凸輪的特性
氣門機構的設計目標就是要讓進氣愈多,排氣愈乾凈。除了氣門正時外,氣門尺寸、揚程、加速曲線都會影響進排氣效率。這些因素乃是由凸輪軸(Cam Shift)的凸輪形狀及凸輪軸與曲軸的相對位置所控制。凸輪的形狀是以一圓為基礎,稱為‘基圓’,并由氣門的開啟角度及關閉角度的1/2決定開啟點及關閉點(凸輪的轉速是引擎曲軸轉速的1/2),在決定揚程之后,凸輪的基本雛形就已出現,最后還要根據氣門加速曲線的需求修正凸輪的輪廓。氣門全開時與關閉時的高度差就稱為‘揚程’(Lift),也可說是凸輪的基圓的中心到凸峰的距離減掉基圓的半徑所得的值。而氣門開始動作到完全打開或關閉所需的時間長短與凸輪軸角度的關系稱為‘氣門啟閉加速度’,以圖形表現就成為‘氣門啟閉加速曲線’。而引擎的容積效率正可由氣門揚程與凸輪角度所構成的曲線圖形來判斷。曲線下所圍成的面積越大則容積效率越高。 當氣門尺寸及氣門正時不變時,氣門急開急閉可得到最佳的容積效率(也就是提高氣門加速度),當然最好是瞬間打開或關閉,但這在考慮對氣門座的沖擊力及受到傳統凸輪系統的先天限制(必須以圓弧面接觸以維持機構運轉之順暢),并不可能達成。此外適度的提高氣門揚程也可提高容積效率。
氣門機構的改裝
1.進、排氣道的拋光
進排氣道的拋光可減少氣道表面之粗糙度,其效果可分為二方面: 一是拋光后,平滑的表面可有效降低進排氣阻力、減少空氣流經氣道時在氣道表面產生停滯的現象;一是拋光后可適度的加大氣道口徑,這加大的幅度并不算很大,可視為拋光后所帶來的附加效益,因為強度的考量無法大幅的加大。 拋光后可加快進氣或排氣的流速,也就是加快進氣時的填充速度,在有限的氣開啟時間內,進量及迅速排氣將殘余癈氣排得更乾凈,提高引擎的進氣效率及減少殘留癈氣所帶來的沖淡效果。
2.氣門打磨
氣門的打磨可分為兩個部分,一是進氣門頭的打磨;一是排氣門頭背面的打磨。進氣門頭的打磨使氣門頭的部份,凹的弧度更大,讓進氣門打開空氣進入氣缸時,由于氣門頭的弧度使其產生渦流,加速油汽的混合。而氣門頭背面的適度打磨則可造成在排氣時在排氣門附近產生渦流,造成排氣的回壓,如此一來就可再進一步加大排氣管的口徑,因為一部份回壓的問題已交由氣門負責。
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