[Modi-ctionary]源自於WRC賽事的改裝技術:
Anti-Lag System 偏時點火系統
「偏時點火系統」是渦輪車用來克服渦輪延遲的一種系統,最早起源於WRC賽事,在這競爭激烈的世界越野拉力賽中,講求的除車手本身的能力外,車輛的設定更是攸關勝負的重要條件,雖然一般認為這些Rally Car注重的是底盤系統與車體選擇方面,但這其實是 FIA 對動力單元 的限制給人的誤導。
在過去,賽制規定最高等級的A8組僅能使用市售 2000c.c.引擎(2011年開始為符合環保趨勢更改為1600c.c.引擎),並需是 2500 台以上年產量之市售量產車,馬力調校更以 300 匹馬力為上限、渦輪本身則規定安裝限制進氣量的限流器,更別說在安全方面的要求簡直可用吹毛求疵來形容。
在這嚴苛限制下,各廠隊無不大動腦筋到沒有規定的扭力表現上,而最直接的方法就是針對渦輪進行改造,這也成為Rally Car致勝的關鍵之一。
而在渦輪改造上,除其所追求的強大扭力外,渦輪反應更是相當重要的一點,渦輪反應愈快,自然有更好的加速性,雖說馬力上限有限制,但扭力累積的速率變快,等於讓動力輸出更快到達峰值區域,自然就能讓有限的性能更加發揮。
開發Rally Car的團隊針對提昇渦輪反應方面,認定克服渦輪車最大的敵人“Turbo Lag”,就是加強這部分的不二法門,偏時點火系統也因此而生,事實證明,Rally Car使用的偏時點火系統,讓這些賽車在極刁鑽的連續彎道中,能夠在減速進彎後,以最迅捷的速度在出彎同時立刻發揮強大的加速力,要說偏時點火系統是為了因應彎道而生其實也不為過。
【偏時點火的原理與作動】
正常引擎的點火時機是在活塞到達上死點時點火,現今的電子噴射引擎之點火系統多由ECU所控制,通常點火正時是完全不可調的,其點火時間只會隨車輛的負載而改變,ECU更會隨時偵測真空值、節氣門開度、車速及轉速等參數,進行度數的改變。
由於點火提前過多時,引擎可能會產生爆震現象,對引擎產生傷害,因此爆震感知器測得此 一狀況,就會通知 ECU 將點火時間延後,使爆震狀況解除後再將點火角度恢復提前,其實此工作狀況是一直循環發生的,亦是一般車輛點火時機的標準反應。
但偏時點火系統則是利用改裝的電腦,在收油的同時將點火時機退後,讓應該在燃燒室內壓縮、爆炸的混和氣,在空氣燃燒殆盡後、殘留大量的油料排放至排氣頭段中,再藉由追加的進氣管路再次形成混和氣,由於渦輪本身的高溫引燃混和氣,利用燃燒室外之二次爆炸所形成的壓力推動渦輪葉片,使渦輪增壓值維持在持續增壓的狀態,如此在再次補下油門時就不需要等待渦輪蓄壓,能夠在短時間內使渦輪再度全開。
單靠電腦調校其實仍不足以完成偏時點火系統,包含二次進氣的管路配置,排氣系統等周邊亦需有所更動,一般市售車要改裝都需自行設計進氣管,其位置大致分為歧管端或頭段處,前者需小心爆壓對氣門的傷害,後者則要注意較高的溫度對電磁閥耐用度之影響。另外排氣系統則是要選擇全直通排氣管,讓爆壓順利釋放,亦才能附帶偏時點火系統最吸引人的強大爆音與熊熊火焰。
雖然偏時點火有減少渦輪遲滯、提昇加速性的優點,但改裝的人卻不多,原因是其產生的強大爆炸力與高溫,會使排氣頭段、渦輪排氣端葉片與氣門周圍等部分之負荷加重,相對使渦輪本體壽命減少,加上較高的排氣溫度(功能開啟跑 一趟山路排溫通常破千),其實都對引擎耐久度有所影響,亦有可能造成一定程度之傷害。
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車輛熄火(化油器車款vs噴射車款)
在路上塞車,走走停停後,開始出現的頻繁熄火問題,原因何在?
其實這就是是空燃比的問題。就噴射供油車款來說,進氣部分有進氣溫度與進氣壓力兩個感知器,進氣壓力是Map的對應值,進氣溫度主要是針對環境變化提供供油補正。但是化油器並沒有這樣的設計,因此化油器得針對主要環境做空燃比設定,過冷或是過熱,都會有熄火的問題。於是噴射與化油器同處非常嚴熱的相同條件下,噴射車熄火機率遠低於化油器車款,正是這個原因。不過化油器是可以為此調整的,過冷可以藉由阻風門調整,平衡怠速,這原理是阻風門開啟後,讓進氣量變小,於是形成濃供油,應對冷空氣的高含氧量。
然而過熱呢?當長時間慢速行駛後,空冷瀕臨失利,引擎的高熱傳導到化油器,化油器的霧化效果不僅變差,同時空氣到此後經過化油器與歧管時,也因為受熱而膨脹。熱空氣的含氧量相對低,於是對油的需求自然降低,對應到化油器一成不變的供油時,汽油供給過大 於是空燃比失調,熄火因此產生。正確的作法是:化油器上除了怠速調整螺絲外,通常還有一到兩顆空氣調整螺絲,有人稱作風門螺絲,這螺絲控管氣道大小,決定怠速與副油嘴量的大小,可以改變空燃比,鎖緊稀薄、放鬆增加,稍做調整後,待怠速提升後,便完成設定。不過待通過塞車區後,剛剛調整的風門可能又會變得過大,又得調整回來。
但是部份美規車型的風門螺絲被封死,並無法調整,這是基於環保排污所致,又該如何應對呢?1.能夠調整怠速者,應立刻提高怠速,將轉速調高至1000到1200轉之間。二行程者,這時可以利用阻風門,略微的開啟試看看,此舉雖然與混合比理論背道而馳,但是微開風門改變進氣量,進氣管徑變小,空氣流速自然加大,此時化油器內負壓相對提高,啟動油路因此發揮作用,轉速會被迫提升,此時濃供油,反而有助於引擎作降溫,可以稍微改善熄火的狀況。部份四行程具備每缸雙火星塞、單化油器者亦可試試此種方式(Honda Shadow),但是對於四行程每缸單火星塞、雙化油器者(YamahaV-Star),亦可能風門微開就會遇到熄火,火星塞甚至因此濕掉,此時應立刻靠邊待引擎冷卻重新試發,之後補油門提高怠速轉速。
事實上這就是化油器無法主動對環境的缺點。許多車主如果有改排氣管或是高流量濾芯,熄火的機率變大,原因更顯複雜,而我們更不可能時時調整混合比螺絲,應對環境改變,最多依據季節冷熱稍做調整,減少熄火發生率。
化油器種類甚多構造也不盡相同,但都會設有混合比調整螺絲,以應對環境變化所需。
(圖1)就連二行程與四行程化油也有所不同,四行程多採用負壓式化油器,圖為FCR化油器。
(圖2、3)
噴射系統問世,更能主動應對外在環境變化,只要系統正常,便無熄火的困擾。
(圖4)
噴油嘴開啟時間、進氣壓力、引擎轉速三者構成供油map,而進氣溫度、機油溫度、排氣溫度則為供油補正參數。
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