发动机缸体部分强化提升

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在自然进气引擎改装过程中，引擎上半座的改造虽然能立即突显马力上的增幅，但要真正延长引擎寿命，并延后引擎转速的极限，就须仰赖引擎下半座的强化，包含：活塞、连杆、曲轴到引擎本体等，全都涵盖在此范围内，如果上半座的改造是在练武功招式的话，那下半座的强化就是在练内功，有深厚的内功底子，才能发挥所有武功招式的真正力量，否则很容易走火入魔的，也就是所谓的「爆缸」！

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下半座改装首步

锻造活塞品使用

要想使引擎可产生更大的动力，大原则便是必须引入更多的空气，以及有足够的压缩压力燃爆，而NA引擎在这方面没有增压器的助阵，那么便只能在自体上下工夫，一具引擎把它拆开可以分为汽缸头和本体两大部分，前者涵盖了吸排气与燃烧的效率，而后者则攸关于实际容积、强度、平衡性甚至是输出反应，上半座部分已于上期探讨过，接着我们再从下半座的改造开始谈起。

  

改装活塞的要求是在于轻量化和强度，这方面以锻造制品的特性最为符合，左为锻造活塞、右为原厂活塞，图中可以清楚看出锻造活塞在固定活塞销的底座面积较原厂大上许多。

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说到引擎腰下的改装，读者第一个可能联想到的是加大排气量，其实这个地方触及的东西很广，就好比此处的构成组件大致有活塞、连杆、曲轴、波司、缸体五项，每一项零件都是环环相扣，所以并不如大家想像中的单纯。首先不断被往复压缩并承受高爆炸力的活塞，除了要具备足够强度、良好导热性、低膨胀率等特点以外，它的重量也是愈轻愈好，如此才可减少连杆、曲轴的负担，甚至是和缸壁间的磨擦耗损，使引擎运转轻快而提高反应与输出，这当中自然是以锻造制品最符合这些要求。


  
改装活塞的要求是在于轻量化和强度，这方面以锻造制品的特性最为符合，左为锻造活塞、右为原厂活塞，图中可以清楚看出锻造活塞在固定活塞销的底座面积较原厂大上许多。

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按活塞的构造来看，其顶部形状也直接关乎到压缩比的大小，愈凸压缩比会愈高、平或凹面则较低，自然这还得避开气门和凸轮伸程的作动量，在上死点时不能相抵触到，事实上当进行压缩比增减的设定时，正确应该是更换对应的活塞才是。另外，值得大家注意的一点是，改装用的锻造活塞多会在刮油环的凹槽钻上较多较大的小孔，来加强内循环获得更高的冷却和润滑性能，而且活塞最脆弱的侧边，其能耐住25m/s以上的移动速度（铸造品至多19m/s），所以高转速的引擎绝对要用到锻造活塞。


  
活塞的顶部形状直接影响到压缩比，此颗活塞为涡轮引擎专用，因此顶部呈现凹状，而下端的裙部长短、厚度则和行程、出力大小有关，F1引擎的活塞裙约只有市售车的一半，用意即在减少不必要的磨擦。

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连杆重最细断面

波司需减少磨擦

活塞之下接续的连杆，作用是让曲轴、活塞能够连动，它的大致要求和前者一样，质轻且强韧的锻造品也是最佳选择。需要承接下推和扭曲力的连杆，在高转高压缩状态亦有中间最细处弯折、断裂的危险性，因此大改车很多会更换加粗的H断面连杆（一般为I断面）。通常高性能的连杆同时会用到全浮式活塞销，其特性是活塞、插销、连杆小端三者间都有自由间隙（两侧需加装C形卡环防止活塞飞出），用手即可轻松组装，这比起原厂件常用到采强力压入的一体型半浮式活塞销，在减低磨擦的表现上要高出许多，转速上升的顺畅度与极限当然会有所进步。


  
左边为锻造H型连杆、右边为原厂I型连杆，不论是直径或断面强度，都是以H型连杆较佳，抵抗直下的力量非常不错，且H断连杆的旁边还会再做凹槽，借此以减少重量和增加机油的运送。

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进行连杆的强化还有一种方式，即是将其上的颗粒和锐角处打磨光滑以降低金属疲劳，研磨时最好顺便把每只的重量误差抑制在1克以内（以重量最轻的当基准），这样也会有较佳的配重，其实活塞的改装亦应该秉持这个原则，但作业时务必要加入插销并于内侧施行。这里或许有人会发问，下半座机件的改装有没有顺序？答案是要从活塞依序往下，毕竟活塞身处于整个惯性机构之首，由此着手效果最大且不至于影响到总体平衡性。

  

这张图是E92 M3的活塞连杆图，现今多数新世代引擎的连杆制造时，都会先整支制作完成后，再采用冷冻切断法来分离上下端，特征为结合面为不平整表面，用意在提高上下端的密合度，进而提高该处的强度。

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NA引擎在以延后转速来提升马力时，还有一个要务是在于连杆大端内和曲轴相连的「小波司」，以及曲轴轴颈部「大波司」的强化。负责的是轴承任务的大、小波司，在此不但要有应付高温高压的耐久性，本身也需具备能减少磨擦损失的能力，这两者基本上乃是相辅相成的，因为减低磨擦力就会降低温度，像本田性能化的B18C-R、B16B引擎，配置的波司宽度亦比一般的双凸VTEC窄，而日本Power Enterprise社所发展的F1 Black Metal，更是藉由表面覆盖锯齿锥状物来达到性能诉求，这些都是实际的例子。


  
重视性能的大、小波司组，不外乎要具备降低磨擦、工作温度的能力，像图中的日本Power制F1 Black Metal，除了是采三层合金的组合以外，表面更加上了锯齿锥状的覆盖层。



重视性能的大、小波司组，不外乎要具备降低磨擦、工作温度的能力，像图中的日本Power制F1 Black Metal，除了是采三层合金的组合以外，表面更加上了锯齿锥状的覆盖层。

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曲轴平衡性为重点

加长行程由此下手

下半座最后一个零件也是将爆炸动能转换成扭矩的曲轴，要求的重点主要是平衡性和强度，一般都是拿原车的制品下去加工较多，由于现今汽车的马力愈来愈大，原厂曲轴已鲜少见到旧式的半平衡型（一边轴叶面积只达一半），取而代之的是各组轴叶对称的全平衡式样，如此对于再平衡的工作非常有利，唯一缺点便是重量较高。改造曲轴时的步骤，大约是先做镜面处理来分散应力，然后再将轴叶刃端稍微磨得尖利些，以取得破油降低阻力、轻量化和减低轴颈负担的功效，最后就是上动态平衡机进行精密配重（最好连同飞轮一起），这亦是高转速的一切基础；如果是应付动力大幅提升的引擎，那么还需把整支成品送去表面硬化处理，才可以全然提高坚韧的程度。


  
曲轴轴叶上的钻孔是用于配重，而轴颈部的凹穴是保存机油来润滑波司，此零件的平衡性可说是高转速的一切基础（图为E92 M3原厂曲轴）。

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至于曲轴的改造幅度上，街车并不能像赛车一样，把轴叶部削得既薄且尖锐，虽然此法最能突破机油的阻力，以及可达成彻底轻量化，但这样还有轴叶刚性不足、甩油量较少易伤到活塞裙的问题（注意赛车曲轴为锻造品且配置干式油底壳），此外我们的活塞、连杆也无法做到那么轻，想想看要是往复机件的下方比例轻过上方，上下摆动瞬间必然会让活塞发生剧烈晃动而损坏的情形。


  
曲轴负有上下动能转为旋转动能的大任，不只须承受直向的挤压力，还需兼顾旋转时的动态平衡，想要突破原厂所设定的转速限制，曲轴强化是不可缺少的项目。

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进行引擎下半座的改造，最能展现Power的即是增加排气量，汽缸容积的大小乃是由内径和行程决定，其中加长行程一项就是取决于曲轴，当然，加长行程用的曲轴势必得采整支钢料削出的套件，或者是有通用零件可更换。


  
行程的加长是取决于曲轴主轴颈至连杆大端的距离，此处增长之后相对也要缩短连杆的长度，或者是上移活塞销的位置降低高度，其中后者亦属于最正统的方式。