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排气系统改装原理探讨 改装排气管的乐趣

2008-2-27  来源:中国二手摩托车 阅读次数:25548
按照引擎的四个往复动作一吸气、压缩、爆炸、排气来看,如果排气管无法迅速排光燃烧後的废气,则接下来的进气行程必定也没办法快速、完全地吸入新鲜空气;尤其此刻残留在燃烧室内的废排气,还会影响到下一次的燃烧效益,这样一来,马力表现自然不会理想,这便是为何要改装排气管的目的。
  排氧性能关键在於速度回压

  虽然四行程引击原本就是可完全燃烧的设计,但由於的缸数多、各缸没有独排气管,同时还有噪音、空间、整体配置与量产成本等的考量,相形排气管只是单纯的消音及冷却排废气之用,於是就会有不够顺畅的问题产生,进而降低引擎的应有性能。所以与其形容改装排气管是在於增加马力,倒不如说是为了找回马力、发挥原本轮出较为适当。


  排气管的通畅程度,也即是大家所熟知的「回压」 一词一或可称背压、反压一简言之它就是排气管内部的阻力,此和邑蕉头设计、中段管径粗细、髑媒、总体长度\弯角、消音筒大小都有关联,同时直接反映在排氯效能上。改装排气管的主要用意便是在於减低回压让吸排气的交琶更畅快,而这亦属於变相的延长气门重叠时间来增进肺活量,因此可以改变引擎的特性,从而提升高转域的反应和威力。


  不过,减低回压这回事并不是说越低越好,因为假使排气过份无阻碍的话,中低转时混合气根本未燃烧完便被排出,扭力势必会桉牺牲掉,甚至当回油时管内墼力变低,还有废气逆流回燃烧室的可能,所以一定的背压仍然是需要的。


  管径扩大率以10—15%为恰当


  一股来说,排氯管的改装大多是从中、尾段做起,常见的方法不外乎是加粗管径、缩小消音器等,强调竞技类的裂晶更会—朝直线化努力。提到直线型排气管的特点上(碍於底盘千扰,做到真正的笔直有困难),路径缩短且弯角平滑减少阻碍的关系,颢阳性一定很不错,不过大家要知道的是,相短的排气管乃诉求於高转马力(回压低),细长型擅长的是低转扭力 ( 回墅高丫曹有这楼的差别,道理就是後者管内的压力高,中低转速废气会很迅速地排出,但高转时则会面临阻塞的弱点,而相形前qo便有中低转流速慢的问题,可是到了高转嗫排气即能通畅无比。


  以道路使用为前提的排气管,其实应先选择全长较长的式样,作为笃鏊俚奶跫会岵攀窃诠芫渡媳浠冉夏芗婀说饺儆虻谋硐忠勒沾蠖嗍说木槔纯矗卸喂芫兜脑黾樱畈欢嗍潜仍ф?0-15%为最佳(引擎无改装),也就是自然吸气引擎在55—60左右,涡轮引擎约为65—70上下;当然,阁下的爱车若排氯量够大,又经过一番重度升级具备合400hp over的实力,那么亦有必要用到80以上的管径。


  关於管径的配置上,由粗变细或从头至尾一样口径,对重视扭力的人而言比较恰当,但假使你是马力派的追求者,则适合渐次放大的型式,这种「 喇 叭 口 』 型 的 设 计(megaphons),是采慢慢扩大管径的方式,驱使越往後方越急速膨胀的构废氯增速气流,特别是在持续高转速的情形下益发有威力,这亦为目前日系改装排气管的一项趋势。


  触媒/中淆部分请注意共震现象


  正中段排气管的改装中,还有一重要元件是触媒和中消,虽然髑媒的基本功用是在於净化排气,可是它和中消一样,还附有消除共鸣謦传至骂驶舱的作用,由许多种贵金金属密密麻麻构成的髑煤,依照改装的眼光来看,确实是阻碍排氯颢畅的一大元凶,而且又是个讨厌的聚热点,所以许多人会更换炮弹型的代替管(直管易引起共振),往往只是这一小截的直通化,便能感觉到排气畅顺许多,声音不会闷在里面。


  髑煤段、中消的外型,看起来很像是个膨胀室,因此能减缓废气流动定上,就成了可灵活运用的地方,改装排气管的中消、触娱代管,大致会做的较短、较小型,来增进排氯的顺畅度,不过有些管径偏粗的型式,这部份便不会减缩的过於激烈,以确保中低转的力量;像日本一些大口径的front pipe,还会在前端设置一膨胀室,目的就是在增加马力之余,也能兼颤到反应。另外,当你感觉到排氯太通、扭力牺牲过多时,其实不妨晓上一截所谓的「炮弹」,便能改善不少这种现象。


  尾消内部构造分隔板舆直线式两种


  身负主要消音工作的尾段排气管,自然是一个发生阻力的所在,这便牵涉到消音筒内部的设计。尾消的构成大髅上可分成两类,第一种是利用交错隔板造成反射波的方式减低音量,原厂晶几乎都是此种型式:第二种则为改装晶常见的直线型吸音绵式,由流体力学的立场观之,隔板式的排气阻力一定较大,马力提升也就不如直线型来得占优势了。


  要想降低尾消的排气阻碍,不单单是需通路直线化以及内管口径扩大,整个消音器小型化同时是必要的(n一类排气管的筒身仅二o,;o曰而已),而且这里还可以加入些巧思,如在进入尾消前安装一活动阀门;integr-r嚣有这项装置),或者是如无限设置双回路加速气流(twinloop),让背压视转速提高而递减等,旨是不错的变通方法。


  直线构这的改装排气管尾财,噪音的吸收需要藉消音绵达成,在此之中,大部份厂家都是单纯采玻璃绵对 应(细玻璃纤维绵加少量石绵i中消、代髑媒亦然),但是时间久了以後,长时间处於高热环境的玻璃绵,必定 会囚劣化而出现共振、謦音变大的问题,故现在也有些制晶会标榜内岂提高耐久性的不锈钢丝,此种设计的变 更点,差别是先用不锈钢丝包覆内管的打孔外套,然後才是玻璃绵的填入,其用慧即是以不锈钢丝防止热传 导到玻璃绵上,进而延长总体寿命。这里附带一提的是,为了防止临检、验车等不必要的麻烦,现在也有厂一样,但它的性能仍是相当不错,主要的原因就是其乃利用大简身、加多吸音绵来彻底抑制噪音,内部的构造则依旧以直线型为主,然後在消音筒的头尾端加入隔板,如果你有自行订做尾消打算的话,不妨参考一下找们的附田,较容易取得出力兴譬浪的平衡,另外,最近颇流行的ecv调音阀,建义大家最好要装在进尾段前,如此才会有最大的静音效果。


  芭蕉头段改装主要在於等长化


  在排气管的改造中,最重要的部份要算星芭蕉头了,由於原厂头段百分之八十都是大量开模的铸铁制品,内 管粗糙不说,各歧管长度也不相同,加上接合的方式、距离、形状同样不够周全,因此非常容易产生排气干涉 现象,使得各缸排出的废气相互冲突而阻滞:尤其是此处又最*近汽缸头,可想而知对进气、燃烧有多么不 利了。


  通常由改装厂所制作的芭蕉头,绝大多数会使用内壁平滑的不锈钢材质,讲究的厂商则还在歧管连底座和接角的部位,实施无段差的熔接研磨并尽量缓和銮角,藉此取得减少阻力、加速气流的功效。接著他们会尽可能的 将歧管长度统一,讲究的当然是 致化且彻底消除各歧管的压力差,这样一来,不仅是利於後段排气管的回压 设定,整体吸排气的效率也能大幅提升。最後,关於集合部位的型式上,最普遍的四缸引擎一股公认四合一为 强调高转马力的式样(不易干涉),四合二合一是童视中低转扭力的型式(易千涉),不过这主要还是取决於 原厂引擎的轮出特性与设计者个人喜好,很难真正判断出两者的优缺点。


  等长头段非但是na车的一大利果,*芭蕉头导引废气驱动叶片的涡轮,等长的优点在於各缸排废气质量相等後,叫turbine便能遭受到定量、顺畅而持续的冲击,这样增压的界限、效率、稳定度都会提高,特别在工hi-boost设定时更是明显。等长之外,歧管总长度的决定(含downpipe),亦为叫turbo芭蕉头制作时需考量的地方,大体上来看,歧管长度短的话,叫turbine运转的反应就会随之加快,但相对後续的流量就不如长歧管饱和,这也依然是要视涡轮的容量与引擎排气量而定。


  涡轮引擎用的芭蕉头,另一个设计上的重点是叫turbine入口处排压的降低,减低这里的排压也才能让涡轮运 转更为快速,同时增加田oost的最大且长的形状,用意即在此,同样的道理,turbine出口相连的frontpipe,换装大口径式样将二次排压减低亦有其必要性,毕竟涡轮是藉废气推动,排气顺畅增压速率自然会提升,因此若以追求性能为出发点。车的全段排气管皆是需要粗径化的。


  道路用适合材质推不锈钢制品


  随著材料技术的发达,排气管的用料也不再局限於以往的钢、生铁类材质,轻薄漂亮的stainless、鈇合金亦渐渐占有一席之地,不过售价偏高的关系,反而使得「半不锈钢」晶成为主流(看得到的出口或尾筒是stainless,其余为普通钢铁)。先天就便宜的钢、生铁,由於厚度、管径种类极多,再加上弯管、烧焊容易的缘故,使得其制造成本低廉而能以售价吸引大众,可是粗鞑、重量高、易锈蚀等缺点则避免不了,尤其是此等素材的熔点较低,耐热性更是不理想,拿来做涡轮车的芭蕉、前喉可说不太合适。


  与生铁、钢相比较,具备细致、轻量、耐热、耐腐蚀等特性的不锈钢(sus304),算是很适合当排气管的素材,管壁极薄的它(na车1.6-2.omm;turbo车2.5 -3.omm,用於芭蕉还需更厚,因为要悬挂涡轮并承受高温),单单中尾段就能轻上5公斤左右,而且声浪极为清脆(头段则尖锐、高亢),谈到stainless排气管的耐热性,在芭一蕉头包披覆带的状态下最能证明其优越性,一股我们加诸披覆带的目的,不外乎是为了隔绝引擎室热源(turbo车还有一个用意是维持撞击turbine的热效率,所以原厂即装置有隔板),如此管内的温度便会提高很多,若是钢铁质的歧管一定发生裂损的情形,就算厚度很厚也一样,但不锈钢制品就不致受到影响(仅表面泛黄),除非是焊接不良。


  尽管stainless排气管有这么多优点,不过材料本身价格较高(口径愈粗愈贵,有些特殊规格更要由卷曲钢板 制作起)、加工较困难造成的高价位比普通晶高约一倍),还是无法让其真正普及化,但因为现在 不少厂家都投入此类型排『气管的制作,售价已有慢慢下降的趋势,最近引起性能迷注目的排气管,要属从窦车衍生而 来的钴合金制品了,来自於航太科技的高价金属—鈇合金,最大的特徵是薄(厚度约1mm丫),极度轻量化、质 地坚硬,用於排气管上除了声音清澈徵,也更加深与众不同的分格。然而钛合金本身不能弯折(据说日本已发 展出专门的弯管技术)、不容於其它金属的特性,相对亦大幅增加制作时的难度与成本,它不但需一截一截的焊接,连消音内室都要使用到同等材质,故全鈇排气管可是非常昂贵的。考量到接受度的问题,现在市售的鈇合金排气管多半只贩售消音筒的部份,有些甚至只是在尾管、筒身铆上一层鈇皮,可是价钱依旧古同出stainless品许多。


  改装前课题确认喜好特性


  看完了以上的说明後,大家一定要在改装排气管之前,确认你自己所想要的特性,好比自排车就不能更换太 通的排气管,否则丧失低转扭力不谈,只怕连高转马力都累积不上去。此外,判别一支排气管的效能优良与 否,其实从謦音下手是一个不错的办法,排气顺不顺畅的条件,首要自然是声音不能闷在里面,可是这也不代 表大声就是好现象。假使声音大却很空、不扎实,必然是其回压过小,而声浪饱满浑厚的排气管,亦间接表示 了它能将废气快速地排乾净,所以背压应是适当且正确的。


  最後值得大家注意的是,当你更换时,产生的共振有可能会偏大,让排气管发生左摇右晃的情形,这时候 最好顺带换上加硬型的吊耳橡皮(过重时也需要),才不致使接合处龟裂。能够把握住这些原则,你也一定能享受改装排气管带来的乐趣。



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