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Luxgen 5 Sedan M+車輛改造大計畫-動力篇


刊登時間: 2013/09/03

文、圖/編輯部

繼上個月的底盤改造篇後,這次本刊將針對Luxgen 5 Sedan M+的動力方面進行改造,由於這部車上市時間不長,因此國內廠商在電腦調校部分的開發尚未有成熟的作品,因此本刊將重點落在許多人都會改造的進排氣系統上,並加入外洩式洩壓閥與電裝品改裝的介紹。

Luxgen 5 Sedan M+原廠集氣箱的設計已相當精良,許多該注意的面向都有講究,包含吸氣口位置、鋁合金增壓管路、集氣箱體積與空氣濾芯面積等,都是專為渦輪引擎所開發。

打通任督二脈
進氣系統大剖析


身為國內首部渦輪手排車款,Luxgen 5 Sedan M+的進氣系統,從整體結構來看,該注重的項目皆相當講究,可說是專門針對渦輪車所開發的進氣系統,這點從以下設計可看出端倪。首先是入風口位置,由於渦輪引擎的工作溫度較自然進氣引擎高出許多,相對也會增加引擎室內的環境溫度,為使引擎不會吸到高熱空氣,影響引擎出力反應,Luxgen 5 Sedan M+的設計團隊,特別將入風口拉到水箱架上,並透過畚箕形的吸氣口,大量導入車頭冷空氣,尤其車速愈快氣流填充效率愈佳,對高轉速時的性能發揮有絕佳助益。

為滿足比賽或競技用途,筆者特別委託國內進氣系統製造大廠-Simota家利多,針對Luxgen 5 Sedan M+設計專屬的進氣套件,整個開發時程大約需要2~3個月,所以最後成品只能待下期再進行測試與介紹。

此外,由於渦輪本體經過中冷器,再到節氣門間的管路,是需要承受渦輪開始作動後的正壓,為使管路不會因膨脹而減損引擎加速反應,甚至發生爆管問題,Luxgen 5 Sedan M+設計團隊不採用進口增壓引擎常見的橡膠管,而是特別以賽車等級的鋁合金管路來取代,以維持增壓後的加速反應,並強化後續提昇潛力。而大小適中的集氣箱,與單位時間過濾面積大的空氣濾芯,也都是專為渦輪引擎所開發的產品,能同時兼顧粉塵過濾效果與進氣順暢性。上述這些都是Luxgen 5 Sedan M+原廠進氣系統的優勢所在,既然如此為何還要進行改造呢?答案在於街道與賽道用途,畢竟是不同的需求,尤其當轉速都維持在極高區域時,如何讓進到引擎的空氣再多一點、轉速攀升速度再快一點,以求能縮短0.1秒時,就有改裝進氣系統的需要性。

據Simota開發部人員表示,Luxgen 5 Sedan M+原廠的空氣濾芯的面積頗大,單位時間過濾效果還算不錯,且採用濾紙材質,能有效過濾空氣的的粉塵,避免進入汽缸內。

國內進氣專家協助
完美成品再等一等


為了尋找適合Luxgen 5 Sedan M+的進氣改裝套件,本刊特別委託國內進氣系統製造大廠-Simota家利多進行協助,希望藉其多年開發進氣套件的經驗,為Luxgen 5 Sedan M+量身打造出一款適合的進氣套件組。而據該公司的開發部主管表示,由於先前並未將Luxgen 5 Sedan M+的改裝套件列入開發時程中,因此若要打造專車專用的進氣套件,大約需要2~3個月的時間,因此無法在這次報導中呈現。

原廠的空氣流量計就安裝再集氣箱上,未來如果開發改裝品的話,需特別注意裝流量計的管徑大小,不能變更原廠的口徑,以免導致電腦偵測數據失準。

至於開發的方向,據其表示強化進氣系統的目的,在於提高進氣效率,使引擎獲得充足的空氣與密度更高的含氧量,配合足夠的燃油來壓榨出更高的動力輸出,而這也是不變的進氣系統改造方向,為達此目的可以從「提高進氣順暢度」、「強化進氣管路隔熱材質」與「控制進氣管徑」三方向做起。前者可透過改裝香菇頭或高流量空氣濾芯來達成,但吸氣口位置需與原廠相同,盡量靠近車頭位置吸氣,以避免吸到引擎室內的高熱氣體。此外,進氣管路或集氣箱的材質,將會採用碳纖維或塑鋼製品,以獲得良好的隔熱效果,因為金屬管路很容易吸收引擎室內的高溫,並提高進氣溫度,引擎出力自然就會下降。

原廠節氣門前的管路口徑約為73mm,相較於自然進氣引擎來說大上許多,能提供高轉速時的進氣量所需。

最後,則會稍微加粗進氣管路,不過不會超過原廠管路的3mm,因為太粗的管路容易使引擎低速時進氣量不足,有點像小吸管比珍珠奶茶吸管好吸的道理一樣,反倒容易減緩低速時的進氣速度,另外在安裝空氣流量計的那一段管徑需維持原廠規格,因此可能需要額外設計才行。依循上述三個原則所打造出來的進氣系統,將能再進一步提昇引擎高轉速時的動力表現,且強大的吸氣聲或許也能增加不少性能氣息。藉由以上的說明也讓筆者更加期待Luxgen 5 Sedan M+專屬進氣套件的完成,或許藉此能進一步提昇Luxgen 5 Sedan M+在競技層面的動力表現,若有任何新的開發訊息,本刊將第一時間為大家介紹,敬請期待。

將原廠集氣箱拆卸下來後,發現可運用的空間不算大,這對於改裝品的開發者來說是一項挑戰。

雖然可以直接使用既有產品來改裝,不過Simota還是堅持唯有使用專車專用的產品,才能真正發揮改裝套件效果,令人期待套件完成時的那天到來。
 

專利獨家排氣技術
低高速扭力排氣兼顧

對於Luxgen 5 Sedan M+手排設定來說,進排氣的改裝升級,絕對能將原有的動力輸出效能,提供更為優越性能表現,對於多數追求動力派的車主而言,不管原有車輛動力表現如何,在保護所有機件安全條件下,完全壓榨出應有的動力表現,是改裝車輛主要動機,以擅長改裝各式車輛排氣系統聞名的巨石工業,在本次改裝Luxgen 5 Sedan M+計劃中,巨石工業特別將自家引以為傲的相關專業技術運用其上,力求工業科技精進動力文明世界!

長年致力於改裝排氣管領域的巨石工業,對於整體改裝計劃抱持相當慎重態度,逐一量測試做產品所需管徑數據。

車輛進排氣系統,其實就像是個循環系統,有進必有出,經過先前進氣效率、油門反應都予以提升過後,容積燃燒效率改善後,動力輸出上必然會有所改變,原有中段排氣管前段為50.8mm口徑,經過中段管身擴管之後,中段接續尾段口徑升級為54mm,為搭配進排氣改裝計劃,巨石工業掌門人石先生認為,渦輪車在改裝排氣管時,必須掌握兩個要點,低速排氣回壓要足夠、高速排氣要通暢,兩者都必須兼顧,才能有效精進車輛動力輸出表現。

經過數據的套入,經由產品開發設計軟體的協助,產品初略設計圖就已經產出,此圖為接續開發的雙出中尾段套件。

對於多數改裝排氣管車主而言,想要兼顧兩種轉速區域排氣效能,幾乎是不可能的事,但巨石排氣管以今年成功開發的新式可變排氣閥門,成功掌握兩種轉速所提供的動能效應,將過去低速無力或是高速無法發揮的改裝排氣管使用困擾徹底解決,滿足所有改裝排氣管的使用需求!因為改裝動力效能後,進排氣系統絕對有其提升的需求,但若直接給予直通或是擴大管徑,其所衍生的低速無力問題,就會立即感受到,同時也會在其他檔位行駛再加速時,發現車輛再次加速衝刺無力的另一問題。

為配合試做排氣管需要不斷修正的技術要求,試作件先以手工點焊技術做成,測試過程完全沒有漏氣問題,焊接工法技術相當厲害!

對此巨石工業石先生認為,要顧及低速回壓扭力,又必須提升高速排氣順暢需要,間接降低排氣系統過熱高溫問題,唯一的解決辦法就是運用專利開發的新式可變排氣閥門,低速時,閥門處於關閉狀態,因此車輛低速行駛時,仍舊保有低速排氣系統所能產生的回壓扭力,當排氣壓力達到推開系統內的閥門時,閥門會隨著排氣壓力的上升,逐漸開?閥門提升大量排氣效率,當車輛進入下一檔位,排氣壓力下降時,閥門也隨之關起並依據當時排氣壓力,再次推開排氣閥門,藉此達到各檔位區間,車輛再加速所需扭力,又不會喪失高速大量順暢排氣需求!

考量管路必須沿用原有吊耳位置,因此必須逐一階段性焊接管路,逐步完成整體管路製作,深深考驗產品製造者技術與經驗!

對於這樣的產品機能存在,即便管徑由原車排氣系統的54mm最大管徑,直接跳升至60mm來說,一點也不會受到影響,並且為了顧及產品使用音質與品質,特別選用SUS 304金屬素材,打造此套中尾段管路,以其多年豐富的排氣系統改裝技術經驗,依照車輛底盤結構空間限制下,細膩打造出紮實飽滿的排氣音浪與壓力,對於整體排氣效能約有5%的馬力輸出效能提升,針對目前有購入此車或是已為車主的讀者來說,此套中、尾段排氣管路套件,都具有實質改裝選用價值! 
巨石工業專利開發的新式可變閥門技術,讓車輛改裝使用排氣套件後,各階段車速扭力回壓都能保持,高速高熱排氣熱量也能藉由擴大管徑尺寸,順暢快速排除,讓車輛改裝動力性能完整發揮!

 

 
渦輪引擎必改套件
外洩式洩壓閥換裝
除了進排氣系統的改造正如火如荼的展開外,是否還有其他能提昇Luxgen 5 Sedan M+性能氣息的引擎套件可以改造呢?答案是有的,那就是渦輪車必改的外洩式進氣洩壓閥。進氣洩壓閥的設計是為了保護渦輪在引擎收油時,不會因節氣門突然關閉進氣管內壓力回衝而受損,該零件原廠就已有搭載,不過原廠為提升收油再加速的引擎反應,都會設計成內洩式洩壓閥,因此收油才不會發出聲音,不過既然Luxgen 5 Sedan M+本身為渦輪引擎,加上又是手排設定,如果不改外洩式洩壓閥實在無法彰顯其性能氣息,為此本刊特地找上的國內專精渦輪套件開發的-廣名渦輪,代為開發Luxgen 5 Sedan M+可用的外洩式進氣洩壓閥。

將原廠洩壓閥拆下後,可看到連接在管路上的固定座,想要將外洩式洩壓閥裝上去,就要想辦法製作一個與固定座相合的轉接座來安裝。

據廣名掌門人-陳志偉表示,Luxgen 5 Sedan M+的進氣洩壓閥就安裝在水箱風扇前的管路上,材質為強度頗佳的塑鋼製品,其上除了控制洩壓時機的真空管外,還可看到一條拉到節氣門管路前的橡膠管,這條就是原廠用來排放壓力的洩壓管。至於改造難度部分,好在原廠進氣洩壓閥是透過兩顆螺絲鎖在進氣管路上,而不是與管路呈一體成形的裝置,因此只要能打造出固定座的外型,再把外洩式洩壓閥燒焊在固定座上,即可完成改裝,而打造固定座的材料與機械,對本身為製造工廠的廣名渦輪來說都剛好具備,因此稍微研究原廠設計後,二話不說馬上開始進行改造工程。

只見廣名渦輪掌門人-陳志偉,以純熟的手法操作著切割機械,不到20分鐘就把對應Luxgen 5 Sedan M+專用的改裝洩壓閥製作出來。

20分鐘手工完成
收油洩壓好神氣
只見陳志偉純熟的操作切割機械,在一塊鋁板上快速切割出原廠固定座的外型,再經過研磨、鑽孔與焊接,不到20分鐘就做出一顆Luxgen 5 Sedan M+專用的外洩式洩壓閥,且安裝這顆洩壓閥還不用更換原廠設計頗佳的進氣管路,只要直接與原廠洩壓閥交換即可,省卻不少改裝費用。至於洩壓管入口則使用水管塞堵住即可,整個改裝過程不需1個小時就完成,讓筆者見識到廣名渦輪精湛的改裝技術。至於改裝後的效果呢?老實說真的太神氣了,由於Luxgen 5 Sedan M+本身為手排設定,每次換檔都要收油,只要轉速拉高換檔,就可從引擎室內聽到響亮的洩壓聲,完全彰顯渦輪車的性能氣息,連路人都不自覺得行注目禮,堪稱是視聽效果最佳的改裝產品。 
改裝用的洩壓閥通常都是鋁合金材質,外型較具性能氣息,且為外洩式設計,因此收油時才會發出響亮的洩壓聲。

由於引擎與水箱風扇間的空間頗大,因此安裝難度不高,很輕鬆的就可將改裝洩壓閥裝上。

位於進氣管路上的洩壓管入口要另外使用水管塞堵住,才不會有多餘的空氣從這裡進到引擎內,整個改裝時間不到一個小時就可完成,相當快速。

 
隨時監控引擎狀況
小小渦輪錶大妙用
渦輪引擎為了妥善控制增壓值,引擎週邊會多出許多真空管路,這些管路一旦破損漏氣,就會出現怠速不穩、增壓反應不良或加速不順的情形,尤其在經過改裝的渦輪車更需注意真空管的狀態,而最簡單的確認方法就是加裝渦輪錶,透過注意怠速真空值與最高增壓值的數值為何,來檢視引擎的工作狀況,一旦發現異狀,就須立即檢修,所以渦輪錶雖然是安裝在車內的產品,卻是與動力系統關係最直接的電子產品之一,因此身為渦輪車的Luxgen 5 Sedan M+,若需要下場比賽或經常激烈操駕者,筆者建議最好也能裝個渦輪錶來監控車況。

要加裝渦輪錶就需從進氣歧管中找出能提供正負壓的真空管,建議可使用連接到進氣洩壓閥的管路即可,再把這條管路與感應器連接。

至於Luxgen 5 Sedan M+若要安裝渦輪錶的話,要注意的細節有兩個,分別為真空管路與線路的連接,前者需要從進氣歧管上,尋找一條可提供正負壓力的管路,來連接渦輪錶感應器,這部分比較簡單,與進氣洩壓閥的管路連接在一起即可,拆裝難度也都不高。至於後者由於需要將感應器的線路從引擎室拉進車內,使其與賽車錶連接,因此需一些技巧來完成,筆者是從左前輪拱內找出引擎蓋開啟鋼索的孔洞後,然後再將電線拉進車內,完成渦輪錶的安裝。

至於感應器的訊號線是從左前輪拱內的孔洞中拉進車內裡,該孔洞同時也是引擎蓋開啟鋼索使用的位置。

安裝完成後,筆者實際上路測試渦輪錶的作動,發現Luxgen 5 Sedan M+的瞬壓為0.9bar,持壓大約為0.7bar,原廠設定的增壓值,與其他日系渦輪車相較並不算高,因此能在性能發揮與引擎負擔間取得良好的平衡,同時也代表後續改裝潛力不低。另外,相對於其他國產車來說,Luxgen 5 Sedan M+的油門反應已相當敏捷,不過若打算投入賽事或爬山賽的車手來說,油門反應愈快,通過終點線的時間愈短,而如何在不顧及油耗表現,進一步提昇油門反應呢?那就加裝電子油門加速器吧。透過其輔助,能加快油門踏板與節氣門間的連動反應,即便油門踏板只採一點點,也能擁有明顯的加速效果,是目前相當火熱的改裝產品。 
將所有電源與訊號線連接完成後,就可讓渦輪錶正常運作,從錶上的數據來看,可以發現Luxgen 5 Sedan M+的最大瞬間增壓值可到0.9bar左右,持續壓力則維持在0.7bar。

除了渦輪錶外,電子油門加速器也與動力系統有著密切關係,透過專用線組的幫助,只需與油門踏板訊號線與OBD-2診斷插頭連接,就可完成安裝,使油門反應更為敏捷。