马力扭力两不误 解析可变回压排气阀门
之前一直在想,为何汽车不做一个可变气门的排气开关,当低转时,气门关闭(或只开一点),当高转速时,气门全开。这样的话,低扭不损失,高转照样动力强劲。
其实我摩托车上早就看到过,我说的是小日本的大排量摩托车。像本田CBR1000
今天在网上特意找了一下,终于有所收获。
下面的内容是转直网上。
了解改装车的朋友都知道,车辆改装的目的无非在求更快速与更安全的驾驶环境,而当中又以排气改装,为最基础的动力提升路径,过去改装排气管总是有扭力与马力难以兼顾的困扰,不过近来因可变排气阀门的导入,理想的排气改造效果似乎不再这么遥远。
多数市售车对于排气系统的设计,最大考量首先是消音、环保,最后才是排气效率,因此在其上可见到触媒转换器与巨大消音器的踪影,加上管径较为保留,因此对于高转速时的马力输出往往无法尽兴发挥。
排气系统进化论
马力与扭力的取舍
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的时间,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,因此改装排气管有时不在于增加多少马力之时,而是为了找回原厂流失的马力,发挥原本的性能。
改装排气管为获得最佳的峰值马力输出,通常会采用直通管,并减少弯曲角度的设计,改装后的高转速加速力道与排气声浪,虽可脱胎换骨,但却不见得能兼顾低速扭力反应,尤其在小排气量NA引擎上,更容易感觉出扭力流失的差异。
排气管的改造目的,在于调整排气回压的高低,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、尾部消音器之回路都有相当之关连。在过去改装排气管的主要方向,在于减低回压,让进排气效率更为顺畅,进而改变引擎之动力特性、调整扭力输出时机并提升高转速的反应和流畅度,不过这样的改造方向却隐藏着不为人知的缺点,那就是低速扭力的流失。
赛车引擎的工作转速经常维持在极高范围,加上一切设计都是为压榨引擎动力,也不需触媒阻碍排气效率,因此排气管的设计可以设计的更粗、更直通,整个设计方向与市售车是截然不同,不能全部移植沿用。
难以兼得的平衡
受限硬体的设计难以兼得的平衡
受限硬体的设计
机械设计本属物理之现象延伸,因此有利必有弊;改装排气管后,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。
涡轮引擎因有涡轮本体阻碍排气效率,因为对于排气管的设计往往可以比NA引擎来得更为宽松点。
在过去为了使低速扭力不至于流失太多,改装排气管时通常会从「控制管径大小」与「调整排气路径」来着手,前者加大的管径大小,应以原厂加大10%至15%为上限,且大多从中尾段下手;至于后者则是缩短消音器回绕之路程,努力使其消音路线呈直线化来进行,不过此方法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。
至于两者的取舍,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。至于中尾段管径的搭配,建议可采渐次放大的型式,使废气愈往后方流速愈快,有利于持续高转速的情形使用。
近几年来逐渐成熟的可变几何涡轮叶片设计,与可变回压排气阀门可是有着异曲同工之妙,对于排气回压的控制同样灵活,因此才能创造出高原式的引擎扭力输出。
搭载高性能自然进气引擎的车款,一旦改装可变回压排气阀门后,高转速时的声浪都相当浑厚澎湃,令人深深着迷,而这也是排气阀门的另一项改装价值。
可变回压阀门的本体,又可分成常时关或常时开的设计,前者比较适合街车使用,后者比较适合会下场比赛的半厂车使用。
其实许多超跑早已使用可变回压阀门的设计,如图中audi r8 V10就是最好的例子,阀门就设计在排气出口端,关闭时废气需经过网管与隔板后,绕比较远的路径才能排放出去,开启后则可直接排放,造成前后排气的顺畅性差异极大。
好详细,顶~~~ 技术贴!!! 进来学习~ 学习贴gochinway52;) 这个,要做得好,动力输出不受影响,不是简单的加个阀门就解决的。 这个帖子值得细看,谢谢啊! {:4_652:} 学习了
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