从原理到选材聊聊汽车排气改装升级的那些事
2017-07-24 07:30 艾森ECU升级(北京运营中心)
改装排气系统是为了什么?是如何提升性能的?为什么会降低低扭?降低低扭为什么还要改?
改装排气,有人说好,动力会变强;有人说会损失低扭。有人说改中尾段,有人说只改尾端,还有人说连头段一起改直通,摘掉三元。
到底改排气是为了什么?竞技改装和民用改装有什么区别?高档和低档排气有什么区别?什么样才是一根好的排气?
那咱们一块聊聊!
为什么要换排气?
相信很多车友在换装排气之前,都会考虑这个问题:我为什么要换排气?
其实这个问题的答案很简单:①性能;②声浪。
我们都知道,原厂车辆为了保证所谓的舒适性,都会给车辆的排气加装巨大的消音包,为的就是让你在开车的时候觉得不吵。
可是,这样的设定对于玩车的群众来说,就不是那么讨喜了。
同时,低流量的原厂三元催化器,会阻碍废气的排出,导致排气不顺畅,从而影响车辆的排气效率。
说到底,作为入门级的改装而言,换装一个满足自己喜好的排气,既能在一定程度上提升车辆的性能,也可以让爱车迸发出迷人动听的声浪。
改装方式有哪几种?
改装排气的主要用意在于降低排气被压让进出气的交换变得更通畅,有几种方法:1.改小消音器;2,变化消音器结构;3.换大管径;4.去掉三元催化器;5.阀门排气
1. 改装排气的尾段消音器都小,而且一般改中段也就是把中段排气的消音器去掉,变成直通管。
2.原厂消音器结构是一根管把尾气导入复杂的金属石棉减噪减震材料中,充分消音,从另一端导出,所以原车排气十分安静。改装排气一般采用一根管直通过去,管壁打很多孔,孔的外侧才是消音材料,只是进行间接的部分消音。
3.增加管径,显而易见。
4.拆掉三元,三元的结构是一个陶瓷蜂窝网状,在一截罐子里有几十厘米长的陶瓷结构,上面是无数个针眼大的小孔。这些陶瓷结构上都是附着催化剂,用来转化有害气体的。这种结构对排气的堵塞很大,是为了加大尾气和催化剂的接触面积,增加转化效率,起环保作用。去掉三元改直通,这个像堵死的蜂窝结构是没了,排气是通畅了,但变得无比的不环保了。
5.阀门排气:作为个人最为推荐的「可变阀门排气」
很多玩车的朋友都知道,大多数阀门排气都是通过遥控器来主动进行开启或关闭,也有通过电子阀门进行数据设定,来控制阀门的开启和关闭。
这样做的好处,就是在保证低扭的情况下,提升高转区间的动力。
但是,目前市面上的阀门排气存在几个问题:
1.长时间关闭排气阀门,会影响废气排出,损伤发动机。
2.阀门排气品质参差不齐,劣质阀门排气低扭损失严重。
所以,在挑选阀门排气的时候,可以参考上面所说的四点来进行挑选,这样才能在保证车辆性能提升的前提下,用的安心,改的放心。
不管是以上哪一点都是为了降低“排气被压”,排气被压就是排气阻力的意思。降低排气被压的同时,就会使得排气的声音更大。因为排气本身功能就是减震,排气通畅了,就是减震功能弱了,声音自然就大了,我们都知道声音是由震动产生的。(这里很有必要说明的是极度的不建议进行4号改装,也就是拆掉三元,拆掉三元后的声浪即便是原车排气都会变得很大很好听。但是,这对环境是极端的不负责。一辆没有三元的车子在路上跑排出来的污染物排放量大约是一辆正常同款车子的300倍,相当于一个人同时开300台车。如果人们都这样的话那么我们生活的环境就会严重的受到影响。我们的生活可能每一个人都不一样,但是我们生活在同一个地球上,地球只有一个,所以我们都要爱护她。
怎样实现排气对性能的提升?
简答的说,排气顺畅的,动力就好。或者更高级一点的解释,就是汽缸里废弃排出通畅,废气排的干净,燃烧好,动力就强。其实都只是片面的感受,不是科学专业的解释。
按照4冲发动机引擎的四个往复动作分为:进气,压缩,点火做工,排气四个冲程。在由凸轮轴驱动下,首先打开进气门,新鲜的气体随着汽缸的下行从进气门吸入汽缸。之后关闭进气门,开始压缩,接着点火做功,然后排气门打开,汽缸上行,废气从排气门排出,就此完成一个周期。之后进气门再次打开,开始下一个周期。这个是最简单最简陋的对发动机工作的叙述。如果排气管无法迅速排光燃烧后的废气,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。
这里要引入一个“气门交叠”的概念,非常重要!它是为了保证进气的充分而必须设计的,否则发动机进气很不充分,燃烧效率低,而且低扭差。这个气门交叠的意思,就是在一个周期的最后一步,排出废气的过程还没有进行完毕的时候,也就是说在排气过程活塞还没有上行到上止点(就是最上端)的时候,进气门已经打开了。这既是让进气门提早打开,让汽缸瞬间达到上止点之后开始吸气的第一时间,保证进气门已经是打开的,待命状态。这个进气门早开,与排气门都处于打开状态,就叫做气门交叠。
气门交叠必定会导致在排气过程中活塞接近最上端的时候的最后那一口废气挤出排气门排出的同时也有一部分被挤出进气门、进入进气道。这样再接下来的进气过程中,实际是又把刚才最后挤出去的一口废气,吸了回来,之后再吸入新鲜的空气。
这样就会引来人们的疑问,为什么这样设计呢?吸一点儿废气进来,这不是适得其反吗?其实不是的。气门交叠是必须的。首先我们先谈气门交叠的作用,对于低转速的发动机燃烧,由于汽缸压缩混合气相对高转速速度慢,所以在点火瞬间,混合气温度是不够高的,这就会导致燃烧不充分。可以说,一般汽油机转速在3000以下的燃烧都是不充分的,转速越高燃烧温度越高,燃烧越好(正常运转温度内)。燃烧不充分的意思是汽油里的多碳元素没有完美的变成二氧化碳或者一氧化碳。还有能量没有释放出来,没完全燃烧。这些未完全断开的多碳元分子链,高碳含量的成分,在废气中,比较重,密度大。也就是说,在排气过程中,最后的那一口废气,主要成分就是这种密度大的、未完全断开所有碳链的多碳分子。所以在低转速范围内,气门交叠的好处就是,未完全释放能量的多碳分子,可以再次被下次的燃烧所点燃,而且相比新鲜的汽油分子,这种上一次燃烧剩下的多碳分子更容易点燃,因为他们碳链少,分子小。好处就显而易见的,就是低转速省油。因为没燃烧的可以再次利用!而且动力强(扭矩强),因为这部分废气更好点燃。反之,高转速下,活塞压缩气门快,点燃前得混合气温度很高,所以燃烧效率高,在中高转速3000转之后,一般燃烧效率是很好的,所以废气中只有很少的未完全燃烧的多碳分子。所以这时候气门交叠就成了反作用。因为燃烧充分,那口被再次吸入的废气成了不可点燃的累赘,反而会降低高转速的功率,降低燃烧效率。这就是气门交叠对低高转速的影响,和众多汽车上的矛盾因素一样,这也是设计的一个难点,需要求一个中和。
这里要说的是“可变正时气门”技术,可变正时气门就是可以改变传统的固定机械凸轮轴驱动进气门的原理。在低转速加大气门交叠,让进气门早开更多,更多的废气排入进气道后再次被吸回,降低低速油耗,提升低扭。同时高转速的时候,延后开启进气门,减低气门交叠,让更少的废气被再次吸回来,提升高转速功率。是一个很好的技术。
回到改装排气,排气改装后,降低的就是排气被压。排气被压对气门交叠的效果有着很大的影响。这个可以简单的理解为,排气被压小,相当于废气可以更容易的被压入排气道,所以会减轻气门交叠的效果。更多的气体从排气道出去了,交叠过程压入进气道的很少。这样就等于是气门交叠幅度降低!效果就和上面介绍气门交叠的原理时分析的一样。低转速燃烧差了,低扭差了,低转速油耗增了。带来的就是高转速燃烧好了,高转速功率扭矩提升。所以改装排气就有这两个矛盾了!归根接地还是对气门交叠的原理影响。
对于高转速动力至上的赛车,或者高要求、极端激进驾驶者,3000转以下只会出现在1档!以后都是红线换挡、强制降档,所以各档转速不会掉落3000以下。所以对于他们来说,排气被压是越小越好!三元摘掉,管径换大,中段消音去掉,尾端消音减小或者干脆去掉。
如何挑选排气?
对于很多刚入门的车友而言,挑选一款排气,真的是一件头疼的事情。
在这里,我也教大家一个好的办法:① 选品牌;② 挑材质;③ 听声浪;④ 看做工。
下面我们来详细的说一下这4点。
① 选品牌
选择一个合适的品牌,可以说你已经成功了一半。
许多车友在选择排气的时候,都会盲目的去追求价格,而忽略了品牌。
殊不知,一个排气品牌之所以能够拥有影响力,正是靠其产品与技术,一点一滴积累出来的。
② 挑材质
一半来说,常见的排气管的材质分为「铸铁」、「不锈钢」、「304不锈钢」、「铝合金」、「钛合金」。
我们大多数时候会接触到的就是「304不锈钢」和「钛合金」。
相比于钛合金排气管高昂的价格,304不锈钢的材质不但质量可靠,价格也很亲民。
所以作为入门玩家而言,如果你十分在意性价比,那还是挑选304不锈钢材质的排气吧。
③ 听声浪
每一款排气,出来的声浪都大不相同,因为每一个排气厂商对于排气管的调教,都是不同的。
所以,在选择排气的时候,一定要记得先听声浪试听,或者去实地现场听一下排气的效果,再决定自己到底选择哪一款排气。
④ 看做工
很多车友在看排气做工的时候,都会看有没有做电镀面,有没有做鱼鳞焊。
其实从个人角度而言,这不过是厂家为了满足消费者喜好,而做出的噱头。
当然,有的时候,有总比没有好。
我在这里要说的看做工,不是简单的看外表做工。
众所周知,在更换了排气之后,最容易出现的问题就是「共振」。
我们暂且不说长时间出于共振环境下对大脑的损伤,光是停在红绿灯等待的那么短短几十秒,相信不少车友就已经苦不堪言。
所以,一款优质的排气,是会尽可能的避免出现共振问题的。
什么样的排气是好排气?
对于普通的排气。外观好!材料用不锈钢!焊接完整无缺陷!和原车结合牢固!声音负荷个人喜好!就算的上是一根好排气!至于性能,声音大,被压小,高转速性能就好,被压高,低转速性能就好。对于高档排气,分为材料高级和技术高级。
材料高级:有些品牌用高档的钛合金来制作。
技术高级:高档的定制改装排气,是可以安装车内电控,或者按照发动机转速自动可调的排气管内部风门的。就是说,比如一根双边四出排气,每边2个口(且在每边的消音包内,是真正的两根管子,而不是大部分的普通排气,只在出口处分成2个口)。它会在在低转速,通过电控或者液控阀门,关闭一个尾口,等于变成双边双出。这样就增加了排气被压,加强气门交叠效果,提升了低扭、降低了油耗和噪声。随着转速提高,逐渐打开阀门,让被压降低,降低气门交叠效果,提升高转速燃烧效率和最大功率。