因为在一般传统的自然进气引擎的设计之下,进气机构其实就只是单纯的管路而已,仅管根据引擎的设计、车体的配置,进气管路或进气岐管可能有不同长度或口径,但本质上就只是一个单纯的管路而已。
然而为了满足引擎高转或低转不同的进气需求,一个简单的办法就是透过可变机构来改变管路的口径或长度,进而达到改变空气流量的目的。
一般自然进气引擎采负压进气,因此在低转速时,利用又细又长的进气管路,可以降低空气流速,减小进气量,还能避免进排气逆流,让低转速的性能更好。反过来说,在高转速时,我们希望进气管路能又粗又短,提高流速,增加进气量,满足引擎高转速的需求。
根据引擎转速域的不同,所需的进气需要也不同。
在这样的概念之下,各厂为了避免踩到别人专利的同时,导入可变进气机构,因此也有了各种进气管路的可变设计。以台湾市场上的车种来说,有SYM早期的V.I.P.、KYMCO的V.A.C.S.或是进口重机YAMAHA的YCC-I与APRILIA的可变进气导管长度系统。另外,SYM近年搭载于Jet Power EVO与Fighter 6上的S.T.C.S.也是一种可变进气的机构,但与上述几种技术有着不小的差异,稍后我们也会介绍。
可变进气系统:SYM V.I.P.
SYM在数年前的悍将Fighter 150 VIP所搭载的V.I.P技术,是采用单一进气软管的设计,透过可变阀门,改变口径,低转速时口径小,减小进气量,高转时口径大,增加进气量,达到低转省油、高转马力的需要。
可变进气导管:KYMCO V.A.C.S.
V.A.C.S搭载在KYMCO与2012年发表的初代G6上,是利用两条不同长度口径的进气软管,透过阀门的开启与关闭来改变进气路径。空滤上连接一组一分二的进气软管,其中较粗较短的软管设有一组阀门,高转速时阀门打开,进气流速增加,在低速时阀门关闭,空气只能走低速管路,需由空滤侧边进入,变成又细又长的路径,降低进气量。
这样的设计相对SYM V.I.P.来说更加复杂,反过来说也更难调校,长短管路之间也可能发生干涉。
初代G6搭载V.A.C.S.可变进气。
可变进气导管长度:YAMAHA YCC-I、APRILIA可变进气导管长度系统
在打档重车上,也有类似的可变进气设计,像是YAMAHA大量使用的YCC-I以及APRILIA运用在当家跑车RSV4上的可变进气导管长度系统,但与上述速克达车种因为本身进气结构就不同,采用不同的方式达成同样效果。
由于档车空滤位在油箱前端,加上性能车款对于体积尺寸的斤斤计较,采用的方式是改变进气导管长度的设计。不论是YAMAHA或是APRILIA,空滤盒内进气导管,每组管路都是两支管组合而成,在低转速时,两管合而为一,形成长度较长的进气导管,当转速高时,伺服马达会将上半段进气导管拉起,一分为二,这时实际做用的导管长度就变短,提供更高流量的空气进入。
2007 YZF-R1上的YCC-I,图为接合形成较长的管路。
高转速时,上段分离,让进气导管变短。
YAMAHA首次导入YCC-I的车种:2007 YZF-R1
RSV4进气导管分离时的情况。图片来源:Sport Rider。
RSV4自2009年问世以来,就搭载可变进气导管长度系统。
YAMAHA YCC-I自2007年首度搭载于当年度R1上之后,已陆续导入自家性能车款中,包括2008年的R6与新一代V-MAX 1700上,其中从R6上,最能看到YCC-I对于性能的改善。06-07年R6虽然靠着超高转16,500rpm的引擎,拥有同级最大的马力,但动力曲线过于陡峭,导致在万转以下动力落差极大。08年导入YCC-I,并略为修正后,最大马力提升之余,在万转下的动力也获得改善,成为向来以竞技取向为主的R6之中,最具道路亲和力的一个世代。
V-MAX 1700也同样使用YCC-I。
YCC-I已普遍成为YAMAHA性能车款配备,图为最新2015 R1搭载的YCC-I。
双涡流控制系统:SYM S.T.C.S.
S.T.C.S在本篇文章中的可变进气系统中,是比较特殊的一项,虽然都是在进气管路增加阀体控制,但与前面的几种技术相比,在本质上有些不同。首先S.T.C.S.阀门位置不在进气导管而是节流阀后端的进气岐管,因此此处管内已经是汽油与空气混合的油气,而不只是单纯的空气。
另一方面,S.T.C.S.为Swirl Tumble Ctrl System的缩写,其中Swirl与Tumble都是涡流的一种(所以称为双涡流)。在二汽门引擎上产生的涡流为Swirl,而四汽门引擎中进气产生的涡流是Tumble,看到这大概也能看出S.T.C.S.的端倪,透过可变阀门控制,在低转速时将油气导往单一的进气汽门,变成单汽门进气,能有较好的扭力表现。高转时阀门开启,油气同时导入两个进气汽门,变成双汽门进气,获得较好的马力与动力延伸性。
从这部份来看,S.T.C.S.目的是改变汽门的进气,于低转速时为三汽门有作用(一进二出),高转速则恢复为四汽门作用。不过因为没用到汽门的可变机构,而是在进气歧管部份下手,虽然就结果论是改变了汽门的进气,但我们依然将S.T.C.S.列入本篇文章中介绍。
Fighter 6搭载最新的S.T.C.S.