排氣原理.有想改排氣管的可以看看~

錦龍國際

四行程引擎的設(shè)計(jì)，原本就把進(jìn)排氣行程獨(dú)立分開，造就成一個(gè)可完全燃燒之設(shè)計(jì)，也因?yàn)楠?dú)立進(jìn)排氣行程之設(shè)計(jì)，讓燃燒過之廢氣，有充份的時(shí)間排出；空出氣缸之空間，以便吸入更多更密集的新鮮空氣，來使引擎有更良好的輸出功率。但由于引擎之缸數(shù)多，各缸間無法有獨(dú)立之排氣管，同時(shí)需考量噪音、空間整體配置與量產(chǎn)成本之因素，排氣管只淪為消音及排除冷卻廢氣之功用！量產(chǎn)下之排氣管，于是就有不夠順暢之問題產(chǎn)生，進(jìn)而降低了引擎性能！在探討改裝排氣管是否增加多少馬力之時(shí)，是否也可謂之尋回多少漏失之馬力，發(fā)揮原輸出之本能？

排氣管之順暢程度，可稱之為回壓的多寡，也就是排氣管內(nèi)部之阻力。阻力大小和頭段的設(shè)計(jì)角度、中尾段的管徑粗細(xì)/觸媒大小、總體長度和彎曲角度、尾部消音器之迴路都有相當(dāng)之關(guān)連。改裝排氣管主要的用途，是在于減低回壓讓、進(jìn)排氣的運(yùn)作交替更順暢，也可謂增加氣門重疊時(shí)間之延伸；故此可改變引擎之特性、轉(zhuǎn)變扭力輸出時(shí)機(jī)、提昇高轉(zhuǎn)速的反應(yīng)和流暢度。

機(jī)械設(shè)計(jì)本屬物理之現(xiàn)象延伸，話說有利必有弊；減低回壓有助于排氣順暢，對(duì)于高轉(zhuǎn)速是好的，但過低之回壓使得排氣管毫無阻礙，中低轉(zhuǎn)混合氣在未完全燃燒完時(shí)便被排出，將造成扭力犧牲！且當(dāng)引擎回油時(shí)，排氣管內(nèi)的回壓過低，廢氣極有回流至燃燒室之可能！所以為了因應(yīng)一般道路，中低轉(zhuǎn)速之應(yīng)用，相當(dāng)程度的回壓仍然是必需的！也應(yīng)以駕駛用途及引擎輸出來考量回壓之大小。

原廠引擎管徑加大比率，應(yīng)以10%至15%為上限，一般而言，改裝排氣管大多從中尾段下手，常見的手法不外乎增加管徑之尺寸、縮短消音器迴繞之路程，努力使其消音路線呈直線化。提到直線化設(shè)計(jì)原本是很單純的原理和方法，卻因?yàn)槭惺圮囉械妆P及油箱之干擾，想做到筆直路徑之排氣管，是有相對(duì)的困難；除非像參加澳門大賽的各家廠車，拿掉原廠油箱、置入FIA合格之防爆油桶，以空出底盤中央之空間，好讓排氣管大中至正的從車尾中央直接通出車外。

當(dāng)排氣路徑縮短，各彎角也使其平滑、減低阻力之后，順暢度即有相對(duì)的提升。但如之前所提之原則，粗短型式之排氣管，乃訴諸于高轉(zhuǎn)時(shí)之馬力輸出，細(xì)長型則擅于低轉(zhuǎn)之扭力；造成此兩種現(xiàn)象差別的原理，是因?yàn)榧?xì)長型管內(nèi)壓力高，中低轉(zhuǎn)速時(shí)廢氣能迅速從出口釋出，但高轉(zhuǎn)時(shí)大量的廢氣將面臨阻塞及排溫升高之弱點(diǎn)。而相形之下，粗短型便擁有中低轉(zhuǎn)流速慢的問題，可是到了高轉(zhuǎn)速區(qū)域即能通暢無阻。

一般道路使用的排氣管，應(yīng)先考慮長通路型之式樣，使其作為蓄氣增加的條件，然后才是在管徑上來變化，如此才能兼顧到全轉(zhuǎn)區(qū)域的表現(xiàn)。依照現(xiàn)今的測(cè)試及表現(xiàn)來說，中段管徑的增加大都保持在原廠的10%至15%為佳，也就是NA引擎在52mm至60mm左右，渦輪引擎則約為65mm至75mm不等。當(dāng)然引擎的排氣量愈大，改裝幅度又增加的話，也有可能達(dá)到80mm之譜。談到管徑的配置比例，由粗變細(xì)或從頭至尾一樣口徑，對(duì)重視扭力需要的使用者較為恰當(dāng)，如果是馬力派的訴求，則適合漸次放大的型式。此種放大式的管徑設(shè)計(jì)，是採慢慢擴(kuò)大管徑的方式，驅(qū)使越往后方越急速膨脹的廢氣增快流速，特別是在持續(xù)高轉(zhuǎn)速的情形下愈加有利，此也為目前日系改裝品牌的一種趨勢(shì)。

在中段排氣管改裝中有一重要元件，就是觸煤和中消，觸煤基本的功用在于淨(jìng)化排氣的污染，可是它還有消除共鳴的功能，減少共鳴噪音傳至駕駛艙中；由許多貴金屬密密麻麻所組成的蜂巢結(jié)構(gòu)，依照流體力學(xué)的原理來衡量，的確是阻礙排氣順暢的一大原兇，而且又是排氣管中高溫的聚熱點(diǎn)！所以消除觸煤原件，就能使排氣順暢，提昇馬力三到五匹之譜。觸煤段中消的外型，看起來就設(shè)計(jì)成膨脹室的功能，因此能提供一個(gè)排氣的阻擋點(diǎn)，由此一特性便能在回壓大小的設(shè)計(jì)上，提供可運(yùn)用改裝型式的中消。

代觸煤大致都做成較輕較小型、來增進(jìn)排氣的速度，在某些管徑偏粗的型式，則藉由此部分的縮減來達(dá)到中低轉(zhuǎn)速扭力的平衡。當(dāng)排氣管整體口徑過大時(shí)，唯一能補(bǔ)救之道，就是在代觸煤段的改變，還能在增加馬力之馀也能兼顧中低轉(zhuǎn)之扭力。

負(fù)有消音工作的尾段排氣管，是最大阻力的來源，消音過程的產(chǎn)生靠的是利用隔板讓排氣撞擊，藉由反射波的形成減低音量。原廠大都出自如此型式，而高性能車種及改裝型式則採用直線筒式，纏繞消音棉來吸收噪音，如此無隔板直線式的通路，自然對(duì)馬力的提昇有相當(dāng)大的助益。

想要降低尾消的排氣阻礙、又想擁有相對(duì)扭力的保持，本來是相反的論點(diǎn)、是不可能達(dá)成之事實(shí)，但近年來各家設(shè)計(jì)師的鉆研巧思，運(yùn)用閥門裝置在進(jìn)入尾消前安裝此一活動(dòng)閥門，便能由負(fù)荷多寡來控制回壓的改變(例如New Integra-R、BMW 328等都有此等設(shè)計(jì))；而無限排氣管則設(shè)計(jì)雙迴路加速氣流路徑，讓背壓視轉(zhuǎn)速提昇而遞減等變通之方法。在改裝品牌上很多採用直通式尾段，而價(jià)格上及耐用度，往往有著很大的差異，其間全然是使用的材質(zhì)及消音棉使然；在直通式尾消噪音的吸收是靠消音棉來完成，一般皆使用單純的玻璃纖維棉來對(duì)應(yīng)，但是長時(shí)間后會(huì)產(chǎn)生玻璃棉因高熱而容易劣化，燒蝕使得排音變大的困擾！故講究的品牌為了因應(yīng)此現(xiàn)象，則使用高耐久度的不鏽鋼絲消音棉，此種設(shè)計(jì)的不同點(diǎn)，是先用不鏽鋼包覆內(nèi)管的孔道，然后再將玻璃棉填入，其用意是以不鏽鋼絲防止高熱傳導(dǎo)至玻璃棉上，進(jìn)而使玻璃吸音棉延長整體壽命。

由于交通處罰條例的加重，為了防止臨檢或驗(yàn)車等不必要的麻煩，坊間也出現(xiàn)許多所謂「原廠型式排氣管」；顧名思義這類排氣管無論外型長相，聲音都幾近原廠之低分貝要求，但其性能表現(xiàn)依然是有模有樣，其主要原因是利用原廠型式的大筒身，增加更多的消音棉來吸收噪音，其內(nèi)部通道依然為直通型式，故才能在提昇馬力之外，保持最大的靜音效果。

在排氣管的改造中，最重要的部分要算是頭段了，由于原廠幾乎都是大量開模的鑄鐵製品，內(nèi)管壁粗糙不堪，各歧管長度也不盡相同，加上接合的方式、距離、形狀等等的不夠周全，因此非常易產(chǎn)生排氣干涉的現(xiàn)象，使得各缸排出之廢氣相互衝突產(chǎn)生阻礙。尤其此位置又最為靠近汽缸頭，對(duì)進(jìn)氣燃燒會(huì)產(chǎn)生多嚴(yán)重之影響！在改裝廠所推出的排氣頭段，絕大多數(shù)都是使用管內(nèi)壁平滑的不鏽鋼材質(zhì)，更講究的品牌則在歧管底座和接管部位使用開模鑄造的方式，實(shí)施無段差的接口，并盡量延展彎角之角度，藉此使得阻力減少、加速排出氣體之流速。

更高檔的型式則將歧管長度統(tǒng)一，致力于等長化，讓排氣脈衝都一致化，徹底來消除各歧管之間的壓力差。如此一來，不但是利于后段排氣管的回壓設(shè)定，使整體的吸排氣效率也能大幅度的提升！最后在集合部分的型式上，最普遍的四缸引擎，若為四合一型式則強(qiáng)調(diào)不易干涉的高轉(zhuǎn)速馬力式樣，四合二合一則有利于中低轉(zhuǎn)扭力之表現(xiàn)，但二者設(shè)計(jì)之間也拜引擎的輸出特性與設(shè)計(jì)廠家的訴求特點(diǎn)，且等長頭段在NA引擎有著關(guān)鍵性的表現(xiàn)，對(duì)渦輪車來說也能提昇相當(dāng)?shù)男Ч?/font>

等長的渦輪用頭段，能將各缸排氣均等且定質(zhì)定量的驅(qū)動(dòng)渦輪葉片，當(dāng)此順暢而持續(xù)的衝擊頻率，能使得增壓效能的效率和穩(wěn)定度大幅提昇。渦輪用頭段在等長之外，歧管至渦輪本體的總長度，亦為其頭段製造時(shí)的重要考量依據(jù)；以現(xiàn)今要求低增壓、高扭力在低轉(zhuǎn)速即需輸出的特點(diǎn)上，愈短的歧管、渦輪葉片的運(yùn)轉(zhuǎn)反應(yīng)才能愈早加快！所以愈接近排氣頭的渦輪，愈能減少其遲滯的現(xiàn)象。此外渦輪引擎的頭段還有一個(gè)設(shè)計(jì)上的重點(diǎn)，就是減低渦輪葉片入口的排壓，能有效減低此聚口的排壓，才能讓渦輪運(yùn)轉(zhuǎn)更為快速，同時(shí)亦能有效增加增壓值的最大極限！

所以改裝件大多製成粗且長的型式，其終究用意在此，而同樣減壓原理在渦輪出口的前段管Fornt Pipe，換裝大口徑的規(guī)格能有效減低二次排壓，因?yàn)闇u輪藉由廢氣來推動(dòng)，推動(dòng)葉片過的廢氣能迅速排出，無阻礙的話才能使葉片前的廢氣更易推動(dòng)渦輪運(yùn)行。所以當(dāng)以性能訴求為出發(fā)點(diǎn)的話，渦輪引擎的全段排氣管皆需要粗徑化！

以上如此眾多的原理敘述，或許大家一時(shí)也無法完全理解其中理論之真諦；但改裝排氣管前，必先確認(rèn)自己所需之特性，好比自排車自動(dòng)換檔時(shí)機(jī)受制，千萬別更換管徑太粗、直通性太大之製品，否則將喪失低轉(zhuǎn)扭力，嚴(yán)重的話連高轉(zhuǎn)速都達(dá)不到！而更換排管氣使其排氣順暢的效能之下，勢(shì)必造成進(jìn)氣效率的增加，如此一來引擎的燃燒效率也會(huì)變動(dòng)。最高檔的檢測(cè)方法，還是需要架上混合比機(jī)，來確定A/F值的變化，從而適切的調(diào)整供油比例，才能使改裝排氣管的功效達(dá)到完美的境界。