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拉风神器-汽车排气系统改装升级的那些事

2017-12-26 08:35    艾森ECU升级(北京运营中心)

 在涉及到动力部分的改装中,改装进排气通常被称为指定动作。通过给车辆更换高性能的进排气系统,可以让发动机吸的多排的畅,从而提升动力性能,这也是最简单有效的改装方法。相对来说,改装排气在国内更为常见,我想其中重要的原因不光是为达到性能上的提升,漂亮的排气管与动听的排气声浪更能吸引到路人的目光,才是不少车主改装排气的主要目的。

 

  一听到令人血脉沸腾的排气声浪便使人联想到汽车改装,或者说很多人对改装车的认识就是必须要有夸张的噪音(当然这种认识是片面的)。可见改装排气系统在汽车改装中的普遍性,这次我们就聊聊在改装排气系统上普遍存在的误区。

 

改装排气系统的常见误区:

误区1:原厂排气性能差

  原厂使用的排气系统是经过了厂家反复测试,出于车辆的动力性能、环保性能及燃油经济性与生产成本等多方面考虑设计出的产品,是与车辆的动力总成较为合理的搭配,尤其是对于动力较弱的小排量车型来说,原厂的排气通常不会太过顺畅,而这种设计反而优化了小排量发动机本身低扭不足的特性,适当的回压会产生排气谐振效应(后文有详细说明),可以提高中低转速下的排气效率,更适合城市道路使用。

  而一些高性能车型,在原厂设计时就会用到回压较低的排气系统以提高发动机的最大功率输出,通常优化的排气歧管设计、直线型大直径管路、多出尾喉和响亮的排气声浪是它们的共同特点。

 

『对于一些性能车型来说,其原厂排气系统就会使用回压较低的排气设计,
更甚至会用到等长排气歧管。

 

☆ 误区2:声音越大马力越大,只改尾段就能让动力输出明显提升

  声音越大马力越大的观念是错误的,对排气系统来说,负责消音作用的主要是排气尾段与中段部分,尤其是尾段消音器(又称消音鼓)作用更为重要。其实只是改装直排式尾段,就可以得到不小的排气声浪,但此时发动机的动力输出几乎不会得到多少改变。原因很简单,发动机所排出的废气需要经过排气歧管(最接近发动机的部分,与每缸的排气孔连接),三元催化器(在排气歧管之后,负责将有害气体进行转化),接下来是排气中段(减少共振与降低噪音),而最后才是我们可以在车尾看到的排气尾段(负责消音),而在排气尾段之前,每一个部分都会对排气形成阻力,所以声音大不等于马力大。

  只是改装排气尾段不会令车子增加马力(即便有所提升也是小的可以忽略不计),而如果把整段排气管更换成高性能型号,则会对马力提升有不少帮助(特别是进气系统同样经过改装后)。高性能排气管比原装的粗壮,内壁较光滑、弯曲度较小,这些设计令发动机在高转时产生的大量废气能畅顺地高速通过,可以明显提升排气效率。

  不要相信那些不知名的小作坊所生产的S鼓所宣称的既提高功率又不损失低扭的说法。在马力机已经比较普及的国内,也早已证实过这种骗人的改装产品了。

 

☆ 误区3:排气管越粗越好,排气回压越低越好

  对排气系统有一定了解的朋友都会知道,影响排气性能的最重要因素就是回压,回压的高低可以直接改变发动机的动力输出特性与最大功率。但是否回压越低动力性能就越好呢?

  当然不是,首先我们要弄清衡量动力性能的指标。打个比方,擅长高转输出的性能车型比如本田S2000了解这台车动力输出特性的车手可以把它开的很快很顺,但对于一般人来说,低扭匮乏的输出特性给人很不好开的感觉(更不适合拥堵的城市道路),同时也不会感觉这台车的动力性能有多么出色。这个道理同样适用在排气系统的改装上,回压过低会让低转状态时排气过于顺畅,使气流速度变慢,这样反而会影响低转速时的排气效率,使低转速区域的扭矩输出下降。改装排气系统一定要根据自己的驾驶习惯与需求进行改装。

 

 

  在改装排气系统时需要考虑到车辆本身的动力输出特性与自己的驾驶习惯,对于感觉低转速扭矩输出并不理想的车主来说,改装排气不是一个很好的选择。因为改装排气基本都是针对中高转速区域的性能优化,这种改装通常是以损失部分低扭为代价的。当然现在一些专业改装厂已经推出了可变阀门排气,这种排气兼顾了低转速时的回压要求,在高转速时可以通过控制阀来使排气变得更为顺畅。但昂贵的价格(通常价格在几千元至几万元不等)也不是所有车主都能够接受的。

 

改装排气的基本原理:

  抛开制造成本等因素不说,通常原厂车型在设计的时候会考虑到发动机输出特性是否适合日常使用。特别是在城市道路行驶时,充盈的低转速扭矩输出可以兼顾好开省油的优点。适当的高排气回压设计可以保证发动机低转速高扭矩的输出特性,但是这种设计的排气系统会在高转速状态下形成阻力,导致最大功率发挥受阻。而改装排气通过设计、材质的不同来降低排气回压,同时可以提升发动机的进气效率,以达到提升最大功率输出及改变扭矩输出特性的目的。

 

改装排气系统容易忽略的问题:

1.排气回压的重要性

  既然改装排气的基本原理就是更顺畅,使排气阻力更小。但实际上排气系统并非是越顺畅越好的。发动机的工作原理是每缸依次做功燃烧,然后排气,所以排气的过程不是持续不断的向车外吹出废气,发动机所产生的废气是一波一波的(在怠速时,由于转速很低,我们把手放在排气管后就可以感觉到)从排气系统排出。

  拿一般家用车型来说,发动机在中低转速区域工作时,每一次排气过程都会在排气管道内部形成较大的压力,当一波废气向外排放时,在废气的背后会产生负压状态,对下一波排气来说这个负压相当于吸啜力,可以帮助下一波排出的废气更快的排出车外,如此循环可以提高排气效率。这就是我们所说的排气回压(也称背压)所产生的谐振效应

  而当发动机处于高转速时,排气系统若不做改变,过高的回压就会使排气管道内产生过大的阻力。当发动机处于高转速时,各气缸工作间隙变小,使得谐振作用的效果变的不像低转速时那么显著。同时高转速时单位时间内进气和排气量都大幅提高,原厂排气结构无法应对单位时间内排气量的提升,造成高转速时排气效率降低排气效率随即变差,废气排的不顺畅,再次进气必然也会受到影响,所以降低排气回压就可以有效提升高转速下的动力性能

  但如果排气过于顺畅无阻力,就会削弱排气回压所产生的吸啜效果,使得排气压力很小,效率不佳。这就可以解释为什么改装排气的车往往会在低转速时扭矩输出不及原厂车型了。回压的高低设定要看对动力特性的需求,强调低扭的车主一定不可以使用过于顺畅的排气系统,而注重高转动力表现的话则适合改装低回压的产品。

  另外,对于改装排气系统,也要针对具体车型来选择。小排量、或排量不高的自然进气发动机以及小马力自动档车型,本身动力输出就呈现出低扭羸弱的特性,改用低回压的排气系统更会恶化低扭匮乏的现象,得不偿失。所以改装排气系统应该有针对性的进行选择,才能得到理想的效果。

 

☆ 2.最为关键的排气歧管改装与排气谐振效应

  提到改装排气,我们最先想到的就是双出、四出或者大口径的排气尾段与排气中段的改装,市面上不同品牌针对某车型的产品也多如牛毛,其实除排气中尾段改装外,对发动机性能有着最直接影响的是排气歧管。我们都知道发动机在经过做工环节后需要将废气排出燃烧室,每缸按照固定的排序依次进行吸压爆排(四冲程)的循环,对于整个排气系统来说,最为直接影响到排气效率的部分便是排气歧管(广东等地称为芭蕉)。

  排气歧管与发动机排气道直接连接,也是废气被排出燃烧室后经过的第一个通道。原装的排气歧管通常为大量开模的铸铁制品,内壁粗糙,会对气流形成一定的阻力,并且因为要顾及到发动机舱内的位置安排,所以原厂排气歧管不会考虑各缸排气管道的长度问题(部分高性能车型除外),长度不同的歧管导致各缸的废气所跑的距离不同,因此在汇聚到一起时就会堵塞在一起,互相冲突、形成阻滞,这种现象越是在高转速时就越为严重

 

  而改装的等长排气歧管,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,采用特殊处理的焊接工艺并尽量缓和弯角,借此取得减少阻力、加速气流的功效,等长的设计是为了解决上述的干扰问题,使每条歧管内的排气压力值相同,使排气脉冲一致化(有助于发挥排气的谐振效应)。在结构上一些排气歧管还会在将各缸的废气聚合在一起前多增加一组管路,如四缸车经常使用的4出2出1排气歧管(每个缸一个出气管,然后再两两并一合为两根,最后这两根管子合为一根),这种做法的目的是适当增加排气回压以保留低转速扭矩的发挥。相对排气中尾段改装来说,精心设计的等长排气歧管更能有效提高动力性能。

3:改变排气管路位置会降低车辆的通过能力

  一些追求大马力输出的排气系统会设计成尽量直线的管路布局,不再使用底盘的原厂排气预留位置,这种改装通常会使排气管更加贴近地面(加大口径的排气尾段也会影响通过性能),令车辆的通过性能变差,增加托底的几率。在改装时需要考虑到用车环境是否允许被降低的排气管高度。

 

改装排气类型推荐:街道型原装位排气系统

  相对一些竞技型排气系统,原装位街道型改装排气在不改变底盘管路走线的情况下对整套排气系统进行优化,提高动力输出的同时使得安装更为方便。并且街道取向的设计不会使得排气回压过低、极端化,同时有经验的排气改装厂生产的排气系统在提高性能的同时还可以将噪音控制在较为合理的范围。在原装位改装排气的选择上,可以将御用品牌作为首选,或尽量选择一些有多年排气改装经验的大厂产品。

 

排气系统材质的区别:

  排气系统的材质也是改装时我们不可忽略的关键因素之一,不同材质的排气管不仅影响着动力性能,在重量与声音上也有着相当大的区别。通常改装排气采用不锈钢材质制成,光滑的内壁可以提高排气气流的速度,并且一般改装不锈钢排气管会比原厂制品轻三分之一左右。而更高级别的排气会使用钛合金制品(当然更贵)。

  被誉为“太空金属”的钛合金具有强度高、耐蚀性、耐热性出色的特点,起初用于航空领域。由于钛合金的密度仅为钢的60%,但强度却更为出色,所以同样强度的钛合金材质排气管要比不锈钢材质更加轻盈(相当于原厂产品的一半重量),这种特性为降低车重做出了很大贡献,适合追求极致轻量化改装的车主。只不过钛合金材质对焊接的要求较高,相比普通钢制材料更为困难,这也是除材质本身的成本外钛合金排气管价格较高的另一个原因。

 

  两种材质的排气管在声浪音质上也不太一样,钛合金排气的管壁都很薄,所以高速排气气波通过的时候,会出现较发劈的声音,比较尖利刺耳而且略带松散。而不锈钢排气的声浪相对低调且厚实,不像钛合金排气的风格,音质偏低沉浑厚。至于音色,我想萝卜白菜各有所爱吧,完全靠自己感觉了。另外在视觉上钛合金排气也独具特色,采用超薄设计的排气管在经过排气的高温烘烤后会呈现出独特的蓝色外表(为了美观,现在一些不锈钢排气也开始模仿钛合金制品,故意制作成蓝色)。

 

理性改装,文明驾驶:

  我想这个问题不用多说,抛开性能外观等因素,作为街道用车,我们在选择排气系统改装件时一定要注意改装排气的噪音分贝,太吵的排气一定不要选择,一方面是时间长了自己受不了(很多车主的经验之谈),而另一方面就是扰民。之前也说过,并不是一定要够响的排气系统才是性能出色的产品,另外好听也不等于一定要吵,很多性能出色的改装排气在怠速和温柔驾驶时噪音很小。

 

  总结:其实对于排气系统的改装,很多人并不陌生。不过相对大家都比较了解的排气中段、尾段来说,不少改装排气系统的车主都忽略了排气歧管对排气性能的影响以及对排气回压的了解。虽然只注重听觉效果并没有错,但通过了解排气系统的原理与构造,我们可以因地制宜的对原厂车的不足进行优化,以达到视觉、听觉、性能同步提升的效果,何乐不为呢?

 

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