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1 # 汽車經濟調研
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2 # 大眾小可
現在市面上大多數車都是這種虛擬設計。
一、為了造型,為了設計上好看,視覺有衝擊力,單口排氣也能做出雙排效果,有的車廠甚至能做到四排
二、排氣飾管大都屬於鍍洛件,並且通常置於排氣管下面,發動機排出的尾氣會腐蝕,時間一長鍍洛件容易產生鏽斑,影響美觀
現在市面上大多數車都是這種虛擬設計。
一、為了造型,為了設計上好看,視覺有衝擊力,單口排氣也能做出雙排效果,有的車廠甚至能做到四排
二、排氣飾管大都屬於鍍洛件,並且通常置於排氣管下面,發動機排出的尾氣會腐蝕,時間一長鍍洛件容易產生鏽斑,影響美觀
1、排氣管為什麼影響著動力輸出
排氣管的作用很簡單,由於內燃機需要使用燃料燃燒,自然會產生不可燃的廢氣和顆粒。這些廢氣和顆粒是不可燃燒的,因此需要排出氣缸,再將可燃物輸入氣缸內燃燒,動力才能持續產生。而排氣管的角色就是匯出這些廢棄物。從發動機做功的四個衝程“吸壓爆排”可以知道,在排氣衝程時,發動機活塞上行將廢氣推出排氣氣門,然後關閉排氣氣門開啟進氣氣門,利用活塞下行時產生的負壓和大氣壓產生的正壓一起造成壓強差,將新鮮空氣“吸”進氣缸裡面。
因此,排氣效率會影響著發動機的動力輸出。排氣效率越低,意味著廢氣囤積在氣缸內更難透過氣門排出去,活塞上行的阻力越大,上行的速度越慢,轉速攀升也就越慢,馬力也就上不去了。即使是渦輪增壓發動機,雖然是強制進氣變相令正壓增強可以增加發動機填充效率,不過由於排氣需要推動廢氣渦輪,阻力更大,因此排氣的效率也更受限制,道理和自然吸氣發動機是相通的。
因此,排氣效率會影響著發動機的動力輸出。排氣效率越低,意味著廢氣囤積在氣缸內更難透過氣門排出去,活塞上行的阻力越大,上行的速度越慢,轉速攀升也就越慢,馬力也就上不去了。即使是渦輪增壓發動機,雖然是強制進氣變相令正壓增強可以增加發動機填充效率,不過由於排氣需要推動廢氣渦輪,阻力更大,因此排氣的效率也更受限制,道理和自然吸氣發動機是相通的。
2、排氣管越粗代表動力越強?
要增加排氣效率,最直接的辦法就是讓排氣管更粗。這樣排氣更通暢,排氣效率更高,馬力也就容易飈上去。不過排氣管更粗都有一個問題,就是會導致低轉嚴重匱乏。
排氣管是一條長管,而長管的另外一端就是大氣壓。當活塞推動排氣排出排氣管時,會產生一個流速。當下一波的排氣要排出氣門的時候,上一波的排氣還在排氣管中,於是就會形成一個負壓,將氣缸內的廢氣“吸”出來,讓其排氣的阻力變小。但如果排氣管非常粗的時候,排氣的流速就變得非常低,甚至未完全排出排氣管已經散失了,形成不了負壓,這時候大氣壓強直接就阻擋著下一波廢氣的排出。
這裡舉個例子,用管徑小的吸管吹氣,吸管另一頭的空氣流速很高。但用相同的力度吹一條等長的水管,水管另一頭的空氣流速就很低,甚至只能感覺到微弱的風。
這在引擎高轉速的時候不太明顯,畢竟高轉速時活塞執行速度高,排氣脈衝頻率高流速快,排氣難以散失。但低轉速的時候活塞執行速度低,排氣脈速頻率低流速低,排氣散失快,於是就會導致低轉動力難以發揮,表現出來就是低轉匱乏。這在一些大排量的車型上影響不大,但在低排量車型上,本身氣缸容積少,扭矩就不足的情況下,影響會更明顯。
對於一般在街道行駛為主的車更注重中低轉速的扭矩,使用更粗的排氣管只會導致動力更缺乏。(等於肺活量大的人用水管吹氣和小BB用水管吹氣的區別)
3、排氣管越多越動力越強?
嚴格來說,排氣管多這個說法並不嚴謹,一般都會是排氣管“尾段多出”。排氣管多出的做法更類似於增大排氣管直徑,但是可以有更多的管路變化。
現在大部分的發動機都是多缸發動機,幾個氣缸的排氣都會先彙集在一起再最後排出去,這是為了將所有排氣彙集起來形成連續的排氣脈衝,獲得降低排氣阻力的效果。但如上所說,管徑更小的排氣管雖然能夠在低扭上有很好的表現,但高轉的時候由於排氣排得不夠快,導致影響高轉速的氣體交換效率而影響峰值馬力輸出。因此,在所有排氣彙集到一條排氣管形成瓶頸位之後,再使用更多的排氣管排出大氣,能夠變相擴大排氣管管徑提高排氣效率。
不過,排氣管越多也有其他問題。其一重量更重會影響車重;其次就是排氣管的數量增多,會導致排氣和排氣管本身會產生摩擦增大導致排氣流速下降。降低流速也意味著降低排氣效率和降低負壓,高轉部分時排氣效率並不如單一的大管徑排氣,高轉馬力的發揮也會受限。因此,多管排氣算是在大管徑排氣和小管徑排氣之間的折衷產物。
4、解決方法是智慧可變閥門?
現在,越來越多的豪華品牌和高階運動品牌都開始投入使用帶智慧可變閥門的排氣產品。顧名思義,就是在排氣管裡面增加一個閥門。這些閥門會在感知駕駛者油門控制和引擎轉速等多因素下,透過計算估算駕駛者意圖,再透過開閉閥門的方式改變排氣管路,來達到最佳化動力輸出的目的。
一般的閥門有兩種用法,一種是預設兩條管路。當低負載低轉速行駛時,排氣會經過一條較長的排氣管路,以獲得更好的低扭輸出。當需要高負載和高轉速的馬力時,閥門會開啟讓排氣透過一條更短的“捷徑”排出,降低排氣阻力,這樣就能獲得更強的高轉馬力。
另一種就是在多出排氣的其中幾段設定閥門。負載低轉速行駛時,排氣透過一半的排氣管路排出。當高負載高轉速行駛時,閥門開啟,讓排氣透過所有的排氣管排出,以獲得更強的動力。基本大部分市售帶閥門排氣的車型均是使用這種方式。
智慧閥門的加入無疑是解決這種不同工況下需要不同排氣需求的最佳解決方案,但閥門需要有控制器和控制電腦,同時對ECU等部分也要作出相應的標定,缺點無疑就是造價更貴,甚至會提高故障率。因此也僅僅能搭載在一些高階運動車型上。
結論:動力是否強勁,不是單看排氣管就能分辨
這裡闡述了一些關於排氣管的小知識。實際上,排氣管的佈局更多是由車型定位所確定的。譬如家用車大多會用俗稱“小水管”的小管徑排氣確保城市駕駛更輕鬆;一些效能車會用多出排氣兼顧中高轉輸出;而一些大排量的車型會用管徑很粗的排氣畢竟肺活量在那裡;而一些賽車由於只需要高轉的動力,甚至會使用毫無低轉扭矩可言的全直通排氣。