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四行程引擎的设计，原本就把进排气行程独立分开，造就成一个可完全燃烧之设计，也因为独立进排气行程之设计，让燃烧过之废气，有充份的时间排出；空出气缸之空间，以便吸入更多更密集的新鲜空气，来使引擎有更良好的输出功率。但由于引擎之缸数多，各缸间无法有独立之排气管，同时需考量噪音、空间整体配置与量产成本之因素，排气管只沦为消音及排除冷却废气之功用！量产下之排气管，于是就有不够顺畅之问题产生，进而降低了引擎性能！在探讨改装排气管是否增加多少马力之时，是否也可谓之寻回多少漏失之马力，发挥原输出之本能？ 排气管之顺畅程度，可称之为回压的多寡，也就是排气管内部之阻力。阻力大小和头段的设计角度、中尾段的管径粗细/触媒大小、总体长度和弯曲角度、尾部消音器之迴路都有相当之关连。改装排气管主要的用途，是在于减低回压让、进排气的运作交替更顺畅，也可谓增加气门重叠时间之延伸；故此可改变引擎之特性、转变扭力输出时机、提昇高转速的反应和流畅度。 机械设计本属物理之现象延伸，话说有利必有弊；减低回压有助于排气顺畅，对于高转速是好的，但过低之回压使得排气管毫无阻碍，中低转混合气在未完全燃烧完时便被排出，将造成扭力牺牲！且当引擎回油时，排气管内的回压过低，废气极有回流至燃烧室之可能！所以为了因应一般道路，中低转速之应用，相当程度的回压仍然是必需的！也应以驾驶用途及引擎输出来考量回压之大小。 原厂引擎管径加大比率，应以10%至15%为上限，一般而言，改装排气管大多从中尾段下手，常见的手法不外乎增加管径之尺寸、缩短消音器迴绕之路程，努力使其消音路线呈直线化。提到直线化设计原本是很单纯的原理和方法，却因为市售车有底盘及油箱之干扰，想做到笔直路径之排气管，是有相对的困难；除非像参加澳门大赛的各家厂车，拿掉原厂油箱、置入FIA合格之防爆油桶，以空出底盘中央之空间，好让排气管大中至正的从车尾中央直接通出车外。 当排气路径缩短，各弯角也使其平滑、减低阻力之后，顺畅度即有相对的提升。但如之前所提之原则，粗短型式之排气管，乃诉诸于高转时之马力输出，细长型则擅于低转之扭力；造成此两种现象差别的原理，是因为细长型管内压力高，中低转速时废气能迅速从出口释出，但高转时大量的废气将面临阻塞及排温升高之弱点。而相形之下，粗短型便拥有中低转流速慢的问题，可是到了高转速区域即能通畅无阻。 一般道路使用的排气管，应先考虑长通路型之式样，使其作为蓄气增加的条件，然后才是在管径上来变化，如此才能兼顾到全转区域的表现。依照现今的测试及表现来说，中段管径的增加大都保持在原厂的10% 至15% 为佳，也就是NA 引擎在52mm 至60mm 左右，涡轮引擎则约为65mm 至75mm 不等。当然引擎的排气量愈大，改装幅度又增加的话，也有可能达到80mm 之谱。谈到管径的配置比例，由粗变细或从头至尾一样口径，对重视扭力需要的使用者较为恰当，如果是马力派的诉求，则适合渐次放大的型式。此种放大式的管径设计，是採慢慢扩大管径的方式，驱使越往后方越急速膨胀的废气增快流速，特别是在持续高转速的情形下愈加有利，此也为目前日系改装品牌的一种趋势。 在中段排气管改装中有一重要元件，就是触煤和中消，触煤基本的功用在于淨化排气的污染，可是它还有消除共鸣的功能，减少共鸣噪音传至驾驶舱中；由许多贵金属密密麻麻所组成的蜂巢结构，依照流体力学的原理来衡量，的确是阻碍排气顺畅的一大原凶，而且又是排气管中高温的聚热点！所以消除触煤原件，就能使排气顺畅，提昇马力三到五匹之谱。触煤段中消的外型，看起来就设计成膨胀室的功能，因此能提供一个排气的阻挡点，由此一特性便能在回压大小的设计上，提供可运用改装型式的中消。 代触煤大致都做成较轻较小型、来增进排气的速度，在某些管径偏粗的型式，则藉由此部分的缩减来达到中低转速扭力的平衡。当排气管整体口径过大时，唯一能补救之道，就是在代触煤段的改变，还能在增加马力之馀也能兼顾中低转之扭力。 负有消音工作的尾段排气管，是最大阻力的来源，消音过程的产生靠的是利用隔板让排气撞击，藉由反射波的形成减低音量。原厂大都出自如此型式，而高性能车种及改装型式则採用直线筒式，缠绕消音棉来吸收噪音，如此无隔板直线式的通路，自然对马力的提昇有相当大的助益。 想要降低尾消的排气阻碍、又想拥有相对扭力的保持，本来是相反的论点、是不可能达成之事实，但近年来各家设计师的钻研巧思，运用阀门装置在进入尾消前安装此一活动阀门，便能由负荷多寡来控制回压的改变(例如New Integra-R、BMW 328等都有此等设计)；而无限排气管则设计双迴路加速气流路径，让背压视转速提昇而递减等变通之方法。在改装品牌上很多採用直通式尾段，而价格上及耐用度，往往有著很大的差异，其间全然是使用的材质及消音棉使然；在直通式尾消噪音的吸收是靠消音棉来完成，一般皆使用单纯的玻璃纤维棉来对应，但是长时间后会产生玻璃棉因高热而容易劣化，烧蚀使得排音变大的困扰！故讲究的品牌为了因应此现象，则使用高耐久度的不鏽钢丝消音棉，此种设计的不同点，是先用不鏽钢包覆内管的孔道，然后再将玻璃棉填入，其用意是以不鏽钢丝防止高热传导至玻璃棉上，进而使玻璃吸音棉延长整体寿命。 由于交通处罚条例的加重，为了防止临检或验车等不必要的麻烦，坊间也出现许多所谓「原厂型式排气管」；顾名思义这类排气管无论外型长相，声音都几近原厂之低分贝要求，但其性能表现依然是有模有样，其主要原因是利用原厂型式的大筒身，增加更多的消音棉来吸收噪音，其内部通道依然为直通型式，故才能在提昇马力之外，保持最大的静音效果。 在排气管的改造中，最重要的部分要算是头段了，由于原厂几乎都是大量开模的铸铁製品，内管壁粗糙不堪，各歧管长度也不尽相同，加上接合的方式、距离、形状等等的不够周全，因此非常易产生排气干涉的现象，使得各缸排出之废气相互衝突产生阻碍。尤其此位置又最为靠近汽缸头，对进气燃烧会产生多严重之影响！在改装厂所推出的排气头段，绝大多数都是使用管内壁平滑的不鏽钢材质，更讲究的品牌则在歧管底座和接管部位使用开模铸造的方式，实施无段差的接口，并尽量延展弯角之角度，藉此使得阻力减少、加速排出气体之流速。 更高档的型式则将歧管长度统一，致力于等长化，让排气脉衝都一致化，彻底来消除各歧管之间的压力差。如此一来，不但是利于后段排气管的回压设定，使整体的吸排气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，若为四合一型式则强调不易干涉的高转速马力式样，四合二合一则有利于中低转扭力之表现，但二者设计之间也拜引擎的输出特性与设计厂家的诉求特点，且等长头段在NA引擎有著关键性的表现，对涡轮车来说也能提昇相当的效果。 等长的涡轮用头段，能将各缸排气均等且定质定量的驱动涡轮叶片，当此顺畅而持续的衝击频率，能使得增压效能的效率和稳定度大幅提昇。涡轮用头段在等长之外，歧管至涡轮本体的总长度，亦为其头段製造时的重要考量依据；以现今要求低增压、高扭力在低转速即需输出的特点上，愈短的歧管、涡轮叶片的运转反应才能愈早加快！所以愈接近排气头的涡轮，愈能减少其迟滞的现象。此外涡轮引擎的头段还有一个设计上的重点，就是减低涡轮叶片入口的排压，能有效减低此聚口的排压，才能让涡轮运转更为快速，同时亦能有效增加增压值的最大极限！ 所以改装件大多製成粗且长的型式，其终究用意在此，而同样减压原理在涡轮出口的前段管Fornt Pipe，换装大口径的规格能有效减低二次排压，因为涡轮藉由废气来推动，推动叶片过的废气能迅速排出，无阻碍的话才能使叶片前的废气更易推动涡轮运行。所以当以性能诉求为出发点的话，涡轮引擎的全段排气管皆需要粗径化！ 以上如此众多的原理叙述，或许大家一时也无法完全理解其中理论之真谛；但改装排气管前，必先确认自己所需之特性，好比自排车自动换档时机受制，千万别更换管径太粗、直通性太大之製品，否则将丧失低转扭力，严重的话连高转速都达不到！而更换排管气使其排气顺畅的效能之下，势必造成进气效率的增加，如此一来引擎的燃烧效率也会变动。最高档的检测方法，还是需要架上混合比机，来确定A/F值的变化，从而适切的调整供油比例，才能使改装排气管的功效达到完美的境界。
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发表于 2018-10-25 10:01:16
