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車輛動力的度量衡 Mustang MD150馬力機實戰測試


對於動力癡迷的熱血份子們,總是在引擎性能的數字上錙銖必較,多1hp馬力或是少0.1kgm扭力都是個值得追根究柢、深入探討的事情!

引擎動力的實質數據到底有多重要?舉例來說,像是現今當紅的Civic Type R FK2,原廠最大動力有著310hp/40.8kgm水準,扣除掉外界因素影響(溫度、濕度、傳動損耗...),引擎輸出動力「理應」要有個280~300hp才算正常!

而這只是原廠車的範疇,如果對於車輛動力不滿足、進行升級強化,想要比較升級前後的性能差異,多半只能透過體感的方式,去體會「好像」變快的感受!但畢竟人類的感觀並不是完全準確無誤,舉例來說,如果升級動力之後,覺得引擎輸出在高轉「好像」變快了,這個除了有可能真的性能提升,要不然就是改完之後,低速動力變差、然後高速維持不變所給予「變厲害」的假象。或是車子開起來感覺有力、但是後續衝勁似乎又沒有延續感,這有可能車子情況真是如此,或是升級後的引擎動力「全區域」都很強悍,沒有著重哪段的性能輸出,才會給人好像高速表現普通的情形。

因為如此,近年來利用衛星訊號定位的測速機器越來越廣泛,像是車版編輯們使用的D-Box,或是台灣廠商研發的Qstarz,以及最近當紅的「車涯」P-Gear,都是藉著GPS訊號來計算車輛的加速秒數,所以不論原廠車或是改裝車,都能藉著測速機器來驗證車輛的加速性能或是改裝前後的動力差異!

雖然測試機器是個可以作為度量衡的工具,但是在測試車輛時的路段大多非封閉狀態,對於駕駛人或用路人的安全都會有所影響!就算測試機器計算精準,每次測試車輛的路段、氣溫、操作車輛方式也不盡相同,若要完整無誤的檢證,還是得出動可以量測車輛動力的馬力機,才是準確又安全的測試度量衡。

馬力機型式種類

馬力機主要分為測試「輪馬力」和「軸馬力」二種型式,測試「輪馬力」的馬力機,顧名思義,就是測量從「引擎」→「變速箱」→「傳動軸」→「輪胎」的驅動力,測試方式是將車子開上一個由二個滾輪構成的機構,然後鼓催油門、利用車輪「推動」這二個滾輪,然後推算出「輪馬力」數據。

至於計算「軸馬力」的馬力機,則是測量「引擎」→「變速箱」→「傳動軸」的驅動力,在測試前需先將車身頂高、拆下輪框,然後將測量機具與驅動輪的Hub車輪轂(俗稱哈姆)結合,然後鼓催油門進而讓傳動軸轉動、帶動測量機具,再計算出「軸馬力」的輸出。

Mustang AWD MD150馬力機介紹 取材協力:尚欣國際SS Motortech
負責此次拉馬力測試單元的馬力機,即是測量「輪馬力」的型式,這個來自美國的Mustang馬力機,型號為AWD MD-150,能夠對應FF、FR、4WD的驅動型式,可以模擬實際道路行駛負載,例如:行駛時的撞風阻力、輪胎滾動阻抗以及上下坡等行車狀態,營造出媲美實際道路測試的環境,可以因應最大2000hp動力及進行加速測試,堪稱測試動力Pro級的馬力機,

MD150馬力機特別的地方,就是具備「四輪同軸」的設計,簡單來說,一般常見的輪馬力機,多半利用一組測試滾輪,讓車子的驅動輪「放」在二個滾輪中間做測試,其他二輪就固定在地上,所以這類馬力機只能測試FF和FR的「二驅」車款,四個輪子都有驅動力的4WD就無法量測。若是一些新世代車款,當電腦偵測到只有二輪運轉,讀取不到其它二輪的輪轉速,電腦就會認為車輛故障或發生異常,就會關閉節氣門限制出力;另外「軸馬力」馬力機在測試部份4WD車款時,電腦發現四輪的轉速差不符合實際道路行駛的數值,同樣也會介入並關閉節氣門而無法拉馬力。

所以「四輪同軸」的MD150馬力機,不管任何驅動型式的車款都能測試,也因為前後輪都可同步轉動,自然可以測試新世代車款的引擎輸出,然後藉著模擬實際行駛情境,完全免除道路試車風險,安全地測試馬力或是讓Tuner進行電腦調校。

驅動輪測試平台

平時二滾輪中央的鐵板是升起狀態,啟動機器測試時就會下沉,好讓汽車的車輪能夠「放」在二滾輪的中央,進行馬力測試。

車速感知器

藏身於滾輪下方的「速度感知器」,透過測試車輛的車輪、推動滾輪的同時,速度感知器就會讀取滾輪內部的轉軸轉速,做為判讀車速的依據。

車輛負載模擬器

這個造型奇特的機構,就是Mustang馬力機用來模擬道路駕駛的重要元件,圖中白色多顆圓柱型物體內部設有電磁線圈,作為驅動轉軸之用,而造型頗像煞車碟盤的螺旋狀金屬物品,實際作用就是做為模擬負載或上下坡狀態的「減速」功能。

被動滾輪

這就是「四輪同軸」的被動滾輪,當前方二組滾輪被車輛的驅動輪推動,同時間也會帶動一組連動眼前這三個滾輪的皮帶,作為「同軸滾動」之用,以營造實際道路行駛、四輪都會轉動的行車狀態!至於設置三組滾輪的原因很簡單,就是可以因應不同尺碼的車款做應對。

強力風扇

在測試馬力的時候,這二台超大型電扇分別放在車頭前端,主要功能是模擬車輛行駛時的撞風效果,此外也因拉馬力時趨近於靜止狀態,沒有實際行駛撞風,引擎輸出功率很容易因進氣溫度過高而衰退,所以這二具電扇也有作為降低溫度的實質功效。

即時功能顯示

馬力機一旁的電腦主機,顯示螢幕上顯示拉馬力時的各項資訊,像是車速、引擎轉速、進氣溫度及馬、扭力數據等等,以便Tuner即時監測。

車輛資訊讀取

拉馬力時多半會搭配使用這二項器材,左邊為連接點火考耳裝置以及插OBDII診斷插座的線組,這二者都會與馬力機控制主機連接,以便馬力機電腦可以更完整且精確的讀取引擎轉速或車輛資訊。

馬力機主機板

這個就是處理上述二項讀取資訊、以及馬力機滾輪回傳數據的主機板,此外在這個控制盒外部,還有偵測大氣溫度及濕度的二組控置器,也都會將資訊傳遞至控制主機板,做為整合及判讀動力的依據。

測加速警示燈

Mustang馬力機除了測試車輛性能,藉著能夠模擬實際行路狀態的功能,還可以在馬力機上做加速測試,像是0~100km/h、0~400m、100~200km/h甚至極速測試,全部都可以在機上一次解決,大幅降低實際在道路上測試的風險。至於眼前這個俗稱「聖誕樹」的號誌,就是做為測加速的倒數計時工具,當紅→黃→綠燈的當下,駕駛人就得立刻衝刺加速,而馬力機也會計算駕駛的反應時間(就是綠燈亮起到油門踩下、車輛開始行駛之間的時間),算是饒富樂趣的附加功能!

測試實戰開始


這次拉馬力測試找來的車款,剛好就是三種不同驅動型式的車型(前驅Civic Type R FK、四驅R35 GT-R、後驅Mustang Shelby GT500),除了Civic Type R FK2為原廠設定,其它二部車都有進行不同幅度的升級進化,藉此利用馬力機驗證實際的性能表現。

測試注意事項

為了展現車輛最強性能,測試時需切換到最具性能的模式(圖為Civic Type R FK2按下R+功能)


由於每個檔位的齒比會影響到引擎出力,所以測試時多半以齒比接近於超比(齒比1.0)檔位,才能夠1:1的驗證車輛性能(圖為Civic Type R FK的六速手排)

開始測試前,有個非常重要的事情要強調!雖然馬力機是個評量車輛動力的工具,但因為馬力機型式頗多,姑且不論輪馬力或軸馬力的型式,就算同一部車去不同機型拉出的馬力自然也會有落差,所以不能等同適用的比較!馬力機的正確用途,就是做一個測試「改裝前」和「改裝後」差異的平台,在升級強化前先拉原廠馬力,改裝完畢後、再用同一台馬力機拉馬力,驗證改裝後的動力升級成效,這才是馬力機用來做為測試標準的依據。

FF前驅代表:Civic Type R FK2 車輛協力:JMS-駿車坊【吉米車業】
全新世代的Civic Type R FK2,最大的賣點就是將以往堅持自然進氣的引擎,改為「地球夢」Earth Dream的2.0升直噴渦輪心臟,310hp/40.8kgm最大動力,已經完全凌駕前代FN2、FD2 Type R!此外向來優秀的操控能耐,FK2也沒有讓Type R招牌蒙羞,一現身就在紐柏林北賽道跑出7分50秒63的單圈紀錄,姑且不論日前Golf GTI Clubsport S在紐柏林跑出的7分49秒21成績,是否符合「市售車」規範,但以310hp動力、FF前驅車的架構能夠擠進嚴苛的「7分」已經算是了不起的表現!


這顆代號K20C1動力機體,具備缸內直噴供油、渦輪增壓以及iVTEC可變氣門系統,原廠具備310hp/40.8kgm最大動力,放眼現今「2.0T」引擎陣線的出力,以及0~100km/h 5.7秒、極速270km/h的加速表現,已經可以排名前段班!而該車目前維持原廠狀態並未改裝,除了做為FF驅動車款的代表,也可用驗證是否符合FK2原廠310hp/40.8kgm的動力數據。


輪馬力250hp、輪扭力36kgm、引擎淨輸出300.9hp
經過馬力機實測,這部原廠Civic Type R FK2拉出輪輸出250hp/36kgm數據,在回推並補正傳動損耗之後,計算出引擎淨輸出300.9hp數據,與原廠310hp輸出動力相差不多。另外我們從310hp/6500rpm馬力輸出峰值來看,紅色的馬力曲線的確在6500rpm左右爬升到最高狀態,至於40.8kgm@2500~4500rpm扭力輸出區域,從藍色的扭力曲線來看,2540rpm就已在持續向上爬升,之後到3871rpm之間持續維持在最大狀態然後開始往下走緩,在4500rpm前仍有33kgm最大扭力,雖然與原廠扭力輸出峰值稍有落差,但算也接近並在理想狀態。

FR後驅代表:Mustang Shelby GT500 車輛協力:About12
Mustang Shelby GT500,是以一般市售Mustang GT為基礎,由福特SVT部門與Carroll Shelby聯手推出的Shelby GT500改裝成車,以車型世代來看,這部Shelby GT500為第五代小改款前的版本,引擎型式為5.4升V8平台再搭配魯式機械增壓的配置,擁有540hp/70.4kgm最大動力,至於在2013年小改款版本,則改換加大排氣量至5.8升的全新架構,輔以機械增壓強化性能後,最大輸出成長到662hp/87.2kgm水準,性能表現更為剽悍兇狠!


基於原廠5.4升V8機械增壓平台,這部Shelby GT500針對進排系統進行強化,像是改換加大進氣量及進氣流速的香菇頭,以及俗稱「蠍子管」的Akrapovic中尾段排氣管,將引擎性能做一定程度的提升!此外這部Shelby GT500尚採用BAMA Performance基於SCT電腦改寫的600hp程式,不過在拉馬力時並未將程式切換,因此動力仍算趨近於原廠狀態。


輪馬力428hp、輪扭力59kgm、引擎淨輸出512.67hp
經過馬力機測試,這部Shelby GT500測得輪馬力428hp、輪扭力59kgm的輸出數字,同時經過補正回推,引擎淨輸出為512.67hp,扣除FR後驅傳動損耗稍高的情形,與原廠540hp動力算是接近。另外也從原廠公佈的6200rpm馬力峰值、4500rpm扭力峰值來看,實際最大馬力及扭力輸出區間也完整符合。

相較Civic Type R FK的馬力、扭力走向「X」曲線圖,Mustang Shelby GT500走向不僅不同,而且馬力和扭力爬升幅度和走向近乎相近,主要是因為引擎為機械增壓型式的緣故。機械增壓作動的原理,是利用引擎的曲軸運轉來驅動皮帶,進而連動機械增壓的增壓普利盤,讓增壓器內部的增壓轉子運作而達到強制進氣的目的。所以當引擎在運作狀態,同時間機械增壓就會一起作動,並隨著引擎轉速爬升而逐步提高增壓值,才會造成扭力和馬力爬升幅度和走向相近的結果。

4WD四驅代表:R35 GT-R 取材協力:偉宸國際UNA Racing
若要說世界上單一世代、改款次數最多的車款,R35 GT-R算是名列前茅的代表!早從2007年問世開始,R35 GT-R引擎動力從495hp一路攀升到日前發佈2016年、出力565hp的小改款車型,Nissan幾乎每隔幾年時間,就針對硬體及軟體部份進行強化或更新,藉此讓車輛的戰鬥性能與時俱增!也因為如此,R35 GT-R招牌的0~100km/h加速,從最早三秒一路縮減到進軍二秒之林,更別說紐柏林北賽道的單圈紀錄,隨著改款腳步而同步削減、持續進化。

R35 GT-R動力之所以能從495hp逐步提高到565hp,搭載的3.8升V6雙渦輪引擎為最重要的原因,這具代號VR38DETT的動力心臟,出力雖然不凡,但相較現今普遍採用的缸內直噴供油系統,R35卻仍未援引搭載。即便如此,憑著3.8升夠大的排氣量以及二顆渦輪的配置,不僅原廠動力已屬傑出,就連後續升級改裝的空間也十分寬廣。

根據多年採訪經驗,R35 GT-R基於原廠引擎架構,單靠電腦程式改寫,以及進氣與排氣管的改換升級,就可以創造600hp最大馬力,若是針對供油系統升級,再將原廠IHI渦輪外殼的內部葉片,改換出風量更大且輕推的鍛造材質,出力直上800hp甚至挑戰千匹門檻並非難事!更別說國外已有加大引擎排氣量,升級出風量更高大型渦輪的瘋狂改裝案例,最大出力直上2000hp水準,證明R35 GT-R強悍的性能升級潛力。


R35 GT-R引擎先天強度頗佳,像是這部R35就基於原廠引擎狀態,選擇美國知名改裝品牌SP Engineering出品的SP750 Package,這個將原廠渦輪葉片予以改換鍛造材質的渦輪套件,搭配電腦程式的調校以及提高渦輪增壓值,能夠將引擎輸出提升到750hp水準。不過因美國汽油辛烷值及用車環境與國內有所不同,在台灣的最大動力會有所下修,不過基本上仍會有700hp左右的性能輸出。


升級動力最重要的軟體調校,該車採用美國知名品牌Cobb Tuning推出的AccessPort電腦,Cobb Tuning針對許多歐日車廠的車款推出專用改裝品,除了招牌的AccessPort電腦,連同周邊的硬體套件也有對應開發。該車原本採用日本Mine's改裝套件,電腦則為ROM交換型式,在採用SP750 Package後,就改選擇AccessPort作為調整工具。

AccessPort電腦改裝方式十分簡單,就是將Cobb Tuning提供的母程式或再經過Tuner修改的程式,透過與OBDII診斷插座灌回,就可完成電腦或是變速箱程式改寫的工程。此外這個控制界面還可以顯示引擎的多種資訊,以便讓駕駛人即時監測車輛狀態。


鈦合金材質製作的Mine's排氣管,算是現今諸多R35改裝排氣管中聲浪較為保守的產品。在下方的固定拖車繩,主要是避免車輛在進行馬力測試時產生多餘晃動,讓車輛可以穩定安全的在馬力機上作業,至於前方拖車繩固定位置,設計在前底盤下方的關係,若直接用拖車繩固定,會損傷平整化底盤的下護板,所以在測試前已經拆除保險桿,方便拉馬力作業。


輪馬力587hp、輪扭力74kgm、引擎淨輸出698.65hp
經過MD150馬力機測試後,這部採用SPE750 Package的GT-R測得輪馬力587hp、輪扭力74kgm以及經過補正換算後,推算而出的698.65hp引擎淨輸出,與原本因為台灣汽油辛烷值與美國有所不同,最大動力下修到700hp的預期輸出極為相近,動力數據幾乎完整契合!

此外我們從引擎淨輸出698.65hp、輪馬力587hp二個數字來看,二者相差幅度高達110hp的原因,主要是因為四輪傳動的損耗本來就比「二驅」車款來的高,加上R35 GT-R四輪傳動設計頗為複雜,引擎動力先藉著傳動軸將動力分配到位於後軸的變速箱,將動力傳遞給後方二輪,然後再以另一組傳動軸將動力往前傳遞,將動力分配給前面二輪(引擎→傳動軸→變速箱→後輪→傳動軸→前輪)。

一般四輪傳動系統的車款,若是引擎為前置設計,由於與變速箱整合的關係,動力產生後直接透過變速箱將動力先傳遞給前輪,然後再由傳動軸將動力傳遞到後方二輪(引擎→變速箱→前輪→傳動軸→後輪),動力傳輸的方式較為簡單直接,而這也是R35 GT-R四輪傳動系統損耗較大的原因。

另外從扭力的輸出走向來看,經過改換鍛造輕量的渦輪葉片、以及提高渦輪增壓值後,扭力大概4200~4300rpm就已經達到最大出力狀態,雖然之後開始往下走緩,但是在7000rpm頗高轉速區域,扭力輸出仍有超過60kgm水準,更別說超過7000rpm還持續上爬的最大馬力,比起原廠R35大概5500rpm出力就明顯下滑的情形還要出色,證明升級強化後的動力的確明顯且有感。


經過此次拉馬力實戰測試,相信可以讓更多人瞭解這個做為測驗車輛性能的機器!馬力機是個可以在安全場地、合法進行車輛性能的測試平台,而其提供的資料不僅只單純的秒數快慢或是出力大小而已,藉著輸出曲線圖的馬力及扭力走向,可以更清楚的知道受測車輛的性能特色。此外也因減少外界或人為因素的影響干擾,馬力機測試出來的數據,能夠更完整的貼近實際的車輛性能,所以自然適合作為公平、公正的測試平台,檢證性能升級前後差異的度量衡。

這款Mustang AWD MD150馬力機在台灣數量雖然不多,但北、中、南都各有廠商擁著這款型式的馬力機,因此沒有不同品牌型式機型、拉出無法比較動力數據的問題!所以藉此小編想探詢網友們對這次馬力機實戰單元的心得感想,以及對「拉馬力」這個活動的興趣為何?可讓日後編輯們做出更多不一樣、更特別的企劃單元。