如何在不加装涡轮增压器的情况下,提升发动机动力

只要你在美国汽车聚会上待得够久,就会听到“冲程发动机”或“扩缸发动机”这个词,然后人们就会吹嘘扭矩之类的性能——通常指的是福特野马GT或F-150,甚至是凯迪拉克CTS-V。如果你曾经好奇过“冲程发动机”或“扩缸发动机”到底是什么,那么这篇文章就能为你解答。本文将探讨什么是“冲程发动机”,它的目标是什么,以及如何实现这些目标。我们还会简要介绍“减冲程”发动机,并列举一些著名的例子。

如何在不加装涡轮增压器的情况下,提升发动机动力-有驾

什么是冲程发动机?

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加长冲程发动机是指通过增加活塞在气缸内的行程来延长活塞运动的发动机。更长的活塞冲程能够将更多的燃油和空气压入气缸,从而提高燃烧循环的总功率,并为曲轴提供更多能量,进而增加传递到车辆车轮和变速箱的扭矩。这种改装方式常见于自然吸气发动机,与涡轮增压或机械增压相比,它通常是一种更经济的提升动力和扭矩的方法。同样,大多数加长冲程套件也适用于大排量发动机,其中最常见的是20世纪60年代和70年代的V8发动机。

虽然在强制进气发动机的新时代,这种做法已经逐渐式微,但仍有一些人为了提高性能而对他们的现代发动机进行冲程调整。

如何给发动机加冲程?

增加发动机冲程的基本原理是增加发动机活塞在缸体内的行程。虽然市面上有专门的套件可以帮助你完成这项操作,但并非所有发动机都适合进行冲程改装。有些发动机比其他发动机更容易适应这种改装,因为如果操作不当或改装的发动机型号不合适,你花在清理发动机残骸上的时间可能比享受额外动力的时间还要多。增加发动机冲程的方法有很多种,我们将逐一简要介绍。

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发动机扩缸时常见的升级项目包括:

  1. 安装了一个行程更长的新型曲轴。

  2. 加长连杆:连杆越长,活塞移动的距离就越远。

  3. 如果配合新的曲轴(通常包含在完整套件中),增加缸径可以提高发动机的排量。

调整发动机冲程的三种方法

冲程发动机的缸径冲程比分为三类:短缸径(缸径小于冲程)、长缸径(缸径和冲程相等)和长缸径(缸径大于冲程)。发动机的特性取决于这些分类;短缸径设计优先考虑扭矩,适用于较重的车辆,而长缸径设计则常见于赛车,以获得高转速功率。

  1. 超方形设计:缸径大于冲程。这种设计常用于赛车,因为它能增加进气量和发动机转速,同时降低活塞平均速度,从而提高可靠性。这也可以称为缩短冲程,因为在大多数情况下,气缸的冲程会缩短。

  2. 方形:行程和缸径长度相同。

  3. 短行程发动机:缸径小于冲程。这种布局常用于越野或城市巡航等用途,以提供更大的扭矩。短行程发动机的例子有很多,例如2008款兰博基尼5.2升V10发动机、丰田凯美瑞搭载的Dynamic Force 2.5升直列四缸发动机以及宝马B48 2.0升直列四缸发动机。

增加发动机冲程的优点和缺点是什么?

增加发动机冲程有利有弊。主要优点是动力和扭矩的提升。只要你使用的发动机是公认的适合改装的发动机,你就能从中榨取更多动力和/或扭矩,而无需使用机械增压器或涡轮增压器。一些人认为,增加冲程是一种更纯粹的改装风格,能够最大限度地榨取发动机的性能,而经典车爱好者则更喜欢自然吸气发动机的动力输出特性。

使用加长冲程发动机也有一些缺点。首先,改装发动机需要额外的成本。改变发动机的缸径或冲程是一个非常复杂且耗时的过程,因此成本很高。大多数改装店强烈建议您将发动机加长冲程的工作交给专业人士,除非您想冒着从您崭新的V8造型“镇纸”的油底壳里凿出大块金属的风险。

随着活塞尺寸增大、转速降低,发动机的转速也会随之下降。加长行程发动机更注重扭矩而非高转速、高负荷运转,而每个活塞增加的质量反而会阻碍扭矩输出,导致一些加长行程发动机的转速下降。另一个需要考虑的问题是,与涡轮增压套件不同,有些改装是无法逆转的。如果你已经到了需要增加缸径的地步,那么即使你想恢复原状,也无法做到。

去划水怎么样?

缩短冲程是指减少发动机的冲程,从而降低排量,但使其能够达到更高的转速,并在高速运转时获得更大的功率。这可以通过使用冲程更短的曲轴来实现,或者在某些情况下,通过切除活塞顶部的材料来实现。虽然短冲程发动机的总扭矩低于长冲程发动机,但它可以减轻连杆等内部零件的压力,从而提高发动机在高速运转时的可靠性。

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4N Motorsports推出的针对宝马3系、4系、M3和M4所搭载的N55/S55直列六缸发动机的改装套件,就是一个颇具争议的新例子。该套件可以将发动机排量从3.0升降低至2.8升、2.6升甚至2.4升。这种缩短冲程的改装使得这台巴伐利亚发动机的转速达到了惊人的9000转/分。4N Motorsports自身也拥有一辆经过缩短冲程改装的赛车,这是一辆2015款宝马M4(F82)赛车,搭载了一台2.4升涡轮增压S55直列六缸发动机,最高转速可达11000转/分,并在9500转/分时爆发出901马力(662千瓦)的强劲动力。

著名冲程发动机示例

383冲程发动机

从雪佛兰Chevelle、Camaro、Nova和El Camino到庞蒂亚克GTO ,众多雪佛兰、庞蒂亚克和普利茅斯车型都搭载了383发动机。其他发动机也可以改装成383 Stroker,因为383这个数字就是缸径×缸径×行程×6.2838的计算结果。但最著名的改装发动机是雪佛兰350 V8,也就是人们常说的雪佛兰小缸体发动机(Chevy Small Block)。383改装之所以如此受欢迎,是因为它融合了小排量V8发动机高转速的特性和大排量400系列发动机更大的扭矩,同时又避免了400系列发动机常见的过热问题。383发动机如此著名,以至于雪佛兰性能部门(Chevrolet Performance)在2020年开始提供383发动机套件,至今仍可在其网站上订购。

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383 Stroker 发动机不要与 Mopar 383 大缸体发动机混淆,后者是同一时期道奇和克莱斯勒产品中出现的完全独立的工厂 V8 发动机。

福特347

347发动机以福特302 V8发动机为基础,是市面上最受欢迎的非雪佛兰V8发动机之一。347发动机的功率在400马力到500马力以上,最常见于经典福特猎鹰和野马在直线加速赛道上以惊人的速度飞驰,但也常被改装到老式Bronco车型上。

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LS系列发动机

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雪佛兰似乎是改装发动机领域的王者,其现代紧凑型V8发动机LS系列广受欢迎,几乎可以改装到任何能够安装它的车型上。因此,众多公司为不同世代的LS发动机提供各种尺寸的改装套件也就不足为奇了。一种常见的改装方法是使用LS3缸体打造一台416立方英寸的发动机,或者使用6.0升缸体扩缸至408立方英寸,并搭配4英寸冲程曲轴。

常见问题解答

加长行程发动机的意义何在?

冲程加大发动机的总体目标是在无需强制进气的情况下提升马力和扭矩。它以提升扭矩而闻名,最常见于小型和中型V8发动机。

383 Stroker发动机是什么意思?

383 Stroker 指的是将雪佛兰 350 小缸体发动机扩缸至 383 立方英寸。它是史上最著名的扩缸发动机之一,拥有众多忠实拥趸。

冲程式发动机的缺点是什么?

主要缺点是这项升级非常耗费人力,而且不可逆。它还会限制发动机的转速上限。

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