什么情况下升级动力会优先考虑自然吸气而不是机械增压？

今天leoleo就来跟大家分享一个关于发动机性能升级的案例：自然吸气也可以挑战增压？

（先推荐一篇我的比赛经历：对手全是增压，就让我来坚守自吸和排量吧！）

其实在美国，针对V8的自然吸气动力升级，早就已经非常成熟和普及，只不过相对来说国内接触得太少而已。这就形成了一个奇怪的现象——在国内只要一说起较猛的动力升级，绝大多数人脑袋里都只有一根弦，即“上增压”。似乎“上增压”就成了唯一的途径，而忘记了排量本身的意义：

先不要误会，并不是说我不喜欢机械增压，而是自然吸气和机械增压各有各的特点，方案的选择是开放的，首先需要明确自己给车子升级动力的用途是什么，然后再去选择才是科学的。下面分别说明一下自然吸气和机械增压动力升级的特点：

一、自然吸气（NA）：

保持自然吸气的优势在于，连续激烈驾驶时，发热较机械增压更小、对发动机极其附件产生的热渗透、热衰减影响更小，因此在炎热天气时自然吸气引擎因空气升温而造成的性能下降也比增压系统小得多；同时自然吸气方式不需要像机械增压那样增加那么多额外的附件（增压器、管路、散热器等），重量上更有优势；以部分品牌的双螺杆增压套件为例，上增压套件后可能会比自然吸气增重40kg左右；而且机械增压系统多出的重量基本都是作用在前轮上，这对于车身前后配重比例的影响较大，会影响在赛道上的操控性，以及跑直线起步弹射时要做到的重心转移效果。自然吸气系统的不足之处在于低转速区间的扭矩，这就是为什么自然吸气更喜欢拉高转速，尤其升级凸轮轴和全段排气后，在高转时爆发出的声浪恐怕没几个男人能够抵挡那种魅力。

二、机械增压（SC）

机械增压（双螺杆或鲁式）的优势，扭矩输出更直接、动力提升的主观感受在踩下油门时就能迅速感觉到，低转速的推背感更明显。相对来说，机械增压系统的成本也更高。其他短板就是上述的重量增加、配重比例变化和发热问题等。在炎热天气时，机械增压引擎因气温过高而造成的性能下降也更为明显，因此往往为了解决这些问题，又不得不加强冷却系统，进一步增加了系统的复杂性和重量。

（机械增压分几种？和涡轮增压有什么区别？如果你还不清楚，可以在公众号首页回复关键字“增压”试试）

所以，自然吸气or增压？

根据实际的用车需求，再来选择升级路线会更合适一些。

说到自然吸气的升级路线，简单来说无非是增大进气量/排气量，涉及的部件包括：

1、进气（高流量进气滤芯、加大节气门、加大进气歧管等）；

2、排气（升级排气头段，也就是常说的“芭蕉”，中尾段排气）；

3、最核心的是凸轮轴（控制发动机进气门和排气门），进阶一些的还可以升级发动机缸盖（改善引擎配气机构）。

如果你对凸轮轴的位置和作用还不清楚，可以看下图：

凸轮轴的规格不但会直接影响动力，同时也会对声浪产生直接影响，下面这个视频是国内外一些改过凸轮轴之后的声浪演示，包括科尔维特、野马GT、挑战者（视频长度2分30秒）：

这个“突突突”的声音是不是有点像“拖拉机”？

不稳定的怠速、好像随时要熄火的样子，甚至让不懂行的人以为车子随时要坏掉

然鹅，这才是美国的性能党所追求的纯正美式肌肉声浪！

在电影《Hit and run》中，就有这么一幕：

改过高角度凸轮轴的自然吸气不但声音独特，而且当你在某一次竞速中打败了某钢炮神车时，就算别人抛下一句“不就是改了增压么”，你也可以自豪的回复一句“不是增压，老子靠的是排量”

（上图大意：我让你停车，是想问你车的凸轮轴是哪一款）

既然凸轮轴可以控制气缸的进气门和排气门，那么有什么关键参数需要注意？这里简单科普一下：

主要是三个方面：

1、Lift：气门打开高度（进气/排气门），看下图可以帮助理解，凸轮轴顶起的高度决定了进气门/排气门打开的高度，当然打开越大进气量/排气量也越大，但不可能无限的增大，打开过高会顶到活塞；较大的Lift需要配套更换强度更高的气门弹簧。

（Cam代表凸轮轴、Valve代表气门）

2、Duration：气门打开持续时间，用旋转的角度来衡量，指气门在某一个高度打开到关闭的持续时间；当然打开的持续时间越久，进气量/排气量也会越大。看下图，凸轮轴的凸起形状改变后，自然就增加了气门持续时间：

3、LSA（Lobe SeparationAngle）：这个稍微复杂一点，但驾驶舒适性和声浪就是主要由LSA决定的。指凸轮轴的进气和排气叶片的夹角，直接影响进气门/排气门同时打开的重叠时间（overlap），当进气门和排气门同时打开，气缸内的压力会下降，例如106°的LSA，比112°的有更高的重叠时间。

紧凑的角度（如106°）：大重叠时间、更粗鲁的怠速（影响低速时的车身晃动）、更低的扭矩输出区间、增加最大扭矩、更高的气缸压力、通常会提升中段转速区间的马力。

宽松的角度（如112°）：小重叠时间、更高转速区间的扭矩输出、减少最大扭矩、更低的气缸压力、更平顺的怠速。

大概就是下图的意思，进气门和排气门同时打开的间隙越长，声浪也会越“突突突”，怠速晃动也越大：

综上所述，如果对于日常驾驶的舒适性要求比较高，那么就只需要提升Lift和Duration两个指标就可以了，LSA尽可能和原厂参数接近，这样就可以避免怠速时车身晃动的问题了。

所以呢，凸轮轴的选择是比较重要的，要把凸轮轴用对了才能达到兼顾动力、声浪、日常舒适性的目的！

当然，从改装和性能升级的角度来说，并不是单独只改某一个部件就可以了，而是各相关部位都配合到位，才能带来更好的综合效果！

从动力升级的角度来说，无论是自然吸气还是机械增压，首先高性能头段排气（芭蕉）都是必改的，并且最好能够配合大口径的中尾段排气，这样在做程序调校时才会带来较好的效果，而美国改装市场上公认最好的头段产品就是老牌Kooks，一般老美也只有在预算不足时才会考虑其他品牌。

不过别忘记，在你开始让tuner特调程序（刷ECU和ECM）之前，由于程序调校是个一次性的服务，最好把能升级的硬件都一次性升级到位了，免得后续产生额外的费用支出。

下面结合实际案例来做个说明吧，当然如果只是想科普，不关心实例的车友们也可以不用往下看了。

下面举例科尔维特C7和野马GT5.0的自然吸气升级应该怎么做？

这两款车型的V8引擎一个是OHV架构，一个则是DOHC，刚好是两种不同架构的代表。

（一）科尔维特C7

科尔维特C7采用的是第五代LS家族引擎，动力升级方面较以往又有一些不同，下面就给大家做个的分析。

当C7刚刚推出的时候，其搭载的全新LT1引擎（V8 6.2L排量，原厂标配455匹英制马力/630牛·米），对美国的tuner（程序调校师）来说，是个新的课题，也是一个相对难啃的骨头。虽然LT1基于传统的LS家族架构设计，但针对燃油燃烧部分做了升级，支持缸内直喷、VVT（可变气门正时）以及通用的AFM动态燃油管理系统（这玩意会让你平时莫名其妙的切换成V4，即为了省油而闭缸），此外C7采用的E92控制电脑跟以往的控制单元也是非常不一样的。

不过当然发展到今天，关于LT1的升级和调校已经很成熟了，新一代刚出来的时候，大家总有个学习的过程。总体而言，第五代LS引擎多了很多新技术，这也导致通过以往常用的做法来提升自然吸气的马力输出，会受到一定的局限性。所以这个时候就要考虑通过别的方法来去提升。

以美国LPE（Lingenfelter Performance Engineering专注于动力升级的制造商）为LT1引擎提供的方案举例，虽然有550匹（即提升95匹）、600匹和650匹的自然吸气方案可供选择，但600和650匹的方案需要屏蔽掉VVT和闭缸功能，而550匹的方案仍然能够保留原厂带来的这些新技术，所以相对来说技术含量更高。

下面就以这套550匹的自然吸气方案举例：

升级的硬件包括：

1、升级发动机缸盖，作用在于优化配气机构、增大气道容量、稍微增大燃烧室、以及改善喷油嘴喷射雾状燃油的燃烧区域，从而提高压缩比，从11.5:1提升到12:1；

2、升级凸轮轴和强化弹簧，提高气门lift打开行程、增加进气/排气门持续时间，同时保持原厂的平衡性，即保留VVT；在常规模式和闭缸模式下，凸轮轴的气门持续打开角度有两组不同的设置，LSA气门重合角度与原厂一致，从而不影响日常驾驶感受；

3、升级发动机上的汽油轨和高压汽油泵，加强缸内直喷的喷油压力，达到夸张的2175psi，这个压力比C7 Z06原厂的LT4机械增压引擎的喷油压力还要大。但原厂喷油嘴不需要改动，可以满足到提升100hp的使用需求。

4、进排气bolt-on：Kooks排气头中段、高流量进气等。加大节气门、升级进气歧管、升级点火高压包及高压线、火花塞等则可以进一步锦上添花。

 5、程序特调（包含ECU电脑程序和变速箱程序）

硬件都安装到位之后，最后一步，也是最重要的，就是程序特调了，这一步将会让所有升级过的硬件都发挥出应有的效果。

目前在国内，美国通用旗下的车型从L4到V8的全系引擎，ZZP就可以提供与美国直连的程序特调服务。

（二）下面再说福特野马GT

首先第六代野马GT的5.0L Coyote引擎分成三代，大致区别和应用的车型年款如下：

相对来说，18改款之后的野马GT，福特已经对这款5.0发动机做了很多改良，这也直接体现在轮上马力的输出效率高了不少，根据美国LMR做的马力机测试，原厂2018款野马GT的轮上马力为415匹（回顾：2018新野马马力机测试结果出炉，成绩惊人），这是个很不错的成绩，传动效率高达90%！

而15-17款GT的原厂马力机测试结果约为轮上370-380匹，差了蛮多，这也主要是变速箱的差异导致的。

而对于野马5.0的自然吸气升级路线，大体也主要围绕着升级进气歧管（含节气门）、凸轮轴和排气三个方面（当然还有程序特调）：

其实在18款野马GT刚上市不久，就已经有老美拿出了自然吸气的升级方案，通过Cobra Jet进气歧管、加大节气门、kooks排气头中段和E85，配合程序特调，做到了轮上507匹的好成绩，这已经比原厂提高了92匹！而且仍然保留了自然吸气的诸多优点。

下图这个夸张的带有福特标志的进气歧管就是Cobra Jet，由于体积巨大，让很多人误以为是增压器：

马力机测试为最大马力轮上507匹：

在这些方案里，同样Kooks的排气头中段属于必改项目，一般会选择1 7/8英寸的加大管径长管芭蕉，原理与科尔维特相同，通过加长的等长芭蕉，增加排气性能和排气顺畅度：

配合高流量三元，就算单独只改头段，马力提升的幅度也较为可观，美国野马车友做的测试，改装Kooks头中段排气后马力提升约为34匹，最大扭矩提升约55牛·米：

关于进气歧管嘛，多说一句，老美对这玩意似乎很痴迷，特意在实验室环境下把福特的四种不同的进气歧管都拿来做了测试：

上图从左到右，分别是5.0GT的原厂进气歧管、GT350原厂进气歧管、BOSS302的进气歧管、Cobra Jet直线加速赛车的进气歧管。这四款都是福特为野马5.0引擎推出的套件。

首先BOSS302和Cobra Jet都是那种较高的，每个气缸的气道独立竖起的结构，这种结构更有利于高转速的马力爆发，所以Cobra Jet也被福特定位为直线加速专用的大马力进气歧管。

下面直接把测试结果发出来供大家对比，不过测试用的这台5.0引擎是基于猛禽的引擎改造出来的，所以这个实验室数据仅用来对比各歧管之间的特点。

原厂GT：491.1匹

BOSS302：510.4匹，比GT+19.3匹

GT350：515.8匹，比GT+24.7匹

Cobra Jet：531.2匹，比GT+40.1匹

原厂GT的设计虽然很优秀，适合于日常的跑街和自动巡航，但如果你一心只想在加速性能上拼个输赢、热衷于直线加速赛，那么只需要盯着Cobra Jet就好了；

对于GT350这款歧管，以下是Ford Performance的建议：

“通过GT350的套件，可以让转速突破7千转，而在7500转时能够比原厂GT提高近70匹的马力！不得不说这是一款性价比很高的产品。”

最后说一下自然吸气方案中较为核心的凸轮轴，由于野马的V8已经转为DOHC架构，有四根凸轮轴，这与科尔维特/道奇的只有一根凸轮轴的OHV架构完全不同。

对于这两种架构还不熟悉的车友，可以在本公众号首页回复“灵魂”看一篇精彩的文章。

当然实际在改装时，对于凸轮轴的选择是可以很个性化的，前文也说过凸轮轴主要决定了三个影响进气/排气的参数，那么就通常来说，如果抛开那些复杂的参数选择，单独只更换凸轮轴对动力影响多大呢？

下面是美国enginelabs针对福特的5.0L coyote引擎做的试验：

这里就不卖关子了，标题已经写明了单独更换凸轮轴带来了50匹的动力提升。

经过测试，以下是马力机的曲线图：

取决于试验中选用的凸轮轴参数，马力和扭矩爆发的临界点被设置在5200转，再到6500转开始，无论是马力还是扭矩，都出现了较大幅度的提升，这也是自然吸气的特性——配合着高转速的销魂声浪，澎湃的马力输出源源不绝！

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