在21世紀,追求更強動力的過程已經數位化,但核心仍然是空氣流量。

調校的基本原理很簡單:增加動力就是讓引擎吸入更多空氣。因為引擎燃燒的空氣重量是燃油的14.7倍,所以動力受限於空氣流量,而非燃油流量。

雖然可以透過提高壓縮比來提升燃燒效率,但傳統的改裝方式都是為了增加引擎的進氣能力。無論是增大化油器或節氣門的尺寸與數量、使用能讓氣門開啟時間更長且提升更高的凸輪軸、進行氣缸頭的拋光與流道加工、提高運轉轉速、加裝排氣頭段與低阻排氣系統、增加排氣量,或是安裝增壓器(渦輪或機械增壓),核心都是讓空氣能更順暢地流經引擎。調校的藝術就是讓這些改裝協同運作。

過去,完成這些硬體改裝後,還必須確保引擎能供應足夠燃油以匹配增加的空氣流量,並在正確時機點火,這就是調整化油器與點火分電器的黑魔法。

如今,燃油噴射(包括多點噴射與直噴)與點火時機(每個火星塞獨立點火線圈)皆由專用電腦精確控制,這套電腦根據多種感測器輸入與駕駛的油門操作管理引擎運作。它還控制可變凸輪軸相位(有時還有可變氣門升程系統)、雙段油泵、排氣系統閥門、偶爾的電動水泵,以及渦輪增壓器、機械增壓器和電動馬達的輔助。

這些電腦化引擎管理系統非常神奇,讓現代引擎能達成肌肉車時代難以想像的動力與扭力,同時兼顧優異油耗與幾乎零廢氣排放,並且具備良好的操控性與可靠性。

但若想從先進引擎擠出更多動力,仍需增加進氣量。無論用何種方式增加空氣流量,接著都必須調整燃油噴射與點火時機,和過去一樣,只是調校過程已由機械轉為數位。

這也變得更困難。過去任何機械師都能用手工具更換化油器噴嘴或分電器彈簧,但改變引擎程式碼卻困難重重,因為車廠將軟體加密封鎖,並非開放原始碼。

部分原因是車廠不願讓競爭對手得知控制演算法與方法,也擔心改裝可能導致排放超標或高速事故的法律責任,最重要的是不想因改裝引擎損壞而背負保固責任。

但有志者事竟成。筆者2017年購買新款保時捷911 Carrera時,該款為991.2世代首年,搭載3.0升雙渦輪增壓水平對臥六缸引擎,並配備加強加密的引擎管理系統。

原廠標稱370匹馬力,筆者希望透過提升最大增壓壓力來增加動力,這是最簡單且無需更換硬體的方式。但直到車款上市約一年後,才有調校廠推出相關軟體。這背後的秘密是破解加密的駭客次文化。

這些駭客是否真的破解了24位元的加密,或找到軟體後門,甚至賄賂車廠或供應商員工取得密碼,難以確定。知名調校師Steve Dinan認為,破解歐洲車輛軟體的駭客多半來自東歐。

破解加密後,通常需要車主拆下引擎管理電腦並寄送給駭客解鎖,駭客依破解的電腦數量收費。

即使解密成功,調校師仍須解讀數千行控制引擎運作的程式碼,找出控制點火時機、噴油脈衝寬度、渦輪增壓等參數的十六進位位置。

若能取得車用電腦的A2L檔案,將大幅助益,因為它像是軟體的目錄,標示各控制參數位置。但這類檔案並非所有車款都有,且多為德文。

另一種工具是WinOLS軟體,可分析引擎管理軟體並辨識控制表格,價格約1000美元,且需搭配介面硬體連接引擎電腦。Dinan表示此軟體學習曲線陡峭,非一般試算表軟體可比。

破解加密並解碼軟體後,現代調校師便可進入傳統調校師的階段,開始調整參數以增加進氣量與動力,或針對硬體改裝調校。

現代引擎出廠時已經調校得非常完善,讓調校師的工作更具挑戰。Cobb Tuning的數位內容與活動行銷資深經理Marshall Glasgow表示,單靠調整燃油與點火時機,很難在自然進氣引擎上找到額外動力,除非像保時捷Boxster Spyder與Cayman GT4這類被刻意限制動力的車款。

現代的優勢是渦輪增壓引擎普及,調校可以透過提升增壓壓力來增加進氣量與動力,而無需更換硬體。

但不能隨意提高增壓,因為許多程式設有安全機制,根據歧管壓力與燃油使用量計算動力,若超過原廠設定會自動降功率。Dinan指出,這些限制必須被找到並重新編程,同時避免溫度過高損害引擎或催化轉換器。

燃油系統的物理極限也是瓶頸。Glasgow表示,直噴系統的噴油嘴容量通常只能比原廠多約20%。

若想要更大幅度提升動力,就必須更換硬體,如更大渦輪、更大中冷器、更大容量噴油嘴與燃油泵浦,以及更大流量的催化轉換器與排氣系統。網路上宣稱的1000匹馬力改裝引擎,幾乎都包含這些升級,甚至強化活塞、連桿與氣缸體。

Lingenfelter Performance Engineering(LPE)是專注於這類硬體升級的知名調校廠,擁有多年為GM V8引擎帶來顯著性能提升與可靠性的經驗。針對C8 Corvette,LPE提供氣缸頭與凸輪軸套件、7.0升引擎包,以及增壓與渦輪增壓選項。

LPE會先購買車輛,並在引擎與底盤測功機上進行廣泛測試後才進行改裝,業主Ken Lingenfelter表示。

LPE業務發展總監Brandon Baker說:「我們發現GM零件經常變動,必須在提升動力的同時測試零件可靠性,必要時會設計專用的Mahle鍛造活塞。」

LPE擅長硬體升級與調校,但破解引擎控制單元軟體則委託專門處理GM引擎電腦的Trifecta Performance。

Cobb Tuning也採類似方式,購買或借用車輛進行測試,並常帶車到德州奧斯汀附近的Circuit of the Americas賽道進行嚴苛測試,以評估原廠燃油系統與硬體能支撐的最大動力。例如,2022年款Subaru WRX可達近400匹馬力。

在較低階的Stage 1調校中,Cobb會在低中轉速區間維持原廠程式以符合排放規範,並使用Accessport裝置修改校準。

有些調校廠會要求車主寄送引擎管理電腦,有些則能透過筆電連接車輛OBD-II接口遠端重新編程。

還有一類調校方式稱為piggyback調校,完全不破解引擎管理電腦,而是透過干擾感測器訊號來欺騙電腦提升動力。

舉例來說,piggyback系統可能接在進氣歧管壓力感測器與電腦之間的線束,將實際24.7 psi的壓力訊號改為20.0 psi,讓電腦允許渦輪增壓持續提升4.7 psi,約增加20%動力。這需要將24.7 psi的數位訊號轉換成20.0 psi,技術上並不困難。

piggyback系統也會對其他感測器做類似處理,協助原廠電腦提供適當燃油與點火時機。雖然無法突破引擎控制程式為耐久性設置的保護,但仍能帶來顯著動力提升。

筆者曾試駕搭載CarBahn piggyback調校的BMW M5,使用100辛烷值燃料時馬力提升至913匹,感受完全符合900匹的強勁動力。Dinan表示使用E85燃料時,動力還能再增加約200匹。piggyback調校效果顯著。

想提升動力,有多種可行方案。最重要的是選擇有良好口碑、熟悉你車款且有獨立測試證明的調校廠。動力提升令人興奮,但別忘了,最終受損的可能是你的引擎。

網路上常見動力誇張的調校案例,例如一輛Nissan GT-R聲稱車輪馬力達3500匹,四分之一英里加速6.4秒、時速234英里。這種車幾乎沒有原廠零件,尤其是引擎。別以為花幾千美元調校就能達到這種水準。

調校前,首先要明確你對改裝車的期待。如果只是想在60到130英里加速時段炫耀給Hellcat車主看,那是件事;若想帶車參加賽道日或德州一英里直線加速賽,則是另一回事。

筆者在Car and Driver擔任技術編輯期間,曾多次燒毀改裝引擎。一輛Gale Banks改裝的Pontiac Trans Am雙渦輪車,在首次0到160英里加速時因冷卻系統無法抑制611匹V8引擎溫度而爆缸,該引擎是在冷水冷卻的測功機上開發的。筆者也曾在雙渦輪Callaway Corvette上多次爆引擎,無論是加速或極速測試,只有使用賽車燃料時才撐過極速測試。

重點是,加速時車輛在短短幾秒內將你壓在座椅上,極速測試則需持續數分鐘。長時間高速行駛需要更謹慎且專業的調校。

因此,請根據你預期的使用方式選擇調校方案。使用強度越高,可靠且安全的調校成本也越高。

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