高转速汽缸头强化术

    这回我们所要讨论的是俗称「上半截」的「汽缸头」，许多发动机本体经过扩缸与强化手术后，输出表现未能发挥如预期的效率，尤其是自然进气发动机，可能影响的因素除了 ​​电脑调校以及设定搭配外，极有可能是因汽缸头部分的工作效率无法应付本体强化后的吞吐量！要让马儿好一定要给马儿相对等的粮食，对发动机来说，汽缸头强化就占了极为重要的角色… 

  

 

    以改装来说，为了压榨出更佳的输出表现，发动机本体必须经过适当的的强化，不论是扩缸、合体、换装腹内组件、乃至组装方式…等等，早已讨论多时，不管是变更压缩比还是强度提升，为的都是压榨出更大的动力！有了坚强的本体，负责控制发动机「食物供给」与「废弃物排放」的罩门—汽缸头，则会影响进气与排气的顺畅与否！

 

 

    假设一个身体健壮的运动员，若将其口鼻封住限制呼吸系统功能，就算弹性再好、速度再快，也无法在田径场上拥有好的表现，甚至随时会有休克、受伤之虞！同样的道理，汽缸就像是人体的肺部，靠着燃烧爆炸所产生负压，将新鲜的混合气「吸入」汽缸，经过压缩、点火爆炸推动活塞，藉由各缸活塞不同步动作转动曲轴，让爆炸后活塞上移再将燃烧后废气「挤」出汽缸，如此不断循环维持发动机正常运作，而汽缸头与其内部的进、排气道，就如同人体呼吸道般，负责导入新鲜空气与排放燃烧后的废气。进行进排气抛光前，必须先将汽缸头完全分解，包括凸轮轴、油压顶杆、气门弹簧、进排气门等，皆须全数拆除，并将进排气到内部稍事清洗，将汽缸头残留的机油、积碳等清除。当发动机本体经过改造后，就如同人体的肺活量提升或呼吸系统强化，这时如果进排气道不够通畅，就好比感冒鼻塞的运动员，发动机​​应有的效率当然无法发挥，而汽缸头的强化为的就是破除「鼻塞」这个罩门！

 

 

    汽缸头材质多为铝合金砂模铸造，脱模后表面会残留许多粗糙颗粒，虽说这些颗粒可产生局部乱流，有助混合气的二次搅拌，但却也让混合气流产生不小的阻力，因此在进排气抛光工程中，必须将粗糙表面打磨光滑，同时达到进排气道加大的效果。一般来说，汽缸头强化也分成很多不同的方式，在这里我们所要讨论的是「进排气抛光与加大」这个部分，从笔者入行以来，这个问题就一直存有争议，有人主张进排气抛光可以让进排气效率更加顺畅，当然也有人坚持原厂进排气道的粗糙表面有助于混合气均匀搅拌，二派论点皆有理论支持，不过，就笔者试驾经验，经过进排气抛光工程的发动机，即使在原厂本体未改的状况下，依旧拥有较为优异的输出表现与油门反应！

 

 

    依据流体力学来说，当气流通过光滑表面与粗糙表面时的速率不同，尤其在流量相同状况下，表面平顺与否对于气流「流速」影响甚剧，经过抛光处理的光滑表面，可大幅降低气流行径阻力而提升流速，当流速提升后，相同路径所需的时间缩短，油门反应自然变好，同时，由于表面光滑、混合气通过时变得更为「顺畅」，不易残留于进排气道表面，相同进气量下因顺畅度提高、残留量变少，相对的，进入燃烧室的混合气量小幅增加，虽然这种增加量微乎其微，往往就在这「微量提升」的状况下，让输出效率也相对升级。其实这个单元笔者早已策划多时，迟迟未付诸实行乃因无法配合店家施工时间！这回在仟达车业鼎力协助下，终于将汽缸头抛光的完整过程详细记录，从汽缸头分解、清洗、进排气道与气门加大、抛光直到Tuner认为OK完工，整个过程下来足足需要二周！可说是一项费工耗时的大工程，其中所必须使用的耗材如打磨用的钻头、抛光用的刷头、以及水砂纸、药剂等，必须不断更换，光是材料钱动辄数千元，无怪现今极少店家愿意进行此项改装工程！进排气抛光实战按步就班全程记录

 

 

    进排气抛光其实是很多竞技场车必备的改装项目，尤其对自然进气发动机来说，在换装高角度凸轮轴后，虽然可以提高高转速域的输出延展性，但如果进排气道的顺畅度不佳，则会影响输出效率，不过对于一般改装店家来说，却极少进行这项工程，原因就是因为这项工程费时费工，且必须经过许多道繁复的手续。一般来说，在施工前必须将汽缸头内部全数拆空，尤其是气门导管，因其所在位置关系，必须将旧的气门导管拆除，以避免气门导管于加工过程中损毁，研磨时必须掌握力道，以免进排气道表面产生凹凸不平的现象。

 

 

    首先，以番号40的刷头进行初步研磨，研磨时尽量顺着进排气道原厂所设计的弯曲角度，以不破坏气​​流路径与走向为原则，才能确保汽油与空气能充分均匀地混合。据Tuner表示，一只要价数百元新刷头大约几分钟就必须更换！初步研磨后完成后，更换番号80的较细刷头，将进排气道表面做更进一步的处理，此阶段的重点在于修整初步研磨时的表面，同时将进排气道口径小幅加大。经过初步研磨后的进排气道表面的粗糙颗粒已不复见，但却留下刷头刮痕，此时进排气道口径已小幅加大。

 

    总体来说这类大型机器除了拥有工时缩短与品质稳定之外，尤其施工对象更可扩及到V8汽缸头、排气头段、涡轮排龟或什至是刹车碟片内部散热肋条表面等优点，彻底将气流效应与效率提升。最后，由于使用流体研磨材质与气体特性颇为相仿，因此容易阻碍空气流动的地方，对研磨砂来说也是最易产生阻碍的地方，阻力一大自然就增加了研磨砂的施力强度与停留时间，时间久了该部位自然变得更为光滑，使管内气流的阻碍点愈来愈少。 

 

 

    本次示范用的汽缸头为D16A发动机所搭载，由于原厂配有VTEC可变气门装置，故施工时须注意研磨深度、进排气道口径不可加大过多，否则容易导致VTEC油道因厚度不足而破裂。施工时需注意气门导管位置，该处不可打磨过深，以免影响导管安装时的角度与位置。若无加大进排气门计画下，于气门与燃烧室顶端接合处不可加以研磨，以免造成气密不佳。初步研磨完成后，必须换上更细的400号刷头，搭配专用打磨膏进行最后的抛光手续。抛光手续为此项工程中最为耗时的步骤，除了利用气动工具外，许多工具无法触及之处与特殊弯角，必须以细目水砂纸搭配布质刷头以手工进行。抛光完成后的汽缸头，进排气道口径皆小幅扩大，内部亮晶晶的模样，几乎可与镜面媲美。在进行进排器抛光工程同时，于各缸进气道中间的分隔处，可同步进行角度修整，此举有利于进气分流时的气流顺畅度，不过，此处修整幅度不可过大，以确保加工后的耐用度与稳定性。

    进行进排汽缸光工程后，由于进排气道的顺畅度与口径皆已升级，若要求最佳输出效率，建议搭配更换加大节气门、高角度凸轮轴、强力气门弹簧，并且同步将进排气门加大，如此一来输出效率将大幅提升，尤其是中高转速域的输出表现将大幅精进，整体输出域的延展性会更加优异，若搭配可程式电脑进行最佳化调校后，甚至会有转速不够用的状况出现！

 

 

    不过，即使不做上述搭配性升级，在发动机本体与管理系统仍维持原厂配置的状态下，经过汽缸头进排气抛光工程后，如同感冒痊愈的运动员，克服了鼻塞的困扰，即使肺活量(排气量)并未提升，但由于呼吸道通畅，在整体表现上都会有所进步，至于进步的原因本文先前已有提及，在此便不再赘述，这也是为何所有国际赛式的竞技车辆皆会进行此项工程的原因，即便在电玩世界，PS2的GT赛车游戏中，也有「汽缸研磨」这项改装项目，在游戏中，光是进行此项改装便可多出数十匹马力！至于实际效果如何？这得由各位看官自行体验才知分晓！