【俥改雜談】空力與引擎性能的真相

【俥改雜談】空力與引擎性能的真相

平時在路上有時候可以看到一些改裝帥車,在他們的引擎蓋上有著明顯的開孔。
特別是高性能的跑車更常見。在改裝車中,當使用FRP(玻璃纖維強化塑料)或碳纖維製引擎蓋時,也經常會使用帶有開孔的引擎蓋。其實,這些有開孔的引擎蓋之下,通常也會伴隨著引擎性能提升的導管或導風板。然而這些設計,也有幾種不同的目的。

1:前向式通風口,用來吸入空氣
這種設計常見於SUBARU WRX STI等車型,在其引擎蓋上方有個正向前方的的通風開孔。這樣設計是為了讓車輛於行駛中強行灌入空氣,像SUBARU WRX、FORESTER、LEGACY、LEVOGE等多種車型,其引擎蓋通風口的正下方放置著中冷器,利用車輛高速行駛時強行灌入空氣直接冷卻中冷器中即將進入引擎室的空氣。

通常,中冷器多放置在散熱器等的前面。然而,這種配置也有優點也有其缺點。
首先,經過中冷器帶走熱量的空氣,接下來就是要再冷卻空調冷凝器。但是,已經為中冷器降溫過一次的空氣,本身已經攜帶了熱量,所以在為空調冷凝器降溫時的效率,反而打了折扣。因此此類設計的車輛,其冷氣空調之降溫效率通常也會受到影響。另外,由於中冷器距離引擎較遠,要進入引擎燃燒室的空氣多繞了一圈,可能會導致油門反應變差。

將中冷器置於引擎正上方,直接利用高速行駛的風來為即將進入引擎燃燒室的空氣進行冷卻,其帶來的最大好處就是避免引擎燃燒室熱衰竭,確保引擎長時間可以保持問訂的大馬力輸出。但是,穿過中冷器的空氣,滿而得從車輛底盤中央附近排出,這對底部的空氣動力學不太有利。不過,還好SUBARU車輛底盤具備優異的全面平衡性,彌補了不少。
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2:排出引擎室的熱氣
改裝後的引擎蓋中,常見的是為了降低引擎室的溫度,將引擎室內的熱氣向後方排出的開孔設計。
這對於那些水溫和油溫容易上升的大馬力大排氣量車型來說,這種導風設計的引擎室開孔是極常見的標配。然而,需要注意的是空氣的流動路徑。雖然引擎蓋上有洞似乎能讓空氣排出,但實際上引擎蓋上的空氣常常會形成渦流,某些位置甚至會讓行駛風從那裡進入。前方進入的空氣和從導風口進入的空氣相互推擠,最終可能導致熱氣滯留在引擎室內。

這樣的設計,通常會搭配上更大更厚的全鋁製水箱,以及更大的水箱迎風面積。其主要目的也是為了避免引擎燃燒室累積熱能,避免燃燒效率降低或油氣提早燃爆。
近年來,透過部分賽車驗證,也會將散熱導風出口,設置於前避震塔附近開設較大的導風口,那一帶的熱空氣更容易排出。
File:Nissan Skyline GT-R Nismo Z-Tune.jpg

3:排出通過散熱器的空氣
在賽車中常見的設計是排出通過散熱器的空氣的導風口。這種設計是將導風口從散熱器後方延伸到引擎蓋,將通過散熱器後被加熱的空氣直接排出到外面。

這樣的設計能有效排出散熱器的空氣,從而更容易降低水溫。由於熱氣不會在引擎室內循環,因此也能更好地控制引擎室內的溫度。
問題在於,這種設計需要在散熱器後方留出空間。此外,這種延伸至引擎蓋的導風口形狀在市售車型上實現較為困難。由於散熱器後方暴露,容易積聚垃圾和落葉。

 

總的來說,引擎蓋上的導風口有多種不同類型,但它們在空氣動力學上都有微妙的影響。基本上,導風口會使引擎蓋上表面的氣流變得紊亂,從而增加空氣阻力。
如果引擎蓋上沒有導風口,而是從前葉子板後部排出空氣,可以更有效地防止前輪胎的浮起,因此如果重視空氣動力學效果,應考慮使用帶有通風孔的葉子板,讓引擎室內的熱氣從這些孔排出。

如果水溫和油溫並不高,則沒必要特意安裝帶有導風口的引擎蓋。導風口會讓雨水進入引擎室,除非有專用的覆蓋來將水排到合適的位置,否則引擎室容易變髒。沒有特別的冷卻需求的話,引擎蓋上的導風口並非必需。但如果只是為了美觀,那當然是可以的!外觀也是改裝的重要因素之一。

最後關於引擎蓋的材質,FRP和濕碳纖維製的引擎蓋差別不大。這兩者都是用玻璃纖維或碳纖維的片材加塑料樹脂製成,只有材質不同,輕便性和強度幾乎沒有區別。外觀上的差異算是一種優勢。

如果是乾碳纖維製的引擎蓋,則雖然成本較高,但能顯著減輕重量。不論選擇哪種材質,如果是要在賽道上駕駛,請務必使用引擎蓋固定針來防止引擎蓋脫落。許多引擎蓋適用於原廠卡扣,但在賽道高速行駛時,仍可能出現引擎蓋打開的情況。因此,建議同時考慮使用引擎蓋固定針。

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