无限量续杯!供油系统强化论

     

文、图/Grand
协力/欧德利、日亚、联结

当缸内直喷已成王道,主宰新世代引擎动力的大遍江山,可见「燃油」是提供引擎运作不可或缺的要素,尤其是重度改装引擎,对于燃油系统的稳定更是要求,一旦供油量出现差异,可是有着爆引擎的危险,因此如何确保燃油系统足量且稳定的正确工作,决对是Tuner的首要课题,也是重改引擎的基础工程。


无限量续杯!供油系统强化论图为供油系统的简略架构图,可以发现供油系统主要是由:油箱、汽油泵浦、进油管、油轨、喷油嘴、汽油压力调整器与回油管所组成。
燃油系统的心脏
汽油泵浦的强化

引擎供油系统构成元件,若以燃油走向为顺序的话,是由油箱、汽油泵浦、进油管、油轨、喷油嘴、汽油压力调整器与回油管所组成,最后用剩的汽油则回到油箱,之所以要配置这幺多环节来组成供油系统,最大的目的就是希望能提供足量且稳定的燃油,而这也是供油系统改装时,首要达成的重要目的。

无限量续杯!供油系统强化论汽油泵浦就像供油系统的心脏一样,负责将油箱内的汽油加压泵入油管内,并且保持油管内的压力不会在高转速高负载时下降,其等级差异在于每小时能泵出的汽油量为几公升,L/H数值愈高代表能对应的马力愈高,相对体积也会比较大。
若将汽油比做人体的血液的话,汽油泵浦的功能就向心脏,负责将油桶内之汽油,加压输送至供油管路内,以待喷油嘴喷出,如果喷油嘴没有将所有泵出的汽油用完的话,剩下的汽油就会回到油箱中,不过如果引擎经过大幅度改装,并加大喷油嘴的话,原厂泵浦打出去的汽油可能会不够用,反应在燃油压力上,就是全负荷或全增压时压力不断下降,严重时可能会因供油不足而爆引擎,此时就需透过更换吞吐量更大的泵浦来因应,泵浦大小对照的单位为每小时泵出几公升的汽油,也就是L/H,原厂NA车的泵浦大约为100L/H,涡轮车则为180L/H,至于涡轮改装车最常用到则为255L/H。

无限量续杯!供油系统强化论原厂汽油泵浦直接安装在后座底下的油箱内,并且以托架固定着。
使用吞吐量不足的泵浦固然不对,但太大的也容易导致供油过浓,大脚油门时会喷黑烟,因此如何选择适当的汽油泵浦,需针对整体的动力改装幅度与喷油嘴的喷射量来决定,有些动力做到500多匹的Impreza,甚至需用到两颗255L/H的泵浦,才能提供稳定的燃油供应量。另外,一旦换装高吞吐量的汽油泵浦后,建议最好能养成油箱剩1/4的汽油时就去加油比较能保护泵浦,这是因为高流量汽油泵浦的转速比较高,相对运转温度也高,因此需浸泡在汽油内才能快速散热,如此泵浦才能用得长久。

无限量续杯!供油系统强化论汽油泵浦下方设有过滤网,建议更换汽油泵浦时,该滤网能留着使用,因为很多採用海绵材质的改装品,使用一段时间后就会被汽油分解,并吸入油管内造成油管阻塞,另外使用高功率泵浦后,油量最好保持1/4以上,才能帮助泵浦散热。
负责短暂储存汽油
加大油轨稳定油压
汽油泵浦打出来的汽油,经过车底下的金属油管后,会先到油轨中,油轨的功能除安装喷油嘴外,还像一个小型储油管,透过汽油调压阀的限制,可将少量汽油暂时储存在其内,如此在引擎急加速,喷油嘴瞬间加大喷油量时,管内的汽油才不会因汽油泵浦来不及补充而一下子用完。因此适当的加大油轨,也是稳定燃油压力的方法之一,多数改装油轨都使用铝合金材质,用意在于美观好加工,且有些高档的油轨还会採用左右进油,中央回油的设计,如此可使每只喷油嘴都有相同的喷油压力,汽缸燃烧状况才会均等,引擎出力便能平衡、顺畅。

无限量续杯!供油系统强化论汽油泵浦打出来的汽油经过进油管的导引后,接着会进入汽油轨内,并透过后方的汽油调压阀,将汽油以一定容量与高压状态暂存于油轨内,如此在喷油嘴高速喷射的瞬间,不至于一下子就将汽油给喷完。
喷油动作的执行者
注意无效喷射时间

接下来是喷油嘴的部分,该元件为喷油动作的执行者,诸多改装电脑调校供油量时,也会透过调整其喷射时间或开启率来达成,因此其重要性可见一斑。判定喷油嘴是否须加大的方法,可以从空燃比机中看出端倪,在引擎高转速重负荷时,如果改装电脑对于喷油嘴的开启率(Duty Cycle)已提高到80%,燃烧状况依旧处于稀薄,就代表喷油嘴以不够用了,需更换喷射量更大的部品才能确保供油量足够。

无限量续杯!供油系统强化论有些重度改装车会将汽油轨换成铝合金加大部品,用意在使更多汽油储存于其内,以应付瞬间增加的喷油量,让燃油压力不会往下掉,当然前提是汽油泵浦需够力才能达成。
喷油嘴的大小是以每分钟喷出多少c.c.的汽油来计算,一般高性能NA引擎的喷油嘴,大约为280c.c./m,2.0L涡轮引擎则为350~400c.c./m,再上去的改装品常用的则有560c.c./m、800c.c/m,可对应到最高马力分别为350hp与550hp,如果引擎出力不高,使用过大的喷油嘴,就像小水桶用大水管装水一样,水龙头开一点水就满了,反倒不利细微调校,且怠速也会不稳,因此喷油嘴的选择适当及可,此外还需注意汽油泵浦够不够用。值得一提,换装喷油嘴时,还要特别注意「高低电阻值」与「无效喷射时间」得设定,前者在于有些喷油嘴内部磁力圈的电阻较低,如果安装在原厂为高电阻设定的系统上,就需额外加装水泥电阻,提高电阻值以限制进入喷油嘴的电流量,才能确保低电阻喷油嘴能控制开启时间,甚至避免其故障。

无限量续杯!供油系统强化论改装油轨上通常会预留几个螺丝孔,提供Tuner安装燃压錶感应器与汽油调压阀之用。
至于所谓的无效喷射时间,指的是喷油嘴从接收到电力讯号,到真正开启的时间差,由于喷油嘴启闭的时间极为短暂,因此即使只是0.8毫秒(0.0008秒)的无效喷射时间,依旧须重视,如此才能让喷油嘴在活塞抵达正确喷油位置前,就开始送电準备喷油,而由于不同喷油嘴对于无效喷射时间的设定皆不尽相同,因此许多高阶改装电脑的设定功能中,皆可设定该数值,使电脑自动调整喷油时间,

无限量续杯!供油系统强化论更换加大喷油嘴时,除注意喷射量、长度与接头型式外,还须考量高低电阻对应问题,若原车为高电阻系统,使用低电阻改装喷油嘴时,记得加装水泥电阻来调整电流量,才不会让喷油嘴挂点。
无限量续杯!供油系统强化论有些知名品牌的加大喷油嘴都会附上无效喷射时间的说明,目的在让Tuner能将数据输入进改装电脑内,让电脑自动调整喷射时间,如此供油量才会正常。
无限量续杯!供油系统强化论 
无限量续杯!供油系统强化论使用改装电脑调校供油程式前,第一要务就是确定供油系统无论在何时都能稳定供应燃油,待燃油压力表现稳定后,再来调整供油量,才能获得稳定的空燃比值,否则燃压忽高忽低,怎幺调都不会正确。无限量续杯!供油系统强化论 汽油压力掌控者
调压阀的设定秘诀
上述提到的所有元件,都是供油系统中不可或缺的重要零件,但要使喷油嘴提供正确的喷油量,有一个环节是需特别注意的,那就是「燃油压力」的稳定与控制,此燃油压力的建立非常的重要,如果压力不足、喷油嘴的喷射油量相对减少,不只供油量会不足,连带的是雾化效果变差,爆炸速度减缓,且容易有爆震之虞。但该燃油压力却非恆定,而是会随着进气歧管内的绝对压力而变化,目的在使喷油嘴「内外压力差」,不论引擎位于何种负载状况下都能保持恆定,也就是如果喷油嘴出口的压力为负压状态,燃油很容易就进入汽缸内,那燃压就可少些,大约为2.6kg/cm2,如果出口压力已达1.0bar,那燃油压力相对就需提高到4 kg/cm2以上,才能使相同的喷油时间,喷出等量的汽油,如此才不会因喷油嘴内外压力差过大,影响喷油嘴燃油喷出的顺畅性,当然上述所有状况都需在汽油泵浦效率够的情况下,才能达成,否则最高燃压到不了4.0kg/cm2以上的压力。

无限量续杯!供油系统强化论 
至于调整燃油压力的元件即为「汽油调压阀」,该元件通常位于油轨上,长得很像一个小飞碟,且其上有一条接到进气歧管的真空管,该管路就是用来调整燃油压力用的,有些改装车会将此调压阀,改成可手动设定压力值的改装部品,目的在提高燃油压力,强化燃油雾化效果,并增加低速时的供油量,使引擎低速扭力反应好些,但却会有高速反应不佳、耗油的问题,因此建议使用该项产品时,最好能搭配改装电脑,一併修整高低转速的供油量,才能发挥其效果。值得一提,可调式汽油调压阀并没有分涡轮引擎或自然进气引擎的差别,常见的单模双膜的区分,只要在于内部控制油压高低的膜片数量,双膜比较能承受正负压的吸推,寿命比单模要长而已,使用上并不需特别注意适用的车型为何。

无限量续杯!供油系统强化论这两张图是利用真空錶与燃压錶,来说明彼此间的相对关係,当歧管压力为-0.7bar的真空状态时,燃油压力只有2.6kg/cm2;当压力转为1.0bar的正压时,燃油压力则高达4.4kg/cm2以上,充份说明调压阀确实会因进气歧管压力而调整。
另外,设定燃油压力的技巧,应该先搞清楚原厂燃油压力高低值为何,然后将真空管拔除后,再设定燃油压力,通常比原厂高0.1~0.2kg/cm2即可,日系车大约为3.2~3.4kg/cm2,接着插回真空管时,燃油压力应该会降低个0.5~0.6kg/cm2,这才是正确的设定方法,而不是装着真空管来调整,这是很重要的观念,请大家要注意。

无限量续杯!供油系统强化论 
厂车必备安全装备
防爆油箱的重要性

供油系统的改装除上述提到的这些元件外,还有一个在赛车场常见的重要部品需介绍,那就是防爆油箱。该部品的功能就如同其名般,主要是用来避免车辆发生碰撞时,油箱不会被撞破,导致汽油洩漏引发火灾。为此防爆油箱是透过几种设计来达成,第一安装的位置须在车内,而非车底,尤其是拉力赛厂车,更须严格要求此项目,这样一来除非车辆遭遇非常严重的撞击,否则油箱应该不会受波及。

无限量续杯!供油系统强化论换装可调式汽油调压阀来调整汽油压力时,设定的方法应在引擎怠速状态下,将上方真空管拔除,再转动上方螺丝进行调整压力,最好不要超过原厂值的0.2kg/cm2以上,容易出现耗油情况。
第二,即使油箱被撞击变形,内部特殊设计也能保护汽油不外洩,因防爆油箱虽外壳为一铁箱,但汽油实际是容纳在一软性的橡胶袋内,且袋内还塞入大量海棉,如此一来即使铁箱撞到变形,因橡胶袋是软的会随着铁箱塑形,故汽油并不会洩漏出来,而内部的海绵则负责吸附汽油,避免汽油因车辆摇晃而产生大量油气,减少油气外洩的机会,第三,油箱外都设有自动断电开关,只要车辆翻覆或撞击瞬间,断电开关马上会将汽油泵浦的电源关闭,让汽油不会因油管断裂而喷出,如此才能确保人车安全。结语

无限量续杯!供油系统强化论防爆油箱之所以具有防爆功能,在于内部装油的为一软质橡胶袋,即使外铁箱变形挤压,橡胶袋依旧不会裂开导致汽油洩漏,且内部还装有海绵,可吸附汽油,避免因车体摇晃,造成油气过多的问题产生,
「供油系统」的强化是动力大幅度提升前的基础工程,也是确保供油软体调校得以发挥效果的关键,「地基打好盖大楼」,因此如何使每个环节都能到位,是Tuner改装前需思考的问题。另外,若预算许可的话,或许可以考虑装个「燃压錶」来监控供油系统的运作状况,供油系统的问题几乎都可从此錶来及早发现,减少引擎故障情况发生。 

无限量续杯!供油系统强化论 
无限量续杯!供油系统强化论有些重改或比赛车上都还会额外加装副油箱,先利用一个汽油泵浦将汽油打入其中并且装满,再使用另外一颗汽油泵浦将燃油输送到前方的油轨内,如此就可避免因车体摇晃,而导致泵浦瞬间吸不到油的问题发生。
无限量续杯!供油系统强化论重度改装车或厂车,为提供足够且稳定的汽油输送量,并减经汽油泵浦的负担,通常会并联两颗汽油泵浦,来供应前方喷油嘴所需的油料,且泵浦会使用可外挂的型式来帮助散热,此方法可说是极重度的改法。
无限量续杯!供油系统强化论由于回油管内的汽油经过引擎室高温加热后,温度通常不低,导回油箱后会使其内的汽油温度提高许多,为降低汽油温度,使燃烧状况稳定,有些细心的店家还会在车底加装「汽油冷却器」。