系。另外,灭声鼓末端的排气口口径也要配合前端排气管的直径,太大并不会有实际效果。值得一提的是,最近市面多了许多据说能提升回压(扭力)的“S”型灭声鼓。而我曾经把一个日本“名厂”出品的“S”型灭声鼓装到一台思域上,再在测功机上测试,结果显示车子的中段性能并没有改善,而高转时的表现却差了很多……在选购灭声鼓时,如果只要求外观、大排气声和一般性能提升,那么很多二、三百元的国产改装灭声鼓就可胜任,但如果要求更高性能提升的话,就以五,六倍的代价选择国外名牌如Remus和Borla等。
第八章:点火系统改装
在发动机里,要汽油燃烧得充分、发挥出最多的能量,必须要有足够的点火能量和准确的点火时间去配合。若点火能量不足,混合气就不能充分燃烧,爆炸力会减弱,这样不但浪费能源,更令这个冲程里产生的能量减少,即发动机的动力性不能完全发挥。若点火时间太早,燃烧的气体会阻碍活塞向上运动,即是做了负功;若点火时间太迟,活塞己作下降运动时燃烧的气体才产生最大的爆炸力,那么推动曲轴旋转的力矩就小了,因此点火时间早或迟都会减少发动机的动力。现代发动机的点火时间都是由行车电脑根据发动机转速来实时调整,在现阶段我们不用去管它。我们现在要研究的是怎样可以把供应到燃烧室的燃油100%烧掉,下面就讲讲有关点火系统的几个主要部件和改装方法。
火花塞
改装点火系统最容易也是最便宜的第一步,就是把原厂的火花塞换上高性能型号。火花塞基本的作用是强迫(引导)点火线圈产生的高压电流通过一个电极间隙时产生火花来点燃汽缸燃烧室内的混合气,因此对火花塞的性能要求当然是火花越强、越稳定越好。由于火花塞的地极(外壳)和高压的中心电极之间的绝缘体要有耐高温和优良的绝缘能力,因此大多用以氧化铝为基础的陶瓷制造,但高性能型号火花塞在电极的材料上则讲究得多。现在高质量的火花塞大都采用铱或铂(白金)等贵金属来制造电极,除了可发出更强而稳定的火花外,更比用铜镍合金制造的普通型号耐用多倍,但售价亦是呈倍数上升。另一方面,火花塞的又一重要作用是把气缸内的热量带走,以维持一个适当的工作温度(500-850℃)。如果温度太高会损蚀火花塞的绝缘体和电极,而被高温烧红了的火花塞更会引发早燃和爆震现象;但如果温度太低,附在火花塞表面的油就不能充分燃烧,容易形成积碳,令火花塞效能减弱甚至产生不了火花! 因此不同冷热度(heat range)的火花塞会用于不同特性的发动机上,以保持火花塞的正常操作。冷型火花塞——即标号较高(注意不同品牌的火花塞可能有不同标准的标号)的火花塞由于散热较快,适用于经常在高转速(高温)工作的高性能发动机,而散热较慢的热型火花塞(标号较低)则适用于低速低压缩比的发动机。在一般的轻微动力改装下不需改动火花塞的冷热度,只有在重改装后发动机经常在高转速下运作,才需改用冷度较高的火花塞,随便改用赛车用的冷型火花塞只会制造积碳,令发动机出现乏力和转速不顺的现象。因此,在其它条件不变的情况下,仅更换冷一度的火花塞并不会带来任何效果,除非驾驶者开车的80%时间内都把发动机转速保持在红线区前的30%以内! 本期“改装实战”介绍的宝来1.8T改装车,我们为它更换大涡轮和做了其它改装后,也只是配了冷一度的火花塞而已……相信一般车主只更换冷一度的火花塞,觉得反应不错,主要原因是心理作用,再加上旧火花塞本来已经老化的缘故。
火花能量
火花塞用的高压电源来自车上的点火线圈。原厂系统大都是电感线圈放电系统(Inductive Discharge System),原理是以一定的电流向线圈充电,形成高压电后在分电器触点接通的瞬间击穿相应气缸内火花塞电极之间的气体,产生火花。这个设计的弱点是储存电能需要一段较长时间,在高转速时系统会因充电时间不足而致使火花能量变弱,令车子损失动力。针对这一点最根本的改善方法是换成电容放电式点火系统(Capacitive Discharge Ignition)。这种系统是用高电压向电容器充电,使充电周期大大缩短,保证发动机在极高转速时仍有足够的点火能量。但因涉及的技术甚为复杂,而且在日常用车中最常用的中低扭矩下根本帮助不大,所以只适合在重改装车和赛车里应用。对于一般车迷来说,把原厂的开磁式点火线圈改为E型铁芯的闭磁式线圈会更方便而有效,这种闭磁式点火线圈特点是磁力线封闭在铁芯内,能减少漏磁并产生更高电压(可高达40,000伏特),令火花塞产生更强力的火花。而且这类点火线圈体积细小,在改装时容易在发动机舱内找地方安置,是一项难度不大但具实效的改装。高性能点火线圈如美国MSD的出品售价大概是1000多元。
点火线
联系点火系统与火花塞之间的点火线(高压线)可算是最受欢迎的改装项目之一,改装此部件的功效是减低高压线圈所发出的高压电流输送到火花塞过程中的损失。一套优良的点火线拥有最少的电流损耗,同时能避免高压电传输过程中所产生的电磁干扰影响车上收音机和行车电脑ECU的操作。一般原厂点火线在控制电磁干扰的设计时,由于成本关系会使用电阻值较高的包覆材科,若改配用硅树脂等高质材料来包覆,粗壮的高性能点火线便可在控制电磁干扰之余改善电阻。但高品质的点火线套装并不便宜,一套日本Quick Power套装要价达3000元,而台湾出品的也要500- 600元。归根究底,如果原厂的点火线不是特别差劲,用上改装品后性能分别不会很大,况且现在新款发动机的走势是根本就不需用点火线了。
电控点火
传统的点火系统主要由分电器、点火线圈、高压线、火花塞等部件组成,而当今的中高档轿车很多己采用电子控制的点火系统。电控点火系统主要由多个传感器、ECU、点火执行器(配独立点火线圈)三部分组成,个别型号更连分电器也省掉,直接由ECU控制点火时间,因此点火能量更高、执行点火的时间也更精确,更不需用点火线(大众车系中的宝来1.8T和波罗1.4 都使用类似的设计)。如要对这类系统进行改装,便需要从ECU方面入手,甚至要整个系统换掉。若你不打算替爱车进行重改装,那么更换高性能火花塞便足够了。
我们车队经常接到一些年青车迷的来信,询问我们是否设有改装训练班,或者能否到我们那里“学改装”。在他们的心目中,汽车改装可能只需上一些短期训练课程或是到改装店、赛车队呆三两个月便可学懂,但这些人中间很多连基本的汽修知识也不懂,他们不知道,光是要成为一位合格的汽修技师都需要3至5年的学习,要成为专业改装专家,10年以上的经验是最起码的条件。
国内改装杂志初看
业余地学习改装的最佳方法是看汽车类杂志(我也是这样开始的),大部份的汽车杂志都会有提及或介绍改装车的篇幅,这是一个很好的开始。和专业汽修技校的教科书相比,汽车杂志图文并茂的内容有趣和轻松得多,令一般车迷较易接受。当有了起码的概念和认识后,便可开始看一些专门谈改装的专业杂志(像《改装与四驱》),慢慢地消化每期不同的内容,刚开始的时候可能不大看得明白,但在一段时间后便会领悟个中原理。可惜国内十分缺乏这类专业杂志,严重影响车迷们的学习进度。反观国外改装杂志非常盛行,而且通过不同的杂志可以了解到每个国家和地区的不同改装文化,对于刚接触改装的车迷来说,是扩阔眼界的极好渠道。由于没有语言障碍,港台的改装杂志应是最受欢迎的。香港由于信息发达和改装文化开始得早,车迷已经很成熟,加上没有进口税和消费税的原因,令进口配件价格相对低廉,因此改装配件市场基本上是世界名牌货的天下。翻阅香港的改装杂志,你会看到最新型号的跑车装上大量名牌配件,加上字少图多的内容和赏心悦目的版面设计,绝对是取得最新改装配件信息的最佳途径。但说到较深度的开发技术和机械原理,台湾的改装杂志会相对容易满足喜欢寻根问底的车迷们。由于台湾有自己的汽车工业,衍生出来的众多配件厂、加工厂开发和供应了大量价廉物美的改装件给同样是本地产的多款汽车,反而一些国外名牌由于价高而不太吃香。另因本土生产汽车的机械规格和性能表现并没有原厂的高(台湾生产的车大部分是由国外车厂授权制造,并不是自主开发的),很多车迷都喜欢把原来的发动机换成进口的二手原厂大功率发动机,不满足的还要再为它加个涡轮增压器才满意,这些改装事例和过程在老练的改装编辑笔下都成为了改装车迷们很好的教材。
国外改装杂志情况
如果你有良好的外语水平,在学习改装时会有事半功倍的效果。其中当然是以主流的英语为最佳(无论是哪个国家的改装配件,它的出口型号一定有英文说明书)。澳大利亚、美国、英国是最多英语改装杂志出版的地方,涵盖的内容包罗万象,除了一般的房车改装,更细分到专门谈个别品牌、超级跑车类、皮卡、专业赛车甚至是货车(对,是货车!)的改装。由于地域和文化习惯不同,三地的改装风格和取向也不尽相同。澳大利亚杂志较多大排量(4升以上)的澳制和日制跑车改装介绍,而美国是世界上最大的汽车市场,同时亦是一个大熔炉,欧系、日系、美系和最近冒升的韩系车款都很流行,大量的专题改装杂志也助长了改装风气,但普遍来说也是偏向大排量和大马力的Turbo车改装介绍。此外由于当地流行直线加速赛,因此改装杂志都喜欢用车子的0-100km/h和0-400m加速表现来衡量改装车的性能。英国的改装杂志是我的至爱,连续看了超过20年的杂志不但令我成为了改装专家(我从来没有进过正规的汽车技校),也是我当初建立赛车队时的主要信心来源之一。英国改装杂志的特点是较多谈论小排量车(2升以下)和较少用增压方式来提升发动机的马力,取而代之的是用较细致的手工和更换精密部件来榨取小排量发动机的马力。另外英国杂志的记者都喜欢到赛车场测试改装车,因此报道时多用赛车场圈速而非其它地方常用的0-100km/h直线加速来作性能表现比较。其实世界上每个地区都有自己的改装文化,有些时候甚至连零件的名称也不同。像内地称为刹车“盘”的这个东西,在港台被称为“碟”,在美国叫rotor,但以说纯种英语自居的英国人却叫它是disc……很可能还有更多的其它叫法。由于语言的关系我很少看中英文以外的杂志(偶而也会翻阅一些日文的,但是我的日语水平连一知半解都做不到)。
总的来说欧美的改装杂志水平整体水平较高,而且在报道改装实例时会更多使用科学和客观的方法去评审真实效果,例如会用流量台来测试改装空滤的透气度和用测功机来比较改装前后的性能提升幅度,加上当地汽车文化历史悠久,车迷水平普遍不低(有统计说在美国有差不多1/4的男性驾驶者能为爱车作简单的DIY维修),能滥竽充数的机会甚少,因此能立足的改装杂志都具有非常高的公信力。
网络上的改装资讯
近年互联网的兴起大大增强了信息流通的速度,对改装车迷来说,要获取最新的改装信息和情报比以前容易得多,尤其是一些专题讨论区的成立更令很多车迷能即时交流一些改装经验和意见。事实上国外一些专业网站确是甚有水平,发表意见的人很多有不错的理论基础和实战经验,但可惜用中文发表的并不多见。而中文改装网站(包括港台)则良莠不齐,说服力往往成疑。此外中外网站都有同样问题,就是由于来去自由,不用为自己言论负责(连登记用的电邮地址都是可以假的),因此网上充满了流言和半假不真的讯息数据,更可能会有一些有利益关系的人在网上自吹自擂,自问自答来制造假像,相比之下改装杂志的可信性和公信力便高得多了。无论如何,多看各方各面的信息绝对有助车迷们提升对汽车改装的认识,只要看时稍加点分析便可免被误导了。
第十章:行车电脑改装初探
今天的汽车在每个环节上都应用了计算机,光是驾驶席上的微型计算机便可把座椅、后视镜和方向盘等设定记忆下来,不同的驾驶者要使用时可以很快地切换到自己先前设定的理想驾驶位置。但在改装发烧友眼中,计算机只有一个芯片,那就是控制整车动力的Engine Control Unit(ECU发动机控制单元)。很多人都知道汽车的ECU是一项非常重要但却又非常神秘的东西,因为一般的汽修厂或改装店都不会(或不懂)随便改动它,现在让我们先来了解一下ECU的功能是什么,然后再看它的改装方法。
电脑控制基本原理
要让一台发动机产生动力,我们首先要按一定的比例把空气和燃料供应到汽缸内(一般空燃比AFR值设定在1﹕14.7,即一份燃料,14.7份空气,这比例最符合环保要求),然后在一个适合的时机把这空燃混合体点燃,在燃烧过程中产生的膨胀气体会把刚好到达汽缸冲程顶点的活塞入下推以产生动力。这个基本要领看上去甚为简单,应该用不上什么高超的电子讲述,但现实往往是比想象中复杂很多,首先是汽车的行车速度并不是固定的,行车速度越高,发动机便需获取越多的空气。为了保持稳定的空燃比例,车子的供油系统必须相应地修正燃料的供应量。此外,发动机在不同的转速尤其是在一些特殊工况(如起动、急加速、急减速等)下,对混合气体浓度会有特别的要求。另一方面活塞的运动周期也会因发动机的转速(rpm)而改变,因此车子必须可以随着rpm的高低来调节点火时间才可以发挥发动机的最大性能。能够在每个时刻和工况下都使最适量的空燃混合体进入发动机内并在最佳时机完全燃烧,是自汽车发明后工程师一直追求的最理想境界,但*机械式的化油器和点火系统始终达不到这样全面而完美的效果,直至计算机化的电子ECU出现才把这种情形完全改观。电子ECU是一个微型计算机,内有集成电路以及其它精密的电子组件,作用相当于一个“中枢神经”,里面储存了大量对应不同天气环境与发动机工况下理想的燃油供应值和点火正时值组合。“中枢神经”通过对来自众多传感器的进气管空气流量、温度、节气门的开启角度、删节轴转速等数据进行汇集、分析和计算,在千分之几秒内高速油量来配合实时的环境和工况,再在形成理想比例的混合气进入气缸后发出点火指令,保证气缸内的燃料完全燃烧,减少了废气排放物和燃油消耗之余亦提高了进气效率,增强了发动机的功率和扭矩。经计算机监控的发动机,基本上在全时间都能控制发挥最佳效率的空燃比和点火时间,达到了在化油器和机械点火系统时代不可想象的省油+大楞率的梦幻效果。以国内车迷都很熟悉的上海大众桑塔纳为例,老款的化油器1.8升发动机只有88.5hp(66kw)功率,但转用了由电子ECU监控的电喷发动机后,在排量和基本设计不变的情况下,最大功率竟提升超过12%——达到99hp(74kw)!而耗油量更从每百公里7.9升下降至5.7升,另外同系的1.6升发动机在电子化后最大功率也有86hp,几乎追上了老款1.8升的功率。最后在计算机优化整个燃烧过程和在三元催化器的帮助下,这款二十多拭上前设计的汽车尾气排放也达到了欧2标准,由此可见电子ECU的威力。
新型的ECU除了能控制发动机外,还有很多控制或配合车上其它设备的效能。如牵引力控制(防滑)装置(TCS),助力转向阴尼系统和自我检测、自我保护系统等,但上而提到的实时调节供油量和点火时间(及增压值——如果是turbo发动机)是直接关系到发动机动力输出的重要功能,亦是我们车辆改装的焦点所在。
为何要改ECU
由于现代的汽车要适应各种天气、环境(如高原、沙漠、严寒和劣质汽油等恶劣条件)及各种驾驶者的不同要求,同时它也要保证这种复杂的情况下依然能够挥洒自如行驶并通过严格的尾气排放、油耗标准,因此在大多情形下,原装ECU内的程序是一个符合众多条件的取佳妥协。以空燃比(AFR)为例,原厂编程员可能会把某些行车情况下(如在等速行车时)的AFR调得稀一点(即油少气多)来减低油耗,以便通过一些国家的油耗测试标准,面貌一新其它的时间里原厂ECU的AFR大都会设定在上文提及的1﹕14.7,因为这是最容易符合尾气标准的比例。但对大部份发动机来说,能发出最大动力的AFR却是在混合气较浓(即油多气少)的范围内。同样为了拓宽车子的燃油适应性(不同地区的不同标号的燃油),原厂设定的点火提前角一般都可适应较低标号的燃油(发动机在不同的点火提前角点火时输出功率是不一样的),也就是说你现在发动机的点火提前角未必能与你现在使用标号的燃油搭配最佳……如果可以把原装程序向偏向动力表现方面修改一个,便能把马力增大5-8%(turbo车更可达15%),看到这里,你是否心痒痒地想动手改ECU呢?
如果你真的不想妥协,最佳的方法是按个别驾驶者的要求重定ECU程序,但因为成本和技术水平的关系,有些车迷会退而求其次地为爱车装上一些俗称“二次进气”或“燃油追加“等配件来增加进入发动机的燃油和空气量,这些配件其实都是以绕过原装传感器或改变传感器电压的方式来”欺骗“ECU,使其在不知情下改变进入发动机内的空燃比值,令发动机在某些情形(工况)下的动力表现有所改善。但这种不全面的改扭亏为盈方式会带来其它副作用甚至可能产生安全问题,而正统的改ECU方法虽然成本较高,却能免却很多不良的后遗症,因此在下期我们将会详谈多种不同的ECU改装方法。
行车电脑改装分类
在上期的“改装物语”里我曾说过:“如果把原装程序向偏向动力表现方面修改一下,便可以把马力增大5-8%(turbo车更可达15%),这可能是车迷们想向ECU动手的原因吧。”文章刊出后,车队的技术总监对我说:“啊啊,你说得可轻松,哪有那么容易,弄一下便可多5%马力? 你可不要误导人啊!” 技术总监的保留绝对是有理由的,要NA车(自然吸气Normal Aspiration)在其它条件不变、光*改动ECU的情况下多出5%马力,并不是一件简单的事,要知道原厂工程师也绝不是省油的灯,如果不是有专业的设备、深厚的理论基础和丰富的经验,随便地改动原装ECU内的设定不但不会有预期的改装效果,更有可能会把发动机弄坏!(就像大家在F1里见到比赛中的赛车时突然“拉缸”一样,发动机在一阵白烟中就报销了) 因此大家在动ECU的脑筋时要切记小心行事。
转存程序芯片
改装ECU有多种方法,其中最简单的是一种已流行十多年的转换储存程序芯片方式,更换不同编程的芯片时,只要把ECU的背板拆开,拔掉原来的芯片再换上新的芯片便完事了,由于一些旧款的E-ROM芯片仅可写入程序一次,因此每次修改程序后都须用刻录机把程序刻入空白芯片来替换出原来的芯片。近年很多新车的ECU使用了可以多次重复读写的Flash-Rom (快闪记忆)芯片,在修改程序时不用更换空白芯片便可直接加载,较E-Rom方便多了。但不论是哪种形式的芯片,原厂和芯片改装商设计时都会加入保护设计来防止被译码和盗拷,因此在改装时,芯片改装经销商先要把每台车的数据上传到芯片改装商去认证车身号码、ECU编号、年份/规格。在数据确定后,相关的程序才下传到经销商的电脑,技师再用刻录机把数据写入空白芯片或经原来用作连接原厂检测电脑的插口,把ECU内的Flash-Rom芯片程序更新。这种形式的ECU改装方法不会给予车迷任何的调整空间,但好处是省心省时,十分适合一些没有或只是轻度改动过发动机(包括进排气系统)的原装车。著名的Superchips是这行的佼佼者,其售价约为6000至10000 元不等。(此种改装能保存车上的原装电子功能)
外挂可调式计算机
另一种较为复杂但可给车迷较大调校自由度的是外挂可调式计算机,又称为跨接式的可调式计算机。它是要依附原装ECU一起使用,其控制机制是利用“截取”或“绕过”来变换原装传感器至ECU间的线组讯号,达至改变供油量和点火时间的效果。部分外挂式电脑会有一个基本行车程序随机附送,一般情形下已有不错的表现(要注意国外型号和国产型号在规格上可能有分别,因不同车型和不同的改装电脑匹配性是不一致的,需要改装店家技师进行调整),但此类型产品的最大卖点是它的可调性。不同品牌和级别的外挂电脑可提供不同的调校空间,例如有些高档型号允许大幅度改动供油和点火、turbo发动机的增压值、Vtec的开关时机和发动机的断油限制等,但有些基本型产品调校范围和功能就少得多。如果你的爱车动力系统经过大幅改装,重要的性能数据(如压缩比,涡轮增压值等)已严重偏离原厂标准,外挂电脑可以把发动机改装后的潜能完全发挥出来,而且由于原厂ECU的存在,车上大部分原装电子功能仍能得以保存。但在使用这类电脑作大幅度调校时要非常小心,偶有不慎就会为发动机带来灾难性的后果。著名的外挂电脑品牌有Buddy Club 和HKS的FC-Con等,硬件价钱约在4000多元以上(未包括程序修改的工费)。以上两种ECU改装现在一般的改装店都可以进行。
专业级ECU
如果你的爱车经过重度改装,发动机内(活塞、凸轮轴)外(进排气)等已经全改并加装了Turbo或超级增压器,甚至是预备参加专业赛事,那么你需要的就是更大调校幅度、更好调控精细度和更高使用方便度的专业级ECU。 这类型ECU除可操控车子动力系统上现有的电子部份外,一些后加的重改装如额外的喷油咀和中冷器洒水系统等也完全在控制范围之内,更可以记录运行数据,并有自动修正功能。装设专业级ECU时首先要把整个原装ECU移走,然后配上新的传感器,再重整电脑线组和插口以便连上新的ECU。在安装ECU这个步骤上绝不能含糊,以我的经验,很多专业ECU在使用时出现的问题其实都与安装不当有关,亦是很多改装后不快经历的主因。在程序设定方面,个别专业型ECU也有一些流行车型的基本行车程序提供,但很多情况下使用者都要重新对其进行编程,因此负责改装的必须是资深的技术人员。
总的来说,如果改装得宜,专业级ECU可以支持天空海阔般的改装空间(改变增压、排量甚至是换上一颗完全不同品牌和工作原理的发动机都不成问题),但如果做得不好,则连发动机启动都成问题。此外由于原装ECU已不存在,一些车上原有的电子功能(如自我诊断故障和防打滑等)亦会失去。Autronic、Motec等都是专业级ECU中的名厂产品,售价约从一万多元起。
按需选择
大部分人在谈到ECU改装时都只是盯着硬件上的搭配,好像换上某名牌ECU后车子便会有立竿见影的动力性能提升,这实是改装上的一大误区。ECU只是一件工具,不同的类别和品牌的差异要看你实际的需要。打个比喻:如果只是做一般的加减运算,那么你用一台计算器、一台PDA,或是一台笔记本电脑、桌面电脑(无论IBM、DELL还是联想),它们的运算速度几乎没有分别。同理,如果你要做的改装只是最基本的层面,即便用上名牌也不见得比普通产品好上多少。归根究底,改装ECU的效果要看编程人员的功力和是否有足够的测试设备(如专业用的空燃比表、测功机等)。试想,如果编程员只抱着笔记本电脑,坐在副驾位置和车主在公路上一边“生死时速”,一边凭感觉去调校供油量和点火正时,这不但危险而且也不科学,调出来的效果可能比原来还要差(当然在一般街车的改装程度上,这种方法也是基本可取的)。而在赛车场上,你常看到工程师现场用手提电脑调校程序,这是在原有改装程序上根据天气、赛道情况的程序细微调整,但不会偏离原改装程序太多。事实上改装ECU的最大成本并不在硬件而是在软件,要开发一套完全根据个别改装车情况量身定做的ECU程序,需要一名资深编程员连同其他技术人员在测功机上工作一整天甚至是更长时间。说到底,如果调校技术不过硬,或是专业设备不足,应采用一些著名品牌的芯片或沿用外挂式附加计算机的随机程序,这些可能并不是最理想的ECU改装,但绝对是最保险和最合乎成本效益的方法。回想起来,我真是把“修改一下便可多5%马力”这句话说得太轻松了。
接下来我会用余下的钱把POLO的前刹车片换成如IDI或Ferodo等高性能刹车片,来增强车子的制动性能,这些运动型刹车片比原厂型号有更高的摩擦系数和工作温度范围,非常适合这类轻度改装。另一方面,由于POLO是FF(前驱)车,前重后轻的重量分布令后刹车只承担不到30%的制动工作,加上POLO原厂已有高性能的后刹车碟和不到1100kg的车重,整套刹车系统实是超班之作,因此我不会花钱在后刹车上,而7000元改装亦到此为止。
14000元改装方案
如果把预算增大到14000元,在先前的改装基础上,我会把原装的前后弹簧换上低矮和较硬的运动型弹簧(如Eibach专为POLO设计的Prokit 弹簧套装)。这些运动型弹簧大都有渐进式设计,在日常轻度驾驶时会保留大部分的乘舒感,另外它那不太高的弹性系数和只把POLO车身降低约25mm的设定,令它可配合原厂减震器使用,达到提升车子的操控性(因为重心和抗倾力都改善了)之余又可减低改装成本的目标。当然最理想的是连减震器一起更换,这里我建议把原厂减震器换成不设调校功能(如Bilstein ,KW)的运动型产品。这些运动型减震器虽然没有任何调节功能,但它们胜在简单和阻尼设定不是太硬,配合运动型弹簧便可在进一步改善整车的抗倾力的同时保留一定的乘舒感。到这里我们已耗去了大部分的预算,最后如还有余款,我会买一套英国Powerlex硬衬垫装到悬挂上去,彻底地把POLO的底盘运动化。
以上并非唯一搭配
到这里大家可以看到,在有限的预算里我尽量把钱用在增强车子的操控性上,作用就是继续扩大这台小车原有的优势。改装后这台POLO在直路上可能不能和大排量的车比加速,但一到多弯的路上,那些又大又笨的车一定会被小POLO的表现惊得目瞪口呆。而如果把预算花在动力改装上的话,我相信多花一倍的钱在直路上也不可能超越大排量车;同样,如果把钱花在外观上,例如换更大一号以上的轮圈和轮胎,对实际的性能并没有多大帮助,太大的轮圈/轮胎只会增加车重和加长变速率(因为轮胎直径大了),令车子加速更慢,在改善操控性方面反而不及配合车子马力比例但窄一点的轮胎。
在这里我想补充一下,以上的改装方法是针对POLO1.4进行的,并完全以增强操控性能为目标,它们并不是唯一的选择和搭配,而且要配合特定的使用环境才会有最佳的效果。例如车子是长期在优质路面的高速公路上使用,那么不妨选用更矮而硬的悬挂设定,再加大刹车碟和采用低扁平轮胎等改装配置;但如果主要在路况并不太好的地区使用,就要选用行程较多的减震器和较软的弹簧,配上高扁平轮胎才是更好的设定(情形就像拉力赛车应付柏油路和砂石路面时的不同设定);如果使用地区路况甚差或根本是全年大部分时间不是下雨便是下雪的话,那便应干脆找台越野四驱车好了。
十四章:改装中常见问题答疑
■问:“我花了数万元改装我的爱车,但车子的动力性能好像变差了,是什么原因呢?”
细问之下才了解到这位车迷原来把钱都花在夸张的大包围、大尾翼、排气管和大号轮胎轮圈上。如果这位车迷要求的是感官上的效果,他大致得到了满足,因为大包围、大号轮胎轮圈等改装件会完全把车子“改观”。但在真正的性能提升上,这些配件并不能帮什么忙,甚至会帮倒忙,因为它们不但加大了车子负重,更增大了风阻系数,直接影响了马力原本就不大的车子的加速和极速性能。另外比原装大了二、三号的轮胎、轮圈除了增加了重量外,更改变了车子的综合变速率(这是包括变速箱挡位齿轮、主减速齿轮和轮胎直径的综合效果),进一步减低了车子的提速力。本来改装高性能的排气管可以帮上一点忙的,但可惜他配上的只是外形甚为吓人,实际上除能发出隆隆巨响外,完全不能改善排气效率的劣质货,效果自然是事倍功半了。
■问::“我的车加装了冬菇头、火花塞、高压线和排气管等一大堆改装件,但在和同款原装车一起比0-100km/h加速时并不觉得我的车有明显优势,令我非常烦恼,是不是有地方出问题了?”
其实“改装物语”的忠实读者都知道改装火花塞、高压线等配件大多是籍减低损耗来提升个别部件的工作效率,并不能实际提升发动机马力。而冬菇头和排气管在性能提升上的实际数值也并不高,更何况还要看配件质量和搭配是否得宜,因此在0 -100km/h的比试中成绩不突出也不算奇怪。一般来说,一台小轿车要在0-100km/h 加速测试中有超过一秒的改善,就需要有10 -15%以上的马力提升。而在NA(自然进气)发动机内部没有改装的情形下,光*外围一些小打小闹的改装是不可能有大动力增幅的。此外许多人都不会承认但却往往是关键所在——驾驶者的技术水平,这对一项在10秒内(一般0-100km/h的需时)完成的比试来说非常重要。如果开车的人在发车时把握不好油门和离合器的控制,或他对发车讯号反应过慢,又或他的换挡动作做得不好,任何一项都会对加速成绩有近一秒的影响。不过我的经验是:从来没有人会承认加速慢是自己的问题,而把一切都归结在车子和改装的不济上……
■问:“我车子的原装刹车系统是前盘后鼓,我想增强刹车效能,把后刹车换成盘刹好不好?”
除像保时捷911跑车一样因前轻后重的车重比例而有接近50:50的前后制动比例外,大部份轿车上的前刹车系统都需要担当超过70%以上的制动工作,其中尤以超过60%车重压在前轴上的前驱车(FWD)为甚,相反后刹车系统的工作量并不大(此点可从前后刹车皮的寿命上看出来,前驱车上的后刹车片平均比前刹车片耐用一至二倍),因此很多车厂才会基于成本原因把前驱车的后刹车设计为鼓式刹车。前盘后鼓式刹车系统在制动能力上和全盘式没有多大分别,差别只是鼓式剎车散热效果较差,但因过热而引致后制动力衰退的现象只可能在下场比赛时才会显示出来。另一方面,车厂在设计刹车系统的前后制动比例上是经过严格考虑的,能应付不同的天气、负重和路况。如果随便换上一套没有经过计算的盘式后刹车,很可能会令后轮的制动力过强或过弱,加上改装的后刹车可能无法配合原厂的ABS和TCS等防抱死和防打滑功能,这都为行车安全带来巨大隐忧,所以我并不鼓励这样的改装。如果要增强制动能力,为前刹车换上高性能刹车皮甚至是大号卡钳和刹车盘才是最有效的做法。
■问::“我看过《头文字D》漫画书,非常喜欢文中的改装车和它们在比赛中使用的“飘移”技术,但我听说只有后驱车才容易“飘移”,而我的车是前驱车,该如何改装才能做出这些美妙的动作呢?”
《头文字D 》漫画书里的“飘移”技术是作者用一些夸张的转向动作渲染出来的,严格来说是一种花式表演动作,不会在正式比赛中使用,因为这些动作会把速度拉慢很多。要做漂亮的“飘移”动作,首要条件是要有一台大马力(大的马力推重比)的后驱车(RWD),因为RWD可用油门来控制驱动轮(后轮)的打滑程度,同时又可以以方向盘来控制转向轮(前轮)来保持车子出弯角度。前驱车因为不能如后驱车般把驱动和转向分工,同时猛打方向和加油只能令车子出现推头(转向不足)现象,达不到“飘移”效果。前驱车要“飘移”的唯一办法是用手刹把后轮锁死来催生甩尾(转向过多),但由于在刹车和甩尾的过程中损失动力太多,在不能持续加油的情况下并不能作不同方向的连续打滑(甩尾)动作。基于上述的先天特性,前驱车不论如何改装都不可能成为称职的“飘移”用车。
■问:“我的车子不属于流行的改装车型,在市面上买不到改装配件。我接触过的改装店都说我的车是没有办法改的,还劝我把车换成改装配件较多的流行型号,情况真是这样的吗?”
这的确是一个难题,因为车迷眼中的“改装”对一般改装店来说其实只是“安装”,即把原装部件拆下来(或根本不用拆),再把一些现成的、专门为某车型设计的高性能部件“安装”到车上。如果市场上没有现成的改装配件供应,他们也是无能为力的,因为改装店若要为一台买不到现成配件的车“改装”,等于他们要特别为这款车“开发”改装配件,要花的时间、人力和物力会比“安装”现成配件高出很多倍,而且还不一定成功,从生意的角度看是完全不合算的。归根到底某些车型买不到现成改装配件必有原因,如果坚持进行改装成本必定很高,但如果时间和费用不是问题,世界上没有什么车是不能改装的。
第十五章:改装次序先软件后硬件
大多数车迷改装自己爱车的目的,都是为了提升车的性能表现,让它提速更有力、过弯更好玩。因此在改装时主要焦点都是放在动力系统、悬挂和刹车系统等明显的硬件上,为此花费往往可能达数万元。但在改装之前,各位有没有想过自己是否已把车子的潜能发挥殆尽呢? 当初《改装与四驱》主编陈刚兄跟我 谈“改装物语”的内容时,特别提到要照顾到广大读者的需要和能力,写文章时须深入浅出,明白易懂。而改装项目要符合一般民用改装要求,切不可把象牙塔内的赛车专业技术改装搬到民用车上。这下子真是难为了才疏学浅的小弟,写文章从来不是我的强项,为了达到陈兄指令“深入浅出,符合民情”的要求,我想到一个方法,就是把“改装物语”内的改装项目由便宜至贵来分项,即开始的时候先谈一些很基本的,花费不多的性能提升方法 (如上期提到的减轻车子的负重提升性能),跟着再谈一些性价比较高的改装方法 (如底盘和行车计算机等),最后我们才会谈到昂贵的改装方式(如更换凸轮轴,加装涡轮增压等)。除硬件的改装外,我更会涉及“软件”方面的改善要诀,这里的“软件”并不是指行车电脑(ECU)内的计算机程序,而是指坐在驾驶座上的你,因为无论车的马力有多大,如果开车的人技术不好也是枉然的。
“软件”改装是首要
如前所说,大多数车迷在改装自己爱车时,都把重点放在了硬件上,花费数万元都不在乎。但在此之前却没有搞清楚是否已经将自已车子的潜能发挥完全。如果因为驾驶者自身的技术未到家而使车子性能表现打了折扣,那么再强劲的改装也只会事倍功半。我建议一些对自己的驾驶技术有怀疑的朋友先到赛车学校“改装”一下,然后再开始对自己的爱车进行改装。
下面就介绍几种把车的性能尽情发挥的方法。要让车“动若脱兔”,其中一项要诀就是让发动机转速(rpm)保持在它的power band内(充沛动力的区域,即发动机加速力最强的转速范围)。要知道某一台车子的power band,除参考原厂数据外,更可以在一条安全的大直路上以三挡全油门提高车速,从转速表留意发动机转速的提升,车速提升得较快的转数区域就是Power.band(当然最科学的方法是用测功机来量度power.band,因为一些经过大量改装的发动机, power.band可能和原来的相差甚远)。能把发动机转速保持在Power.band内,就能保持车的加速力。要注意掌握好换挡时机,但不一定是转速越高越好,过迟换挡会令转速高于power band,不但不会得到强大的加速力,更可能把发动机烧毁。但过早转挡会令换挡后的转速跌出power .band,损失加速力。大家可留意到专业赛车(甚至是F1赛车的方向盘上)都会装上换挡提示灯(shift light)?可想而知换挡时机对维持车的加速力有多重要啦。
座椅是必须的
玩车的人都喜欢提“人车合一”这个词,其含义可能有点深奥,不过有一点是基本的而且并不难做到,就是要让驾驶者坐得稳。在赛车场上有句话说:一张好的座椅价值两秒(圈时),因此所有专业车手的赛车座椅都是度身订做的,而往往一名新加入某F1车队的车手第一件要做的事并不是到赛道上试车,而是要到赛车工场里“试座椅”(seat fitting) 在一般情况下如能改用赛车的桶型座椅是最好,但要注意选用专业品牌 (如Sparco, Sabelt, Recaro等),因为这些专业品牌的座椅全都经过了严格的撞击测试,不像一些劣质的赛车座椅容易在意外中不堪撞击而折断,不能发挥保护驾驶者的作用。另外座椅底座的改装也不能掉以轻心,随便乱改不但令驾驶者坐得不稳,在意外发生时更会为驾驶者带来更大的伤害,总之一切改装都要以安全作为大前提,不能作出任何妥协。若因成本或桶型座椅带来出入车厢不方便等问题,那么可考虑装上赛车用的四点式安全带,并把安全带的松紧调节到令背部紧紧贴在原装座椅上,一点也不能移动的地步,这不失为一个不错的折衷方法。
方向盘与踏板
现代房车的方向盘一般都装设了安全气囊,因此我不赞成在这里作任何改动,如果您的手汗较大,戴上手套来开车就把问题解决了。脚踏板的改装,讲究的是适合脚位:刹车踏板应该高于油门踏板,油门踏板稍向左加宽,以便于做跟趾动作。踏板面只要有防滑设计就行,花巧的形状和颜色并没有什么真正的作用。另一方面,如果你的车并未装有固定踏板(dead pedal),即在离合器踏板左边的第四个踏板,您必须赶快加装一个。这踏板的作用是来安置不踏离合器时的左脚,以便在急速过弯时左脚蹬踏来支撑身体,保持驾驶者的平衡。此外,要注意在玩车时不应该穿硬底皮鞋、大头鞋、凉鞋等,专业的赛车鞋并非虚有其表,它可以让驾驶者清晰感受到刹车和油门踏板的压力,更准确地控制力度。除了赛车鞋之外,薄底、轻便的运动鞋也可采用。
对待仪表的态度
对于在车厢内装置众多的仪表,我的态度是不置可否。那些仪表的装置无疑能令车厢生色不少,但实际的效用却并不大,因为这些仪表是用来监察发动机在接近极限时(即是车在高速飞驰时)的状况,但试问驾驶者此时哪里还有时间和心情去逐个观察每个仪表上的数据呢 ? 在真正的赛车上是用计算机搜集和纪录所有数据,并在某一数据接近预设的警戒线时才经液晶体(LCD)的中央仪表板向车手发出警告,因此在一般情形下车手是完全不用理会也无从理会仪表的数值。话要说回来,如果你的车经过了大量改装,那么一些监测仪表(如油压和涡轮压力turbo boost 表 )也是有必要加装的,但最好选购一些设有记忆设计的高级型号,以便纪录和分析跑车在“激走”时的最高或最大读数。
尾翼和大包围
最后要谈的是大尾翼、大包围等配置,我在第一期改装物语就提到过,重量是赛车的最大敌人,因为重量对于车的加速、刹车、转弯性能都有负面的影响,对于动力弱、悬挂软的街车来说,重量更显得尤为重要。如果你的车不能轻易加速到150km/h,那么尾翼、大包围等部件除了能作装饰之外,没什么好处,因为这些部件起到挠流效果的时间不多,却加重了负担,让车的反应变得迟钝,何况能买到的产品并非全部都有实际的挠流效果。
总之,加装的装备不仅要让你的车很有跑车味道,而且要符合以下三点要求:一、帮助驾驶者更清晰地了解车的行驶状态和更专心地作高速驾驶;二、保证手脚能准确控制方向盘、脚踏和排挡杆;三、在突发事件时(如车子出现滑溜)可以更稳定地作出有效的更正动作。
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