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車訊網/引擎腰下強化術第1課–活塞 強化中的基礎

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圖、文/車訊網

下半座中最直接跟燃燒有關係的就是活塞了,而活塞本體也成了下半座中對應對輸出最直接的關鍵,活塞本體除了要承受不間斷的往復運動外,並且需要承受空氣、汽油及壓縮後產生的高爆炸力,因此活塞需要兼顧強度、韌性及良好導熱性,當然如果重量能夠輕一點,往復運動時的阻力自然減少,相對的可降低連桿與曲軸的負擔。

引擎活塞(圖/車訊網)

鍛造活塞的選擇真的相當多,除了上述的材質上的差異外,相當多大牌子也會因為鍛造次數的不同,推出較便宜版本的副牌給消費者選擇,當然這些東西並非不好,最重要的還是要看「您要什麼︖」。

引擎活塞(圖/車訊網)

而許多性能迷在提升動力同時,最先考量的下半座強化就是更換「鍛造活塞」了,不過鍛造活塞其實也是有分很多種類的,除了鍛造的次數及材質都會有所影響外,像過去速霸陸的紅頭引擎的原廠鍛造活塞,在後期也都全數更換上重力鑄造材質,並且宣稱較原本的鍛造品擁有更好的強度。

引擎活塞(圖/車訊網)

我們來細分一下,先不考慮鍛造次數單純以材質來看,市售的鋁合金改裝鍛造活塞可以分為「2618」及「4032」兩種材質,其中最大的不同就是「矽」含量的差異,大馬力的渦輪增壓車由於燃燒溫度高、爆炸力強,因此一般換建議使用2618鍛造活塞,2618的矽含量較高,膨脹係數較高,除了可擁有鋁合金鍛造的高密度特性外,延展性對於抗暴震時的能力更好,也因此被許多重改渦輪車所喜好,不過也別擔心膨脹程度的多寡,這類的鍛造活塞原廠都會附上一張係數表,好讓Tuner在組裝時可確保間隙多寡。

引擎活塞(圖/車訊網)

▲其實並非所有的活塞都是一體成形銑出來的,有些因為成本考量,會使用上下兩種不同材質做銜接,不過市售改裝鍛造活塞則全部都是鋁合金鍛材做出。(圖/車訊網)

另一種4032鍛造活塞屬於偏硬的材質,膨脹係數較低,這類的產品相當適合高轉速的自然進氣引擎,又或是低增壓的渦輪車來使用,如果以矽含量來看,4032較2618多出了15%左右,而很多性能車上所搭載的原廠鍛造活塞則是高達20%以上,過硬的活塞也因為延展性差,自然就容易產生脆裂的問題。

引擎活塞(圖/車訊網)

▲鍛造活塞多半會在刮油環(最下方)的凹槽鑽上較多較大的小孔,來加強內循環獲得更高的冷卻和潤滑性能,而且活塞最脆弱的側邊,其能耐住25m/s以上的移動速度(鑄造品至多19m/s),所以高轉速的引擎絕對要用到鍛造活塞。(圖/車訊網)

引擎活塞(圖/車訊網)

▲一般從外觀上就可辨別所謂的凹頂或是凸頂活塞,以相同的燃燒室容積來說,這些高度上的差異就會有如此大的壓縮比改變。(圖/車訊網)

引擎活塞(圖/車訊網)

▲第一道:氣密環
   第二道:氣密環
   第三道:刮油環
多數房車活塞環都有三道,上面兩道是防止竄氣的氣環,最下面一道是控制汽缸與活塞間機油量的油環。。(圖/車訊網)

引擎活塞(圖/車訊網)

▲很多品牌都可以依照顧客需求去訂做活塞的形式,相同插銷高度來說,活塞側裙愈短又或者是面積愈小,可以降低更多運轉阻力有利高轉速,但也可看到第三環的寬度受限。(圖/車訊網)

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