缸頭螺柱與缸頭螺栓對決：八款產品測至斷裂

簡介

缸頭緊固件通常要到出了問題才會受到關注。對大部分引擎而言，原廠的扭矩屈服式缸頭螺栓已足夠勝任。但一旦缸壓因增壓、高壓縮比或調校而上升，是否升級至缸頭螺柱就成為非常實際的問題。

為了解金錢究竟買到甚麼，我們對八款不同的緊固件進行負荷測試：先在夾緊負荷下量度拉伸量，再以額定超過 12 噸的液壓柱塞加壓至最終斷裂。結果將市場宣傳與每款螺栓及螺柱的實際承載能力區分開來。

測試方法

測試裝置模擬真實引擎接合面：以與標準 GM 鑄鐵缸體同類合金製成的灰鑄鐵圓柱充當缸體，並按 LS 引擎的螺紋嚙合深度攻牙；另一塊 6061-T6 鋁合金則代替缸頭。載荷由一個單作用中空柱塞液壓缸施加，拉伸量則以千分錶量度。

這裏有兩個關鍵數字。第一是夾緊負荷：緊固件按規定扭矩鎖緊後向下壓住缸頭的力度。第二是拉伸及斷裂行為：良好的緊固件在力度上升時拉伸極少，到最後階段才可預期地屈服，而非突然斷裂。柱塞上的 psi 讀數乘以 2.77 換算為磅力。

基準組：原廠式扭矩屈服螺栓

扭矩屈服式(TTY)螺栓先鎖至初始扭力值，再以轉動角度逐步鎖緊，直至產生塑性變形。這樣得出較寬容的正確鬆緊範圍，但同時意味着螺栓已被永久拉伸，不可重用。

Fel-Pro 替換套裝兩個缸頭合共 43 美元，錶面夾緊壓力約 2,600 psi,換算夾緊力約 7,000 磅。它拉伸漸進，但在約 6,000 psi 之後開始不穩，峯值約 6,600 psi,總拉伸量為 43 千分吋。GM 原廠 TTY 螺栓表現幾乎相同，夾緊壓力約 3,000 psi,僅高約 400 psi。兩者表現非常接近，Fel-Pro 套裝看來是合理的預算替代品。

Amazon 挑戰者:PQY Racing 缸頭螺柱

PQY Racing 缸頭螺柱每套 60 美元，宣稱抗拉強度達 220,000 psi,以極低價格已可媲美 ARP 2000 級別。硬件手感輕身兼單薄，但實測表現勝過原廠 Fel-Pro 螺栓，達到約 ARP 8740 的水平。

以適用於後期 Gen 4 LS 引擎的短螺柱規格計算，夾緊壓力為 3,650 psi,與長螺柱版本僅差 250 psi,峯值 7,960 psi,拉伸量 62 千分吋。經計算後，實測抗拉強度約為 170,000 psi,而非宣稱的 220,000 psi。它們可重用，不過重用後的螺柱在正常扭力下會先多拉伸 5 至 7 千分吋，之後才恢復正常表現。

ARP 2000 螺栓：低調的超值之選

與熱門的 ARP 2000 螺柱屬同一合金系列，但以螺栓形式出售，每套 173 美元，遠低於數百美元的螺柱。螺栓在理論扭矩效率上不及螺柱(後者只有螺母轉動)，但此處的數字非常出色。

這款 ARP 2000 螺栓錶面夾緊壓力高達 4,000 psi,約 11,000 磅，是整個測試中最高的夾緊負荷。其拉伸曲線全程維持低位，在 6,500 psi 時最多約 18 千分吋，並於 9,140 psi 或以上才屈服，當時拉伸量為 64 千分吋。這是高階螺柱以外最好的成績。代價是：螺栓對着缸頭鎖緊時，夾緊負荷的一致性未必及得上螺柱，但抵抗缸頭抬升的能力明顯存在。

ARP 8740:主流可靠合金

ARP 的 8740 合金額定 170,000 psi,是最常用的螺柱材料之一。硬件本身的成品重量和尺寸都明顯大過 Amazon 的替代品，需要較大的套筒，但代價是 338 美元的定價。

夾緊力為 2,900 psi,不算特別高。但拉伸行為令人印象深刻：在 6,500 psi 時僅 17.5 千分吋，顯示螺柱尚未開始屈服，並於 8,068 psi 才斷裂，且沒有急跌。值得注意的是，這款額定 170,000 psi 的螺柱在相同負荷下表現勝過宣稱 220,000 psi 的 PQY 螺柱。至於 8740 螺栓版本，夾緊壓力為 2,620 psi,與原廠 TTY 螺栓相若，但很早已開始持續拉伸，最終約在 7,500 psi 屈服。就這種合金而言，應選螺柱形式。

ARP 2000 螺柱：認真正規的硬件

適用於 Gen 4 LS 引擎的 ARP 2000 螺柱是本次測試中最受期待的產品之一，每套約 400 美元，而且出了名難以現貨買到。夾緊負荷約 3,300 psi,6,500 psi 時的拉伸量為大家熟悉的 18 千分吋，即尚未屈服的緊固件所處的水平。

要施加相當高的液壓才出現明顯拉伸，最終在超過 9,000 psi 後才鬆脫，峯值 9,233 psi。這成績高於所有中階選項，與 ARP 2000 螺栓持平或略勝，僅次於 L19 螺柱。如果你想確信缸頭不會被頂開，這就是建立這份信心的等級。

L19:頂級級別

L19 是抗拉強度 260,000 psi 的螺柱材料，可直接對比 ARP 的 custom-age 625+ 螺柱，後者屬定制訂貨，交貨期長達數月。這組 L19 螺柱以本田應用規格購買，長度、柱身直徑及 11mm 螺紋均與 LS 硬件相同，按 LS 等量數量計需 628 美元。它們敏感到廠方建議不要徒手觸摸，因為皮膚上的水分會導致氫脆。

結果對得起價格。夾緊負荷約 3,600 psi,早期拉伸量與 ARP 2000 相若，為 18 千分吋；在柱塞最高壓力 9,529 psi 時，螺柱承受約 26,400 磅力，已超出柱塞額定值，而總拉伸量僅 51 千分吋，低於同負荷下的 ARP 2000 螺栓。除非有極大量的高溫、增壓及爆震，否則這些螺柱不會讓缸頭被頂起。

五金舖的 Grade 8 螺栓又如何？

一時之間，如果代理無貨，而五金舖又有合適的螺距和長度，Grade 8 或 Class 10.9 等級的螺栓是否可行？測試結果是：不太行。起始夾緊壓力約 2,600 psi 與原廠相同，Grade 8 螺栓曾有一段時間跟隨原廠軌跡，但在最大負荷下拉伸至近乎無限，最終在約 7,000 psi 左右鬆脫，拉伸量大到可以把全尺寸墊圈塞進缸頭墊片與缸體之間。

實測抗拉強度為 157,000 psi,對比 450,000 psi 的標稱值；而且由於沒有屈服程序，無法可靠知道應鎖到多大扭力才會進入危險區。還是使用原廠或專用硬件為妙。

購買建議

測試結果疊加出一幅清晰的圖畫。扭矩屈服螺栓，無論原廠還是 Fel-Pro,用於原裝重建尚可，但屬一次性使用，夾緊負荷亦最低。PQY Racing 螺柱以 60 美元的價格表現遠超其身價，接近 ARP 8740 水平且可重用，只是實際強度更接近 170,000 psi,而非宣稱的數字。

若以性能為目標，173 美元的 ARP 2000 螺栓看似性價比之王，在本測試中勝過更昂貴的 8740 螺柱。ARP 2000 螺柱，尤其是 L19 螺柱，才是認真的選項，每支緊固件可提供約 26,000 磅力鎖住缸頭，而一個 LS 缸頭需用十支該尺寸螺栓，另加多支 M8 螺栓。

結語

缸頭螺柱不一定更好；合金與形式兩者同樣重要。預算型買家可從 60 美元的 Amazon 螺柱獲得實際價值，中檔預算者應認真考慮 ARP 2000 螺栓，而追求最大夾緊可靠性的人，則要在 ARP 2000 螺柱或 L19 級別上付費。按你實際計劃使用的缸壓選擇緊固件，額外花費就會用得其所。