■ 改裝排氣的基本原理:
拋開(kāi)制造成本等因素不說(shuō),通常原廠車(chē)型在設(shè)計(jì)的時(shí)候會(huì)考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)輸出特性是否適合日常使用。特別是在城市道路行駛時(shí),充盈的低轉(zhuǎn)速扭矩輸出可以兼顧好開(kāi)省油的優(yōu)點(diǎn)。適當(dāng)?shù)母吲艢饣貕涸O(shè)計(jì)可以保證發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速高扭矩的輸出特性,但是這種設(shè)計(jì)的排氣系統(tǒng)會(huì)在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下形成阻力,導(dǎo)致最大功率發(fā)揮受阻。而改裝排氣通過(guò)設(shè)計(jì)、材質(zhì)的不同來(lái)降低排氣回壓,同時(shí)可以提升發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣效率,以達(dá)到提升最大功率輸出及改變扭矩輸出特性的目的。
■ 改裝排氣系統(tǒng)容易忽略的問(wèn)題:
☆ 1.排氣回壓的重要性
既然改裝排氣的基本原理就是更順暢,使排氣阻力更小。但實(shí)際上排氣系統(tǒng)并非是越順暢越好的。發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理是每缸依次做功燃燒,然后排氣,所以排氣的過(guò)程不是持續(xù)不斷的向車(chē)外吹出廢氣,發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的廢氣是一波一波的(在怠速時(shí),由于轉(zhuǎn)速很低,我們把手放在排氣管后就可以感覺(jué)到)從排氣系統(tǒng)排出。
拿一般家用車(chē)型來(lái)說(shuō),發(fā)動(dòng)機(jī)在中低轉(zhuǎn)速區(qū)域工作時(shí),每一次排氣過(guò)程都會(huì)在排氣管道內(nèi)部形成較大的壓力,當(dāng)一波廢氣向外排放時(shí),在廢氣的背后會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓狀態(tài),對(duì)下一波排氣來(lái)說(shuō)這個(gè)負(fù)壓相當(dāng)于吸啜力,可以幫助下一波排出的廢氣更快的排出車(chē)外,如此循環(huán)可以提高排氣效率。這就是我們所說(shuō)的排氣回壓(也稱(chēng)背壓)所產(chǎn)生的諧振效應(yīng)。
而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高轉(zhuǎn)速時(shí),排氣系統(tǒng)若不做改變,過(guò)高的回壓就會(huì)使排氣管道內(nèi)產(chǎn)生過(guò)大的阻力。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高轉(zhuǎn)速時(shí),各氣缸工作間隙變小,使得諧振作用的效果變的不像低轉(zhuǎn)速時(shí)那么顯著。同時(shí)高轉(zhuǎn)速時(shí)單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)氣和排氣量都大幅提高,原廠排氣結(jié)構(gòu)無(wú)法應(yīng)對(duì)單位時(shí)間內(nèi)排氣量的提升,造成高轉(zhuǎn)速時(shí)排氣效率降低排氣效率隨即變差,廢氣排的不順暢,再次進(jìn)氣必然也會(huì)受到影響,所以降低排氣回壓就可以有效提升高轉(zhuǎn)速下的動(dòng)力性能。
但如果排氣過(guò)于順暢無(wú)阻力,就會(huì)削弱排氣回壓所產(chǎn)生的吸啜效果,使得排氣壓力很小,效率不佳。這就可以解釋為什么改裝排氣的車(chē)往往會(huì)在低轉(zhuǎn)速時(shí)扭矩輸出不及原廠車(chē)型了。回壓的高低設(shè)定要看對(duì)動(dòng)力特性的需求,強(qiáng)調(diào)低扭的車(chē)主一定不可以使用過(guò)于順暢的排氣系統(tǒng),而注重高轉(zhuǎn)動(dòng)力表現(xiàn)的話則適合改裝低回壓的產(chǎn)品。
另外,對(duì)于改裝排氣系統(tǒng),也要針對(duì)具體車(chē)型來(lái)選擇。小排量、或排量不高的自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)以及小馬力自動(dòng)檔車(chē)型,本身動(dòng)力輸出就呈現(xiàn)出低扭羸弱的特性,改用低回壓的排氣系統(tǒng)更會(huì)惡化低扭匱乏的現(xiàn)象,得不償失。所以改裝排氣系統(tǒng)應(yīng)該有針對(duì)性的進(jìn)行選擇,才能得到理想的效果。
☆ 2.最為關(guān)鍵的排氣歧管改裝與排氣諧振效應(yīng)
提到改裝排氣,我們最先想到的就是雙出、四出或者大口徑的排氣尾段與排氣中段的改裝,市面上不同品牌針對(duì)某車(chē)型的產(chǎn)品也多如牛毛,其實(shí)除排氣中尾段改裝外,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能有著最直接影響的是排氣歧管。我們都知道發(fā)動(dòng)機(jī)在經(jīng)過(guò)做工環(huán)節(jié)后需要將廢氣排出燃燒室,每缸按照固定的排序依次進(jìn)行吸壓爆排(四沖程)的循環(huán),對(duì)于整個(gè)排氣系統(tǒng)來(lái)說(shuō),最為直接影響到排氣效率的部分便是排氣歧管(廣東等地稱(chēng)為芭蕉)。
排氣歧管與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣道直接連接,也是廢氣被排出燃燒室后經(jīng)過(guò)的第一個(gè)通道。原裝的排氣歧管通常為大量開(kāi)模的鑄鐵制品,內(nèi)壁粗糙,會(huì)對(duì)氣流形成一定的阻力,并且因?yàn)橐櫦暗桨l(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的位置安排,所以原廠排氣歧管不會(huì)考慮各缸排氣管道的長(zhǎng)度問(wèn)題(部分高性能車(chē)型除外),長(zhǎng)度不同的歧管導(dǎo)致各缸的廢氣所跑的距離不同,因此在匯聚到一起時(shí)就會(huì)堵塞在一起,互相沖突、形成阻滯,這種現(xiàn)象越是在高轉(zhuǎn)速時(shí)就越為嚴(yán)重。
而改裝的等長(zhǎng)排氣歧管,絕大多數(shù)會(huì)使用內(nèi)壁平滑的不銹鋼材質(zhì),講究的廠商則還在歧管連底座和接角的部位,采用特殊處理的焊接工藝并盡量緩和彎角,借此取得減少阻力、加速氣流的功效,等長(zhǎng)的設(shè)計(jì)是為了解決上述的干擾問(wèn)題,使每條歧管內(nèi)的排氣壓力值相同,使排氣脈沖一致化(有助于發(fā)揮排氣的諧振效應(yīng))。在結(jié)構(gòu)上一些排氣歧管還會(huì)在將各缸的廢氣聚合在一起前多增加一組管路,如四缸車(chē)經(jīng)常使用的4出2出1排氣歧管(每個(gè)缸一個(gè)出氣管,然后再兩兩并一合為兩根,最后這兩根管子合為一根),這種做法的目的是適當(dāng)增加排氣回壓以保留低轉(zhuǎn)速扭矩的發(fā)揮。相對(duì)排氣中尾段改裝來(lái)說(shuō),精心設(shè)計(jì)的等長(zhǎng)排氣歧管更能有效提高動(dòng)力性能。
☆ 3:改變排氣管路位置會(huì)降低車(chē)輛的通過(guò)能力
一些追求大馬力輸出的排氣系統(tǒng)會(huì)設(shè)計(jì)成盡量直線的管路布局,不再使用底盤(pán)的原廠排氣預(yù)留位置,這種改裝通常會(huì)使排氣管更加貼近地面(加大口徑的排氣尾段也會(huì)影響通過(guò)性能),令車(chē)輛的通過(guò)性能變差,增加托底的幾率。在改裝時(shí)需要考慮到用車(chē)環(huán)境是否允許被降低的排氣管高度。
■ 改裝排氣類(lèi)型推薦:街道型原裝位排氣系統(tǒng)
相對(duì)一些競(jìng)技型排氣系統(tǒng),原裝位街道型改裝排氣在不改變底盤(pán)管路走線的情況下對(duì)整套排氣系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,提高動(dòng)力輸出的同時(shí)使得安裝更為方便。并且街道取向的設(shè)計(jì)不會(huì)使得排氣回壓過(guò)低、極端化,同時(shí)有經(jīng)驗(yàn)的排氣改裝廠生產(chǎn)的排氣系統(tǒng)在提高性能的同時(shí)還可以將噪音控制在較為合理的范圍。在原裝位改裝排氣的選擇上,可以將御用品牌作為首選,或盡量選擇一些有多年排氣改裝經(jīng)驗(yàn)的大廠產(chǎn)品。
■ 排氣系統(tǒng)材質(zhì)的區(qū)別:
排氣系統(tǒng)的材質(zhì)也是改裝時(shí)我們不可忽略的關(guān)鍵因素之一,不同材質(zhì)的排氣管不僅影響著動(dòng)力性能,在重量與聲音上也有著相當(dāng)大的區(qū)別。通常改裝排氣采用不銹鋼材質(zhì)制成,光滑的內(nèi)壁可以提高排氣氣流的速度,并且一般改裝不銹鋼排氣管會(huì)比原廠制品輕三分之一左右。而更高級(jí)別的排氣會(huì)使用鈦合金制品(當(dāng)然更貴)。
被譽(yù)為“太空金屬”的鈦合金具有強(qiáng)度高、耐蝕性、耐熱性出色的特點(diǎn),起初用于航空領(lǐng)域。由于鈦合金的密度僅為鋼的60%,但強(qiáng)度卻更為出色,所以同樣強(qiáng)度的鈦合金材質(zhì)排氣管要比不銹鋼材質(zhì)更加輕盈(相當(dāng)于原廠產(chǎn)品的一半重量),這種特性為降低車(chē)重做出了很大貢獻(xiàn),適合追求極致輕量化改裝的車(chē)主。只不過(guò)鈦合金材質(zhì)對(duì)焊接的要求較高,相比普通鋼制材料更為困難,這也是除材質(zhì)本身的成本外鈦合金排氣管價(jià)格較高的另一個(gè)原因。
兩種材質(zhì)的排氣管在聲浪音質(zhì)上也不太一樣,鈦合金排氣的管壁都很薄,所以高速排氣氣波通過(guò)的時(shí)候,會(huì)出現(xiàn)較發(fā)劈的聲音,比較尖利刺耳而且略帶松散。而不銹鋼排氣的聲浪相對(duì)低調(diào)且厚實(shí),不像鈦合金排氣的風(fēng)格,音質(zhì)偏低沉渾厚。至于音色,我想蘿卜白菜各有所愛(ài)吧,完全靠自己感覺(jué)了。另外在視覺(jué)上鈦合金排氣也獨(dú)具特色,采用超薄設(shè)計(jì)的排氣管在經(jīng)過(guò)排氣的高溫烘烤后會(huì)呈現(xiàn)出獨(dú)特的藍(lán)色外表(為了美觀,現(xiàn)在一些不銹鋼排氣也開(kāi)始模仿鈦合金制品,故意制作成藍(lán)色)。
『東瀛戰(zhàn)神GTR跑車(chē)使用Meisterschaft鈦合金排氣與原廠排氣的對(duì)比』
■ 理性改裝,文明駕駛:
我想這個(gè)問(wèn)題不用多說(shuō),拋開(kāi)性能外觀等因素,作為街道用車(chē),我們?cè)谶x擇排氣系統(tǒng)改裝件時(shí)一定要注意改裝排氣的噪音分貝,太吵的排氣一定不要選擇,一方面是時(shí)間長(zhǎng)了自己受不了(很多車(chē)主的經(jīng)驗(yàn)之談),而另一方面就是擾民。之前也說(shuō)過(guò),并不是一定要夠響的排氣系統(tǒng)才是性能出色的產(chǎn)品,另外好聽(tīng)也不等于一定要吵,很多性能出色的改裝排氣在怠速和溫柔駕駛時(shí)噪音很小。
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『改裝過(guò)排氣系統(tǒng)的車(chē)主更應(yīng)該注意對(duì)周?chē)h(huán)境的影響,改過(guò)排氣沒(méi)事就大腳轟油的人只會(huì)招來(lái)更多民眾對(duì)改裝車(chē)產(chǎn)生反感!
總結(jié):其實(shí)對(duì)于排氣系統(tǒng)的改裝,很多人并不陌生。不過(guò)相對(duì)大家都比較了解的排氣中段、尾段來(lái)說(shuō),不少改裝排氣系統(tǒng)的車(chē)主都忽略了排氣歧管對(duì)排氣性能的影響以及對(duì)排氣回壓的了解。雖然只注重聽(tīng)覺(jué)效果并沒(méi)有錯(cuò),但通過(guò)了解排氣系統(tǒng)的原理與構(gòu)造,我們可以因地制宜的對(duì)原廠車(chē)的不足進(jìn)行優(yōu)化,以達(dá)到視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、性能同步提升的效果,何樂(lè)不為呢?當(dāng)然,想達(dá)到更加理想的性能提升還需要搭配進(jìn)氣系統(tǒng)的改裝,請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注汽車(chē)之家改裝團(tuán)隊(duì),在下一期的改裝誤區(qū)系列我們將為您解析進(jìn)氣系統(tǒng)的改裝。
(文/汽車(chē)之家 尹棟)
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