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fsds
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2007-1-14 10:35 PM
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改裝排氣之馬力與扭力的取捨
作者:bmw320 編輯:王萬宏
很多車主都覺得改裝排氣系統是最基本的，最沒有什?太多的技術含量可言。甚至有些剛接觸改裝不深的車主認識排氣管越粗、越響、直排就是最好，往往都是在改裝的時候注重馬力的提升，對扭力卻沒有關注過，其實這是個誤區。那?排氣管該怎?改？在細說選擇排氣管粗細、型式、材質等等的疑慮之前，先來瞭解排氣管的本質吧。
在我們所接觸到的量?車裏，原廠的設計往往屈就製造成本和環保法規使得發動機的真正性能都有所限制，就好像是一個封印封住了發動機真正的實力。現在的量?車都採用四行程發動機的設計，原本就把進排氣各個行程獨立分開，造就成一個可完全燃燒的設計，也因?獨立進排氣行程的設計，讓燃燒過的廢氣，有充分的時間排出，空出氣缸的空間，以便吸入更多更密集的新鮮空氣，來使發動機有更良好的輸出功率。但由於發動機的氣缸數多，各個氣缸之間無法有獨立的排氣管，同時需考慮噪音、空間整體佈局與量?的成本因素和法規規定的環保要求，排氣管只淪?消音及排除冷卻廢氣和淨化尾氣的作用。量?之下的排氣管，於是就有排氣不夠順暢的問題?生，進而降低了發動機的性能，在討論改裝排氣管是否增加了多少馬力時候，也可以理解?是挽回了多少發動機原本就有而要遷就量?所損失的馬力。
排氣管的排氣順暢程度，可以理解?回壓取捨的多寡，也就是排氣管內部的排氣阻力。排氣阻力的大小和頭段的設計角度、中尾段的管徑粗細以及三元催化的大小、總體長度和彎曲角度、尾部消音器的回路也就是回壓都有相當的關係。改裝排氣管主要的用途，就是在於減低回壓讓進排氣的運動迴圈交替更加順暢，也可以說增加氣門重?時間的延伸；因此可改變發動機的特性、轉變扭力輸出的時機、提升高轉速的反應和流暢程度。
排氣管回壓的尺度是非常有講究的，過多和過少都屬於缺陷，回壓得多少也都有利有弊。減低回壓有助於排氣的順暢，對於高轉速是好的，但過低的回壓使得排氣毫無阻力，中低轉混合氣在還沒有完全燃燒完的時候便被排出，將造成扭力的損失。而且當發動機回油時，排氣管內的回壓過低，廢氣極有可能回流至燃燒室。所以在改裝之前車主最好應該考慮清楚，對自己想要改裝出來的實際效果有所認識。中低轉速的使用，相當程度的回壓仍然是必需的，也就是低轉速的扭力，降低回壓就會降低中低轉速的扭力，但是可以使排氣通暢並提高高轉速的發動機性能。很多車主只知道改直排會增加馬力，但改裝完了以後反而覺得車子沒有以前有力就是這個道理。
原廠發動機管徑加大比率，應該以10%至15%?上限，一般而言，改裝排氣管大多先從中尾段下手，常見的手法不外乎增加管徑的尺寸、縮短消音器回繞的行程，努力使其消音路線呈直線化。提到直線化設計原本是很單純的原理和方法，卻因?市場上出售的量?車有底盤及油箱的干擾，想做到筆直路徑的排氣管，是有相當的困難，除非像參加職業大賽的各廠家車，拿掉原廠油箱、改裝FIA合格的防爆油箱，以空出底盤中央的空間，好讓排氣管在車底盤中央再從車尾中央直接通到車外。
當排氣路徑縮短，各彎角也逐漸平滑、減低排氣阻力之後，順暢程度即有相對的提高。但就之前所說的原則，粗短型式的排氣管，是適合於高轉速時的馬力輸出，細長型的排氣管則擅長於低轉速的扭力輸出；造成兩種現象差別的原理，是因?細長型排氣管管內的壓力高，中低轉速時廢氣能夠迅速從排氣口排出，但高轉時大量的廢氣將面臨阻塞排氣管及排氣溫度過高的缺點。而相比之下，粗短型排氣管便擁有中低轉排氣慢的問題，可是到了高轉速區域便能發揮的淋漓盡致使排氣通暢無阻。
一般量?車的排氣管，應先考慮選擇排氣行程比較直的排氣管，然後才是在管徑上變化，這樣才能兼顧到全轉速區域的表現。根據現在改裝界比較流行的選擇，中段排氣管管徑的增加到原廠的10%至15%最好，也就是自然進氣發動機在52mm至60mm左右，渦輪發動機則在65mm至75mm左右。當然發動機的排氣量越大，改裝目標動力越大的話也要相應的增加，也有可能達到80mm。談到管徑的配置比例，由粗變細或從頭至尾一樣口徑，對重視扭力需要的車主會比較有用。如果只追求性能提升，那選擇逐漸放大的排氣管比較好，這種放大式的排氣管設計，是採用慢慢擴大管徑的方式，使越往後越膨脹的廢氣加速排出，特別是在持續高轉速的情形下效果會更加明顯，這種方式也是日系改裝車選擇比較多的排氣管。
在現在量?車的排氣管當中有一個阻礙排氣的因素，就是我們常說的三元催化。三元催化的基本功能在於淨化尾氣，並且它還有消除共鳴的功能，減少共鳴噪音傳至駕駛艙中。三元催化是由許多重金屬密密麻麻組成的蜂巢結構，它的存在阻礙了排氣，而且又是排氣管中高溫的聚集點。所以拆除三元催化，就能使排氣順暢，提升馬力三到五匹左右。三元催化的外型，看起來設計成膨脹室的功能，因此能提供一個排氣的阻力點，也就是在排氣上提供了一定的回壓功能。
改裝的排氣管一般都做的比原廠小，以增加排氣的速度。某些管徑偏粗的型式，是?了達到中低轉速扭力的平衡。當拿掉了三元催化時，排氣管的管徑又比較粗，那?就需要最後段增加一個小的回壓槽。擁有消音功能的尾段排氣管，是最大的排氣阻力的來源，消音過程靠的是利用隔板讓排氣撞擊，由反射波的形成減低音量，原廠大都是採用如此的型式，而改裝的排氣管則都採用直線筒式，纏繞消音棉來吸收噪音，這樣無隔板直線式的設計，自然對馬力的提升有相當大的幫助。
想要降低排氣尾段的排氣阻力、又想擁有相對的排氣阻力來保持相當的扭力，本來是相反的論點，但近年來設計師的鑽研，運用閥門裝置在進入尾段排氣管之前安裝活動閥門，便能由負荷的多少來控制回壓的改變，例如新的Integra-R、BMW 328等都有這樣的設計。改裝品牌上很多採用直排的尾段，在價格及耐久度上往往有著很大的差異，都是使用的材質及消音棉的原因；在直通式上噪音的吸收是靠消音棉來完成，一般都使用單純的玻璃纖維棉，但是長時間後玻璃棉會因高熱而劣化，燒蝕會使噪音變大。?了消除這個現象，使用高耐久度的不銹鋼絲消音棉，這種設計的不同點，是先用不銹鋼包覆內管的孔道，然後再將玻璃棉填入，目的是不銹鋼絲防止高熱傳導到玻璃棉上，使玻璃吸音棉延長壽命。
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