在自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)改裝過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)上半座的改造雖然能立即突顯馬力上的增幅，但要真正延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命，并提升發(fā)動(dòng)機(jī)極限，就須仰賴發(fā)動(dòng)機(jī)下半座的強(qiáng)化，包含：活塞、連桿、曲軸到發(fā)動(dòng)機(jī)本體等，全都涵蓋在此范圍內(nèi)，如果上半座的改造是在練武功招式的話，那下半座的強(qiáng)化就是在練內(nèi)功，有深厚的內(nèi)功底子，才能發(fā)揮所有武功招式的真正力量，否則很容易走火入魔的，也就是所謂的「爆發(fā)動(dòng)機(jī)」！

下半座改裝首步

鍛造活塞品使用

　　一具發(fā)動(dòng)機(jī)把它拆開可簡(jiǎn)單區(qū)分為上半座汽缸頭，和下半座發(fā)動(dòng)機(jī)本體兩大部分，前者涵蓋了吸排氣與燃燒的效率，而后者則攸關(guān)于實(shí)際容積、強(qiáng)度、平衡性甚至是輸出反應(yīng)。要想使發(fā)動(dòng)機(jī)可產(chǎn)生更大的動(dòng)力，大原則便是必須吸入更多的空氣，加上正確的噴油量，在空氣壓縮比提高，燃爆力量增強(qiáng)的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)出力自然增加，這部分主要是從上半座氣缸頭內(nèi)的凸輪軸來(lái)著手起，尤其是自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)在沒有增??壓器的助陣，更是著重在上半座的強(qiáng)化，至于下半座的改裝目的呢？在于追求更高的發(fā)動(dòng)機(jī)壓榨極限，與更高轉(zhuǎn)速的斷油點(diǎn)。

改裝活塞的要求是在于輕量化和強(qiáng)度，這方面以鍛造制品的特性最為符合，右為鍛造活塞、左為原廠活塞，圖中可以清楚看出鍛造活塞在固定活塞銷的底座面積較原廠大上許多。

　　說到發(fā)動(dòng)機(jī)下半座的改裝，大家第一個(gè)可能聯(lián)想到的是加大排氣量，其實(shí)這個(gè)地方觸及的東西很廣，就好比此處的構(gòu)成組件大致有活塞、連桿、曲軸、波司、缸體五項(xiàng)，每一項(xiàng)零件都是環(huán)環(huán)相扣，所以并不如大家想像中的單純。首先不斷被往復(fù)壓縮并承受高爆炸力的活塞，除了要具備足夠強(qiáng)度、良好導(dǎo)熱性、低膨脹率等特點(diǎn)以外，它的重量也是愈輕愈好，如此才可減少連桿、曲軸的負(fù)擔(dān)，甚至是和缸壁間的磨擦耗損，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)輕快而提高反應(yīng)與輸出，這當(dāng)中自然是以鍛造鋼材制品最符合這些要求。

活塞的頂部形狀直接影響到壓縮比，這顆活塞都是EJ25渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)專用，因此頂部呈現(xiàn)凹狀，而下端的裙部長(zhǎng)短、厚度則和行程、出力大小有關(guān)，右邊鍛造活塞黑色刻字部分其實(shí)比較內(nèi)縮，用意即在減少不必要的磨擦。

　　按活塞的構(gòu)造來(lái)看，其頂部形狀也直接關(guān)乎到壓縮比的大小，愈凸壓縮比會(huì)愈高、平或凹面則較低，自然這還得避開氣門和凸輪伸程的作動(dòng)量，在上死點(diǎn)時(shí)不能相抵觸到，事實(shí)上當(dāng)進(jìn)行壓縮比增減的設(shè)定時(shí)，正確應(yīng)該是更換對(duì)應(yīng)的活塞才是，而非更換氣缸床墊片或挖大燃燒室。另外，值得大家注意的一點(diǎn)是，改裝用的鍛造活塞多會(huì)在刮油環(huán)的凹槽鉆上較多較大的小孔，來(lái)加強(qiáng)內(nèi)循環(huán)獲得更高的冷卻和潤(rùn)滑性能，而且活塞最脆弱的側(cè)邊，其能耐住25m/s以上的移動(dòng)速度（鑄造品至多19m/s），所以高轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)絕對(duì)要用到鍛造活塞。

這顆EJ25原廠活塞在供油點(diǎn)火程式?jīng)]有調(diào)校好的情況下，導(dǎo)致活塞環(huán)岸已破損，重踩油門就噴藍(lán)煙，且發(fā)動(dòng)機(jī)缸壓也不足，車開起來(lái)會(huì)變得沒力且怪怪的，至于活塞裙則是因?yàn)榛钊h(huán)無(wú)法發(fā)揮支撐側(cè)推力的情況下，磨擦到缸壁而變色受損。

　　此外，活塞在缸內(nèi)運(yùn)動(dòng)真正和缸壁接觸到氣密、刮油的部分則是活塞環(huán)，一般人會(huì)認(rèn)為活塞的支撐點(diǎn)是活塞裙，而磨擦的部分也是在裙腳的部分，其實(shí)不然，多數(shù)店家在整理發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，發(fā)現(xiàn)活塞在缸內(nèi)左右晃動(dòng)時(shí)，有時(shí)并非是汽缸或活塞磨損，大部分是活塞環(huán)的磨損，久了活塞環(huán)支撐力不足，活塞裙才會(huì)左右搖擺而出現(xiàn)刮痕，因此活塞環(huán)的厚薄就成為馬力能否耐久的依據(jù)，薄的活塞環(huán)能有效減少摩擦、密合度高及輕量化的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)自然進(jìn)氣高轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)有絕對(duì)性的貢獻(xiàn)，但熱傳導(dǎo)不良的缺憾下，使活塞冷卻能大打折扣，故一般房車及Turbo重負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)大都不會(huì)采用薄活塞環(huán)，而是厚度正常或偏厚的規(guī)格。

鍛造活塞頂部的環(huán)岸厚度比原廠活塞更厚，目的在提高活塞頂部搖晃震動(dòng)時(shí)的抵抗強(qiáng)度，尤其在高增壓發(fā)動(dòng)機(jī)特別重要，而多數(shù)房車活塞環(huán)都有三道，上面兩道是防止竄氣的氣環(huán)，最下面一道是控制汽缸與活塞間機(jī)油量的油環(huán)。

連桿重最細(xì)斷面

波司需減少磨擦

　　活塞之下接續(xù)的連桿，作用是讓曲軸、活塞能夠連動(dòng)，它的大致要求和前者一樣，質(zhì)輕且強(qiáng)韌的鍛造品也是最佳選擇。需要承接下推和扭曲力的連桿，在高轉(zhuǎn)高壓縮狀態(tài)亦有中間最細(xì)處彎折、斷裂的危險(xiǎn)性，因此大改車很多會(huì)更換加粗的H斷面連桿（原廠連桿多為I斷面）。通常高性能的??連桿同時(shí)會(huì)用到全浮式活塞銷，其特性是活塞、插銷、連桿小端三者間都有自由間隙（兩側(cè)需加裝C形卡環(huán)防止活塞飛出），用手即可輕松組裝，這比起原廠件常用到采強(qiáng)力壓入的一體型半浮式活塞銷，在減低磨擦的表現(xiàn)上要高出許多，轉(zhuǎn)速上升的順暢度與極限當(dāng)然會(huì)有所進(jìn)步。

右邊為鍛造H型連桿、左邊為原廠I型連桿，不論是直徑或斷面強(qiáng)度，都是以H型連桿較佳，抵抗直下的力量非常不錯(cuò)，且H斷連桿的旁邊還會(huì)再做凹槽，借此以減少重量和增加機(jī)油的運(yùn)送。

　　進(jìn)行連桿的強(qiáng)化還有一種方式，即是將其上的顆粒和銳角處打磨光滑以降低金屬疲勞，研磨時(shí)最好順便把每只的重量誤差抑制在1克以內(nèi)（以重量最輕的當(dāng)基準(zhǔn)），這樣也會(huì)有較佳的配重，其實(shí)活塞的改裝亦應(yīng)該秉持這個(gè)原則，但作業(yè)時(shí)務(wù)必要加入插銷并于內(nèi)側(cè)施行。這里或許有人會(huì)發(fā)問，下半座機(jī)件的改裝有沒有順序？答案是要從活塞依序往下，畢竟活塞身處于整個(gè)慣性機(jī)構(gòu)之首，由此著手效果最大且不至于影響到總體平衡性。

圖上為鍛造H型連桿、下為原廠I型連桿。

　　若是以延后轉(zhuǎn)速的方式來(lái)提升馬力時(shí)，還有一個(gè)要?jiǎng)?wù)是在于連桿大端內(nèi)和曲軸相連的「小波司」，以及固定曲軸頸部于曲軸箱上的「大波司」強(qiáng)化。負(fù)責(zé)的軸承任務(wù)的大、小波司，在此不但要有應(yīng)付高溫高壓的耐久性，本身也需具備能減少磨擦損失的能力，這兩者基本上乃是相輔相成的，因?yàn)闇p低磨擦力就會(huì)降低溫度，像本田性能化的B18C-R、B16B發(fā)動(dòng)機(jī)，配置的波司寬度亦比一般的雙凸VTEC窄，而日本Power Enterprise社所發(fā)展的F1 Black Metal，更是藉由表面覆蓋鋸齒錐狀物，使波司表面可容納更多機(jī)油外，更能減少磨擦面積來(lái)達(dá)到性能訴求，這些都是實(shí)際的例子。

右邊是鍛造連桿使用的固定螺絲，可以明顯發(fā)現(xiàn)出了長(zhǎng)度比較短以外，直徑也比左邊的原廠連桿螺絲還要粗，該螺絲為ARP鍛造鋼材，可有效提高螺絲強(qiáng)度，大幅減少發(fā)動(dòng)機(jī)重負(fù)荷時(shí)，連桿被拉開的問題發(fā)生。

曲軸平衡性為重點(diǎn)

加長(zhǎng)行程由此下手

　　下半座最后一個(gè)零件也是將爆炸動(dòng)能轉(zhuǎn)換成扭矩的曲軸，要求的重點(diǎn)主要是平衡性和強(qiáng)度，一般都是拿原車的制品下去加工較多，由于現(xiàn)今汽車的馬力愈來(lái)愈大，原廠曲軸已鮮少見到舊式的半平衡型（一邊軸葉面積只達(dá)一半），取而代之的是各組軸葉對(duì)稱的全平衡式樣，如此對(duì)于再平衡的工作非常有利，唯一缺點(diǎn)便是重量較高。改造曲軸時(shí)的步驟，大約是先做鏡面處理來(lái)分散應(yīng)力，然后再將軸葉刃端稍微磨得尖利些，以取得破油降低阻力、輕量化和減低軸頸負(fù)擔(dān)的功效，最后就是上動(dòng)態(tài)平衡機(jī)進(jìn)行精密配重（最好連同飛輪一起），這亦是高轉(zhuǎn)速的一切基礎(chǔ)；如果是應(yīng)付動(dòng)力大幅提升的發(fā)動(dòng)機(jī)，那么還需把整支成品送去表面硬化處理，才可以全然提高堅(jiān)韌的程度。

現(xiàn)今多數(shù)新世代發(fā)動(dòng)機(jī)的原廠連桿在制造時(shí)，都會(huì)先整支制作完成后，再采用冷凍切斷法來(lái)分離上下端，特征為結(jié)合面為不平整表面，用意在提高上下端的密合度，進(jìn)而提高該處的強(qiáng)度。

　　至于曲軸的改造幅度上，街車并不能像賽車一樣，把軸葉部削得既薄且尖銳，雖然此法最能突破機(jī)油的阻力，以及可達(dá)成徹底輕量化，但這樣還有軸葉剛性不足、甩油量較少易傷到活塞裙的問題（注意賽車曲軸為鍛造品且配置干式油底殼），此外我們的活塞、連桿也無(wú)法做到那么輕，想想看要是發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部機(jī)件的下方比例輕過上方，無(wú)法有效吸收穩(wěn)定發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的震動(dòng)，在活塞上下擺動(dòng)瞬間，便有可能會(huì)讓活塞發(fā)生劇烈晃動(dòng)而發(fā)生損壞。

　　進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)下半座的改造，除了能提高發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)度外，若想要一并提高動(dòng)力輸出，可以從提高排氣量著手起，然而排氣量的大小乃是由活塞的缸徑和沖程來(lái)決定，其中加長(zhǎng)行程一項(xiàng)就是取決于曲軸，因此許多國(guó)外加大排氣量的鍛造腹內(nèi)套件中，都會(huì)包含可加長(zhǎng)行程的鍛造曲軸，這是相當(dāng)極限的改法，可一舉提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力基本水平，相對(duì)費(fèi)用也比單更換鍛造活塞與連桿來(lái)得貴上許多。

鍛造活塞與連桿可提高發(fā)動(dòng)機(jī)承受高溫與高壓環(huán)境下的能力，尤其是想要作高增壓設(shè)定的發(fā)動(dòng)機(jī)，更是需要先強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)腹內(nèi)零件，才能避免發(fā)生像圖中一樣活塞環(huán)岸熔塌，甚至是連桿斷裂、穿破發(fā)動(dòng)機(jī)的問題。

加大缸徑留意間隙

各缸距離關(guān)系強(qiáng)度

　　加長(zhǎng)曲軸行程即等于增加了活塞往復(fù)移動(dòng)的距離，因此還必須要改變到活塞、連桿的長(zhǎng)度，以避免發(fā)生凸出汽缸本體的問題，這方面常見的有縮短連桿距離（小端至大端中心點(diǎn)）、降低活塞高度等手法，但正統(tǒng)還是要降低活塞位置（例：曲軸增加2.0mm，活塞銷中心應(yīng)上移1.5mm，如此活塞就只超過平面0.5mm為正常范圍），單純縮減連桿的缺點(diǎn)是易使活塞銷偏心，同時(shí)活塞裙的側(cè)推力亦會(huì)增大。

發(fā)動(dòng)機(jī)能夠加長(zhǎng)行程的限度，是受制于缸體的高度和活塞移動(dòng)速度兩項(xiàng)，在相同轉(zhuǎn)速下長(zhǎng)行程的活塞移動(dòng)速度會(huì)比短行程快，此刻活塞的強(qiáng)度若不足以應(yīng)付，當(dāng)超過界限引發(fā)油膜破裂就會(huì)「爆發(fā)動(dòng)機(jī)」了，所以以「拉行程」的方法來(lái)增加排氣量，最好是適度就好。

　　增加排氣量的另外一個(gè)作法-「加大缸徑」部分，目前由于多數(shù)車用發(fā)動(dòng)機(jī)的本體較小，相對(duì)原廠缸套亦變的較薄，可擴(kuò)增的缸徑限度是越來(lái)越小，能增加個(gè)1至2mm已屬很大的范圍，而加大缸徑最好能與加長(zhǎng)行程同時(shí)進(jìn)行，如此才能取得活塞運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的協(xié)調(diào)性，而且較大的活塞面在壓縮時(shí)也能增進(jìn)瞬間爆發(fā)力，所以連那0.5mm都是要爭(zhēng)取的。

即使是EVO所搭載、號(hào)稱最強(qiáng)直四發(fā)動(dòng)機(jī)的的4G63，想要從原廠的280hp提高到400hp以上的馬力輸出，也是需先強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)下半座，透過鍛造零件的輔助，才能承受1.5bar以上的增壓值，以達(dá)到預(yù)設(shè)的最大馬力。

　　想要加大缸徑就需施行搪缸工作，其著重要點(diǎn)，第一個(gè)就是測(cè)量出正確的活塞直徑，一般是量最寬的地方約為裙部上方一點(diǎn)點(diǎn)，再來(lái)則是設(shè)定適當(dāng)?shù)钠组g隙，這便要視活塞的材質(zhì)和設(shè)計(jì)而定，像密度高、膨脹系數(shù)高的鍛造制品，其間隙就必須比鑄造活塞大一些（鑄造0.02～0.03mm/鍛造0.05～0.07mm），通常按規(guī)定的最小范圍實(shí)施最為保險(xiǎn)。

　　當(dāng)確定好擴(kuò)大缸徑的數(shù)據(jù)之后（活塞徑+間隙），正規(guī)的搪缸是要在缸體頂端鎖上和汽缸頭高度相同的鋁塊和墊片進(jìn)行（假汽缸頭），來(lái)達(dá)到模擬實(shí)際環(huán)境的加工要求，現(xiàn)在專業(yè)級(jí)的都是使用高精度的電腦搪床施工，以確保真圓度并將誤差范圍減少到2μ（0.002mm）以下。

重視性能的大、小波司組，不外乎要具備降低磨擦、工作溫度的能力，像圖中的日本Power制F1 Black Metal，除了是采三層合金的組合以外，表面更加上了鋸齒錐狀的覆蓋層。

容積加大升壓縮比

本體補(bǔ)強(qiáng)不可忘卻

　　在加大汽缸容積的改法中，另一種方式是流用原廠同系列大排氣量發(fā)動(dòng)機(jī)的下半座，好比K20+K24的雙拼組合，這種方法要克服的就是下大上小搭配，所形成棱形頂燃燒室的過高壓縮問題（氣缸床墊片需使用大的一方），事實(shí)上增大排氣量本來(lái)就會(huì)連帶提高壓縮比，這從公式（燃燒室容積+墊片厚度之容積+活塞頂凹部容積+排氣量-活塞頂凸部容積）÷燃燒室容積便??可以驗(yàn)證。前面講過增減壓縮比應(yīng)由活塞下手，有的時(shí)候也可以研磨其頂部和燃燒室，最后再以墊片厚度做最終結(jié)果的調(diào)整，而采切薄汽缸頭平面來(lái)增加壓縮比，筆者看來(lái)是比較消極的作法，且如果是采用正時(shí)鏈條的發(fā)動(dòng)機(jī)，是無(wú)法這樣做的。

曲軸軸葉上的鉆孔是用于配重，而軸頸部的凹穴是保存機(jī)油來(lái)潤(rùn)滑波司，此零件的平衡性可說是高轉(zhuǎn)速的一切基礎(chǔ)（圖為E92 M3原廠曲軸） 。

　　最后，下半座的強(qiáng)化還包括本體的部分，此處的補(bǔ)強(qiáng)是在水道塞入整片「鋁環(huán)氬焊」，或是于各缸支點(diǎn)逼入「鋁條」，藉由封閉式的頂部來(lái)防止高轉(zhuǎn)高壓縮的震動(dòng)，而連接汽缸頭與缸體的螺絲，亦有必要更換特殊的加強(qiáng)材質(zhì)，這些都是提高馬力前的基礎(chǔ)。

曲軸肩負(fù)起上下動(dòng)能轉(zhuǎn)為旋轉(zhuǎn)動(dòng)能的大任，不只須承受直向的擠壓力，還需兼顧旋轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)態(tài)平衡，想要突破原廠所設(shè)定的轉(zhuǎn)速限制，曲軸強(qiáng)化是不可缺少的項(xiàng)目。

　　發(fā)動(dòng)機(jī)腰下的增大排氣量改裝，最明顯的是反應(yīng)在扭力提升上，接著才是累積后所產(chǎn)出的最大馬力，不過所有的發(fā)動(dòng)機(jī)本體改裝手續(xù)，都須仰賴精密的組裝與事后的供油程式調(diào)校，才能發(fā)揮全部效果，這也是為何高明的發(fā)動(dòng)機(jī)組裝技師，始終在于少數(shù)的緣故。

行程的加長(zhǎng)是取決于曲軸主軸頸至連桿大端的距離，此處增長(zhǎng)之后相對(duì)也要縮短連桿的長(zhǎng)度，或者是上移活塞銷的位置降低高度，其中后者亦屬于最正統(tǒng)的方式。

透過植入缸套的方式來(lái)強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)下半座，不只可拉長(zhǎng)缸徑加大排氣量外，汽缸的整體強(qiáng)度也會(huì)好上許多，是最終極的下半座強(qiáng)化術(shù)，且原本的開放式水道，也可一并強(qiáng)化為封閉式水道。

透過發(fā)動(dòng)機(jī)腰下鍛造零件的更換，除了可強(qiáng)化壓榨極限外，排氣量也可一并提高，像GT-R R35所搭載的VR38DETT發(fā)動(dòng)機(jī)，其排氣量就可從原本的3.8L提高到4.2 L，使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力基本水平進(jìn)一步提高。

研磨燃燒室下手或增加Gasket汽缸床墊片的厚度，也是增加排氣量的方法，彈相對(duì)會(huì)使壓縮比降低，且提高的幅度不大，耐用度也欠缺持久性，是比較經(jīng)濟(jì)的做法。

所有的發(fā)動(dòng)機(jī)本體改裝手續(xù)，都須仰賴精密的組裝與事后的供油程式調(diào)校，才能發(fā)揮全部效果，就像講究的店家在組裝波司前都會(huì)先壓「米粉條」，測(cè)量曲軸與波司間隙，確認(rèn)沒問題后才組裝。

在激烈賽事中想要脫穎而出，仰賴的是發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)大動(dòng)力與持久性，這些都來(lái)自于發(fā)動(dòng)機(jī)本體的強(qiáng)化，蹲好馬步、才能練成神功。