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相同的軀殼 不同的靈魂 HKS G35 Coupe

2007.11.06  作者:車訊網  

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不同的增壓系統帶給兩台車輛截然不同的性格,渦輪增壓對上機械增壓,就像活力旺盛的小伙子對上穩重成熟的男人般令人期待。 

精力旺盛
渦輪增壓


渦輪增壓系統是目前最流行及最有效的動力提昇方式,其原理是利用排放廢氣的熱能驅動渦輪,並以渦輪(Tubine)帶動同軸的空氣壓縮葉片,壓縮吸入的氣流再送往汽缸進行爆炸。一般自然進氣引擎是藉由汽缸內活塞下降的負壓來吸入混合氣,因此被吸入的混合氣,其壓力在理論上最大值應不會超過一大氣壓力,但是增壓系統的渦輪引擎卻可以混合氣壓力提昇高至一大氣壓以上(俗稱正壓)。

在氣壓低時被吸入汽缸內的混合氣壓力低,也就造成引擎出力較小,無論何種自然進氣引擎,在氣壓低的地方性能都較正常氣壓弱,渦輪增壓器正是以前航空業為了解決飛機在高空飛行時,出力的減弱而開發出來。

藉由高溫、高壓的廢氣來循環驅動渦輪葉片,以每分鐘10~20萬轉的高轉速來運作,將可使引擎出力提昇30﹪~40﹪。

渦輪增壓器本身體積小、重量輕,但總需要一定的廢氣循環才能順利推動,在廢氣壓力未達到設定值前,渦輪的效率是非常低的。在強制進氣量不足的情況下,反而因為引擎壓縮比較NA車還低,活塞下拉時所帶動的吸力更顯不足,引擎效率低落,只要待引擎轉速足夠,動力表現隨即恢復正常,此現象被稱為Turbo Lag。

為了解決Turbo Lag的產生,各家對渦輪都採用不同設計,因而產生了相異的個性。渦輪增壓器的特性是由A/R值所決定,A是指廢氣排放吹到渦輪上出口的面積、R是指由渦輪中心到排氣口中心之間的距離,A/R愈小,則引擎低轉速區域的渦輪扇葉的迴轉力就愈強。

穩重成熟
機械增壓

最早期的增壓器其實全部都是機械增壓,在剛發明時被稱為超級增壓器(Supercharger),後來渦輪增壓問世之後為了區別兩者的不同,起初渦輪增壓器被稱為Turbo Supercharger、機械增壓器則被稱為Mechanical Supercharger,久而久之兩者就分別被簡化為Turbocharger與Supercharger了。

渦輪增壓是利用引擎的廢氣來驅動壓縮機,至於機械增壓則是直接利用引擎的出力來驅動增壓器,再將高密度空氣送入汽缸內以提高輸出功率。

機械增壓壓縮機的驅動力來自引擎曲軸,一般都是利用皮帶連接曲軸皮帶輪,間接將曲軸運轉的扭力帶動增壓器,達到增壓的目的。

依構造不同,機械增壓曾經出現過許多種類,包括葉片式(Vane)、櫓式(Roots)、溫克爾(Wankle)等型,而活塞運動最早也被認為是一種機械增壓,時至今日則是以櫓式增壓器最被廣泛使用,更是改裝的大熱門。魯式增壓器有雙葉與三葉轉子兩種型式,目前以雙葉轉子較普遍。

其構造是在橢圓形的殼體中裝著兩個繭形的轉子,轉子之間保有極小的間隙而不直接相連,藉由螺旋齒輪連動,其中一個轉子的轉軸與驅動的皮帶連結,轉子轉軸的皮帶輪上裝有電磁離合器,在不需要增壓時即放開離合器以停止增壓,離合器則由電腦控制以達到省油目的。

機械增壓的特徵,除了在低轉速便可獲得增壓外,增壓的動力輸出也與曲軸轉速形成一定的比例,即機械增壓引擎的油門反應隨著轉速提高,動力輸出隨之增強。因此機械增壓引擎的操作感覺與自然進氣極為類似,卻能擁有較大的馬力與扭力,且安裝上不需要修改引擎本體、安裝容易,由皮帶產生驅動,動力並不會有遲滯現象,因此受到許多人喜愛。

肚內強化
榨取動力

這台白色G35 Coupe相信眼尖的讀者一定非常熟悉,這台就是HKS GS5 Coupe,近期內又再度進化了。它將原本的HKS機械增壓系統卸下,換裝上日本HKS最新的雙渦輪增壓系統,日本HKS其實早有推出單渦輪的套件來對應VQ引擎,但是許多車主非常希望HKS可以開發雙渦輪套件,在各方要求下,HKS因此研發出此套雙渦輪套件。

此套件是針對搭載VQ35引擎的Z33所開發完成,當然FX35、G35都是搭載同一顆引擎,所以此套件的流用性更是高達百分之百,雖然VQ35HR採用雙結氣門設計,昶和也有辦法對應。

但因為此套件屬於Hi Power式樣,所以昶和也將原本自然進氣設定的VQ35引擎徹底強化,使用上的套件當然也是HKS專門生產對應VQ35強度提昇的鍛造肚內套件。

渦輪版G35 Coupe,優雅的車頭內卻藏有顆熱情如火的心。

其實HKS針對VQ35引擎推出兩款鍛造肚內機件,一套是NA設定,內有鍛造高壓縮比活塞(HKS 0.7mm金屬汽缸床墊片使用時,壓縮比設定11.5,排氣量3513,容許轉速7500rpm)、活塞環、高強度活塞栓、鍛造I斷面連桿,提高壓縮比減低高轉速運轉時的損耗。

另一套則是設定對應強制進氣的高出力套件,道路版設定500hp、7200rpm為前提所開發的肚內機件,因採對應道路上使用,日本HKS也將開發價格壓低回饋更多車友。

套件內容一樣有鍛造活塞(HKS 0.7mm金屬汽缸床墊片使用時,壓縮比設定9.0)、活塞環、高強度活塞栓、鍛造I斷面連桿,HKS特別注明,著裝時須使用特殊產品。

也因為考量到連桿與活塞連接處的強度問題,所以採用特別設計,使得一般活塞無法對應HKS鍛造I斷面連桿。非常貼心的是,不管是NA還是強制進氣肚內機件,引擎本體都可不需要做到任何加工就可對應,真不愧是首屈一指的大廠。

圓潤的車尾搭配上大口徑的雙出尾管,將3500c.c.的力量完全釋放。

渦輪上身
無限暢飲


在肚內經過強化後,輪到壓榨動力了。HKS這套雙渦輪套件完全是針對大馬力所研發,渦輪的選擇上則有GT-SS、GT2530及最強式樣的GT-RS三種渦輪(GT2530、GT-RS需修改管路)。

昶和則是用上最注重反應的GT-SS渦輪機,套件內當然包括了鑄造頭段、專用阿姑電、加大油底殼、特製左右渦輪接管(渦輪轉接觸媒段)、專用必要墊片、入油管、回油管等。

Advan RCII內的Projectμ鋁合金一體切削前六後四煞車組,更可乖乖訓服此車。

但像前置中冷器、進氣洩壓閥、香菇頭則沒有包含在套件內,為選配套件,好處是可依照個人喜好來搭配,三種渦輪分別屬性不同,如此一來便可搭配出最適合的套件。管路方面也必須由旭和自行焊接製造,對於VQ35引擎也相當熟悉,可放心交給他們。

HKS鍛造肚內、雙渦輪套件通通看不到,紅色上蓋、HKS Twin Power及兩顆香菇頭才隱約透露出些許不凡。

因為此車的引擎及渦輪套件前幾天才剛組裝完成,所以目前壓力設定在0.5kg/c㎡,中冷器選用Type S式樣,將原本V型引擎居高不下的進氣溫度壓制在最佳工作範圍內。

HKS Type S前置中冷器,大小剛好放進大樑內,免除了某些車種,改裝前置中冷需要修改大樑的問題,安全性更不會有所顧慮。

另外VQ35原廠採用電子節氣門,在訊號的擷取上也較麻煩,昶和採用自家頂級產品V Pro,採擷取油門踏版訊號來正確掌握節氣門開啟角度,傳動系統目前還是採自排模式,將整顆變速箱寄到國外Pro Torque強化型扭力轉換器方式,來對應大幅提昇的輸出力道。在目前仍處於磨合期的初步設定下拉出381.8hp/59.7kgm,驚人的扭力簡直堪稱坦克級了。

加大油底殼為此套件內附屬部品,但是管路部分可是昶和純手工一點一滴,焊接而成,細膩的焊接處與彎管猶如市售品般精美。

實際上路後筆者起先採D檔駕駛,踏下油門後強大的G力不斷侵襲而來直到斷油,也不見G值有下滑的趨勢,3500c.c.配渦輪增壓真不是蓋的,短短的路就瞬間到達160km,如果將戰場拉至高速道路,堅強的實力更可挑戰超跑。

3500c.c.+雙渦輪,源源不絕的力道就像飛機加速升空般猛烈。

HKS二哥表示待磨合期過後準備將增壓值提昇至1kg/c㎡,狂放的動力令筆者不敢想像。

內裝部分仍維持舒適的原廠設定,只有外加一顆HKS EVC 5來控制增壓值。

 [NextPage]
葉片式再進化
半渦輪機械增壓


Supercharger在近幾年的最大進步,算是半Turbo葉片式Kompressor的興起。這種將機械增壓驅動端與Turbine吸氣部分合而為一的混種設計,由於渦輪壓縮側本身就是一個離心泵浦構造,而其作動又是利用流動中輪葉良好的迴轉,使氣體透過離心力被推向葉片外側並在此被壓縮。所以增壓效率與出風量非常地高,壓縮器採大容量、高增壓等級,整體表現遠遠超過傳統的機械增壓。

高增壓版的機械增壓G35,擁有穩重及深不可測的動力輸出。

另一方面,當油門恢復原狀時,離心式的空氣氣流會自動減少,形成空轉狀態,不致對增壓器造成負荷外,也不會對引擎本體造成阻力,相當適合需經常變更轉速的汽車引擎使用,葉片式Kompressor儘管有著這樣多優點,但前提還是需要有充足的驅動轉速。

Invidia中尾段雄厚低沉的聲浪也徹底展現出成熟男人的風範。

通常此半Turbo增壓器的內部,多會採用連接Pulley的大齒盤帶動和葉片同軸的小齒盤運轉,所以輪葉的最終轉速非常高,等於引擎rpm乘上兩次相同放大比例的結果。

WP的雙向對向六活塞卡鉗、380mm碟盤,不僅是視覺效果上的震撼,踏下去的瞬間力道也是驚為天人。

而HKS這套機械增壓是採用半Turbo葉片式Kompressor的設計,內部原本的齒輪,也被三顆同等大小的轉子設計取代(前期採三顆不等大,噪音抑制方面較困難),以轉子取代齒輪設計。

特殊的Nismo尾翼也增加更多的下壓力外,視覺上絕對充滿話題性。

而轉子的驅動力來自於利用接觸面所產生的彈性液態潤滑油膜的摩擦力,驅動機油黏度會隨著接觸面壓力增加而急速上升,機油會呈玻璃狀來傳達力量,轉子接觸面的滑動率經常保持在0.2﹪~0.8﹪。

內裝僅追加三環錶來監控車輛狀態。

噪音的抑制上也是相當優秀,能產生增壓較大、轉速更高於傳統的齒輪式,轉速可到達二十萬轉左右已經相當趨近於渦輪的工作轉速區域。再來因為轉速較高,增壓器的尺寸可以做得較小,擁有更加輕量化的效能,低汙染的環保設計也使燃油燃燒率提高,使得排氣清潔。

機械增壓
絕對奧意

VQ35HR引擎在馬力機上與VQ35引擎有著近三十匹的馬力差異,如果再進行動力提昇後更可完全壓著VQ35打。有鑒於此,車主也裝上HKS機械增壓套件,0.45kg/c㎡下,可輸出350hp/52kgm的動力,但是為了可以更偉大的夢想,將肚內機件徹底強化,日後決定將增壓大幅提昇。傳動方面更換六速手排讓傳遞更加直接,ORC多片式離合器也可緊緊抓住動力、絕不流失。

雖然電腦尚未調教至完美狀態,但是高增壓的Supercharger,連綿不斷的動力輸出,令人印像深刻、難以忘懷。

因為此車尚未調教完全(還沒設定好就被試車小組拉出來,真是萬分抱歉),所以在實際路試上試車組並無過分激動的操駕,只有慢慢品味大排氣量加上手排系統所帶來的駕駛樂趣。

此套機械增壓採用半Turbo葉片式Kompressor設計,帶有渦輪的特性存在,但又無遲滯感,感覺十分特殊且力道道十分延綿,踏下油門就像一台6000c.c.的車輛Kick-Down般,延綿不決的強大G力將人牢牢黏在椅子上,又不見動力輸出有絲毫疲憊,一直向前推進。

內部機件更換成鍛造製品以應付更大的增壓值(HKS原廠壓力設定,無須強化內部機件),HKS Twin Power也讓點火效率大幅提昇增加車輛反應性能。

只見時速錶毫無停滯地往上延伸,如果真的要用文字來形容渦輪增壓猶如747加速升空般,擁有強勁的加速力道、衝向入天際,而機械增壓就猶如日本地表最速新幹線般,無止盡力到將車輛推上三百依舊輕鬆自在。

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