长文6000字:排气改装不仅仅是大嗓门
排气为什么要改装?
事实上,这些原因很简单,因为我们需要性能,充分发挥汽车的全部潜力。
当然,正统的原因是,大多数汽车的标准排放系统会对改装后的发动机甚至标准发动机产生很大的限制。这通常是因为汽车制造商必须遵守严格的噪声和环境政策,当然,这可能只是为了简化底盘与地面的间隙,或者方便安装。
有时候,汽车公司甚至故意让排放系统更有约束力,保证标准车型的动力不会太强。另一方面,相对容易通过改装排气系统来取消限制,提高性能。
对于自吸车型来说,马力可能只有少量提升,但对于涡轮增压车型来说,这种提升可能高达20马力以上。在这种情况下,涡轮增压的响应时间往往会改善。
另外,轻量化是性能排放系统的另一个优点。
特别是对受限排放系统而言,降低背压理论上也可以稍微提高发动机的可靠性,所以改造性能排气还是有很多好处的。
性能排放系统不必非常嘈杂。
虽然很多人都有这样的误解,但是大功率和强噪音并不是同时存在的。如果你有足够的资金和空间,你可以设计一个排放系统,满足所有跑道的噪音限制上限,达到1000马力。
大多数性能排气声很大的原因就是这样做比较便宜。
与此同时,制作噪音大的排放系统也更容易,而且也更轻,因为这种排放系统只需要很少的部件,甚至不需要消音,当然,排气音浪也是吸引买家的一个因素。
消音不一定限制排气性能,只要是直接的,就意味着排气气体在消音过程中几乎不会受到任何阻碍,声音也比较小。
制作安静的排放系统的主要挑战在于成本。
比如在美国市场,一个直径三英尺(76毫米)的接管可能只需要30美元,而一个直径三英寸的消音器可能需要170美元。当你需要四个消音器通过噪声法律法规,加上管道和人工成本,很容易理解为什么很多性能排放系统声音很大。如果声音不大,价格可能会很高。
这是一个热门话题,因为许多改装的赛车无法通过噪音来限制。一般来说,轨道的静态噪声控制在95dB到105dB之间,有些轨道的行驶噪声限制低至85dB,甚至有些标准超跑无法通过测试。
比如国内金港跑道要求原油门3000转音波超过85分贝,不允许进入市场。著名的纽北跑道静态噪声限制为90分贝,行驶噪声控制在130分贝。珠海国际赛车场甚至要求车辆噪声在白天不超过70分贝,甚至在夜间降至55分贝,因为周边居民抱怨太吵。
因此,为了安心上赛道,你真的需要一个安静的排放系统。另外需要注意的是,在分贝仪上听起来声音很大的排放系统可能不会更响,在跑道日,涡轮增压汽车的低频轰隆声通常比自然吸气发动机更容易超过噪声限制。
因为跑道的噪音限制比较严格,在路上,响亮的排气声也会引起警方的注意。所以安装安静的排放系统是一个不错的选择,所以问题是如何在保证尽可能安静的前提下充分发挥车辆的性能。
尾管塞
尾管塞是安装在排气管尾部的设备。顾名思义,它可以降低排气的声音,但是尾管塞会大大限制排气流量,可能会严重影响汽车的动力输出,除非你的排放系统太大。
尾管塞虽然可以在几分钟内安装拆卸,但在大多数需要最大性能切割维持低噪音的地方并不实用。尾管塞作为一种应急解决方案,非常有效,但并不理想。
安装排气消音
如果你追求速度和性能,就需要更好的方法来减少噪音,这对于发挥性能来说是非常不友好的。
最为明显和有效的解决方案添加额外的消音,这样可以在不损失性能的情况下降低噪音。对于有经验的焊工或排放系统专家来说,焊接目前排放系统的一两个额外消音并不难。
您甚至可以为跑道日安装可拆卸的消音器。当然,真正的消音器比简单的排气堵塞要贵得多,但这是性能必须付出的代价。
排气进气阀
很多性能汽车都需要排气进气阀。
例如,一些宝马车型的尾管带有这种装置,其主要功能是调节发动机的排气流量,以适应不同的驾驶条件。当发动机转速低或负载轻时,阀门关闭,排气流通过消音,从而降低噪音;当发动机转速高或负载大时,闸阀打开,排气直接排出,从而降低排气阻力,提高发动机功率和扭矩。
排气阀通常由电子控制系统控制,根据发动机的工作状态自动打开或关闭。当ECU检测到发动机的工作状态需要改变排气流量时,它会发出控制排气阀开闭的信号。这种自动控制方法可以保证发动机在不同条件下的最佳性能。
优点一:降低噪音,在低速或轻载时,通过消音器排气,从而降低噪音,提高驾驶舒适度。
优点二:提高动力。当转速高或负载大时,闸阀打开,排气直接排放,降低排气阻力,提高发动机功率和扭矩,提高驾驶性能。
优点三:绿色环保,排气阀能提高发动机效率,降低油耗,减少尾气排放,有利于环保。
排气阀虽然不是易损件,但在使用过程中可能会出现闸阀卡滞、密封不良等问题。因此,有必要定期检查排气阀的工作状态,及时修理或更换。
与此同时,保持消音和排气管道的清洁,也有利于排气阀门的正常工作。
翻板阀
翻板阀的工作原理类似于尾管塞,由电子或机械控制。当它关闭时,排放系统会受到限制,排气音量会大大降低。然而,关闭翻板阀比尾管塞对动力的影响更大。一些涡轮增压汽车在安装和关闭翻板阀后,甚至无法达到预期的一半增压压力,其约束力太强。
注意排气管的方向
减少排气噪声最常被忽视的方案之一就是排气口的布局方向。
你有没有注意到很多赛车的排气管都是朝向路面的?这是因为声波会与路面发生碰撞,然后被吸收或反射到周围,从而有效降低排气噪声。一些改装方案将进一步进行。了解噪声检测仪的位置后,将侧排气设置在汽车的另一侧。
另一种类似的方案是将排气从车辆两侧的消音出口排出,在两侧分配一半的排气气流和噪声,从而达到降噪的效果。
对于经过校准的汽车来说,排气管喷火并不少见,这种情况的频率可能会受到排放系统的影响。如果你把整个排放系统从汽车上移除,让发动机在观察排气口时做功,你会看到火焰从发动机排气口喷出。
但是最后,排气管的长度和消音会使这些火焰消失在尾管上。
在更具性能的汽车中,特别是那些在松开油门时仍然喷射燃料的汽车,火焰有时会从尾管中出来。像消音箱这样的设备可以稍微降低火焰出现的概率。相反,会喷火的排放系统一般会更快地燃烧消音材料,随着时间的推移会逐渐降低消音效果。
一般而言,离排气门越近越重要,离排气门最近的部分是歧管。
改造歧管多由不锈钢制成,一般结构多为4-1、4-2-1、6-2-1等。对自吸引擎而言,最好的排气方式是每个气缸独立配备一根排气管,这样可完全避免不同气缸之间的干预问题。
涡轮导出管(Down Pipe)这是涡轮后面的一小段管子。
按照上述理论,离发动机越近越重要。为了使气体在通过涡轮后尽快排出,应在这一部分提高液体,并适当保持一定的废气温度。
三元段是一两段网格状的三元媒介。
当达到工作温度和适当的空燃比时,媒体可以尽可能地净化废弃物。考虑到网格造成的混乱流动、排气阻力和混乱流动造成的更多排气阻力。三元可引起排气效率低下、缸温过高等问题,进而引发爆震等严重问题。
所以在追求动力或高负荷下发动机寿命时,应拆除三元段,并用直径合适的管子代替连接前后部分。
中间部分是从车头到车尾几米长的整个管子,可能是等径管,也可能是上面有一个变径的消音腔。
尾部主要分为两类:类似于一般车型原厂的回压段,直达段。
如果考虑静音和立低转速时的动力和可执行性,应首选回压段。如果在马力或高负荷时追求发动机的使用寿命,则需要考虑直达段。所谓可变闸阀尾段,就是可以在这两种排气方式之间切换的商品。
除了尾部,有些车型还会在中间部分有消音段。在后续改装的排气中,如果你很在意噪音,也可以尝试在中间部分增加消音段。但是它的具体位置和形状需要精确计算。
若无条件,可多次尝试并确定最终计划。多次焊接可能会破坏一个中段,建议这样测试的骑手多准备一个相同的中段。一个进行测试,一个进行最后的装货管理。
要注意的是:对涡轮发动机而言,即使转速不高,在上坡、正常加速等条件下,涡轮压力也会很大,此时,系统对排气效率的需求并不比高转速时小。
推荐在发动机仓内隔热包裹排气管。
在前端适当维持废气温度,可以使废气保持一定的流动速率。隔热可以降低发动机仓库的进气、线路、管道等部位的温度,有利于动力和整体稳定。特别是通过发动机下面的排气管,隔热可以降低排气温度对机油的影响。
最好的方案是简化排放系统,如果追求极致的马力和转速性能。管口直接伸出引擎盖或侧围板,最大限度地减少排气管的长度。
简单的答案是,没有必要。
普遍误解认为发动机必须有背压,有些车辆安装大型排放系统可能会产生不利影响,但这并不是因为背压降低。背压从不是提高性能的因素,你需要的是尽快排出发动机。
所以,特别是在非涡轮增压车辆中,精心选择管道长度和尺寸是非常重要的,这样排气气体才能以最快的速度通过排放系统。
对涡轮增压汽车而言,这就更简单了,因为排气歧管的设计对性能影响不大,而且安装大型涡轮后排放系统只能提高性能,不会造成任何损失。对非涡轮增压汽车而言,简单来说,低速下的动力损失并不是由于背压不足,而是由于新排气设计的直径和排气气流效应将动力范围移动到更高的速度范围。
比如本田S2000,经常被人诟病低扭矩缺乏动力,所有性能都要遇到5-6000转向上才能导出。比如遇到爆款VTEC是一个很常见的问题。
尖叫管基本上是指涡轮增压汽车的减压阀出来的单独排气管。“尖叫”这个名字来源于这个管道通常没有消音,声音特别大。因为减压阀只有在达到满增压时才会打开,所以尖叫管在正常驾驶时不会造成任何问题。然而,这种巨大的噪音会在跑道上引起噪音警告。
现在有两种解决方案。
一种是将尖啸管简单地连接回排放系统的其它部件,这样可以降低噪音,但是可能会失去动力。另一种是保持尖啸管分开,但是加入一两个消音来降低噪音。该方案在性能和噪声方面表现最佳,但成本和重量会显著增加。
大多数燃油车都需要通过安装三元催化剂进行年度排放测试。但由于设计原因,三元催化剂通常不会使排气流动顺畅,这与追求特性的目标相反。市场上有很多解决这个问题的方法,比如改造运动催化剂、去除三元管或者催化进气阀。
改造运动催化剂是一种非常有效的解决方案,这意味着在不影响排放的情况下,安装比标准设备更大、更流畅的催化剂。但运动催化剂价格昂贵,在大功率水平下仍可能造成限制,甚至多项运动催化剂可能需要并行使用。
最便宜、最简单的选择就是撤销三元催化剂,这种方法就是直接去除催化剂,用一个接管代替。但是很明显这样不能通过排气检查,你最后还是要安全回去。
最不寻常但可能是最好的整体解决方案是使用电子或真空控制的进气阀。当需要时,这种闸阀允许废气绕过约束消音,然后在日常驾驶或排放测试中通过消音排气。
最常用的排放材料有三种:低碳钢、不锈钢和钛合金。
低碳钢是最便宜的材料,而且相当耐用。但由于其易生锈、不锈钢价格下降,目前低碳钢排放系统较为罕见。
由于其耐腐蚀性,不锈钢是最常见的排气材料,但在涡轮增压汽车的排气歧管中可能会变得脆弱。
最后一种材料是钛合金,类似于不锈钢,但重量几乎只有不锈钢的一半,这使得它成为赛车的首选材料,希望减轻重量。钛合金的缺点是焊接非常困难,最重要的是成本。
钛排放系统的价格通常是同一不锈钢系统的四倍左右。因此,完整的钛排放系统极其罕见,仅限于预算高的性能汽车。
误区1、原厂排气性能差
高回压大低扭矩
低回压大功率
原厂使用的排放系统是由汽车动力性能、环保性能、燃油经济性、生产成本等多方面考虑设计的产品。经过厂家反复测试,与车辆动力总成相匹配合理。
尤其对动力较弱的小排量车型而言,原厂排气一般不会太顺畅,而这一设计反而改善了小排量发动机本身低扭不足的特点,在中低转速下,适当的回压会产生排气谐振效应,能提高排气效率,更适合市政道路使用。
在原厂设计中,一些高性能车型会使用低压排放系统来提高发动机的最大功率输出。排气歧管设计、直线大直径管道、多余的尾喉和响亮的排气声是他们的共同特点。
对某些性能车型而言,其原厂排放系统将采用回压较低的排气设计,甚至使用同长排气歧管。
误区2、声音越大,功率越大
只有改变尾段才能显著提高动力响应。
提升功率基本上必然丧失低扭矩。
声音越大功率越大的概念是错误的。对于排放系统来说,排气尾段和中段主要负责消音,尤其是尾段消音器(也称为消音鼓)更为重要。
事实上,只要改造直排式尾段,就能得到不小的排气声,但是在这个时候,发动机的动力输出几乎没有变化。
原因很简单。发动机排出的废气需要通过排气歧管(最接近发动机部分,连接到每个气缸的排气孔)、三元催化转化器(排气歧管后负责转化有害气体)、排气中间部分(减少共振和噪音),最后排气尾部可以看到(负责消音),但在排气尾部之前,每个部分都会对排气产生阻力。所以声音大不等于马力大。
只是改造排气尾部不会增加车辆的马力(即使改进了,也可以忽略不计),如果把整个排气管换成高性能型号,会对提高马力有很大的帮助(尤其是改装后的进气系统)。
高性能排气管比原来粗,内壁光滑,弯曲度小。这些设计使发动机在高速转动时产生的大量废气能够顺利高速通过,可以显著提高排气效率。
别相信那些不知名的小作坊生产的S鼓所宣称的既提高功率又不损失低扭的说法。
误区3、排气管越粗越好,排气压力越低越好
低扭矩小排量车,不建议改变排气。
对排放系统有一定了解的朋友会知道,影响排气性能的最重要因素是回压,可以直接改变发动机的动力输出特性和最大功率。但是回压越小,动力性能越好吗?
当然不是,首先要弄清楚动力性能的衡量指标。
比如本田S2000,一款擅长高转输出性能的车型,了解这款车的动力输出特性的车手可以快速顺畅的驾驶,但是对于普通人来说,低扭缺乏的输出特性给人一种很难驾驶的感觉(更不适合拥堵的市政道路),同时也不会觉得这款车的动力性能有多好。
这一原则也适用于排放系统的改造,回压过低会使低转速时的排气过于顺畅,使气流速度变慢,反而会影响低转速时的排气效率,从而降低低转速区域的扭矩输出。排气系统的改造必须根据自己的驾驶习惯和需要进行改造。
对于感觉低速扭矩输出不理想的车主来说,改装排气并不是一个好的选择,因为在改装排气系统时,需要考虑车辆自身的动力输出特性和自身的驾驶习惯。
因为改造排气基本上都是针对中高速区域的性能优化,这种改造通常是以低扭部分的损失为代价。
当然,现在一些专业的改装厂已经推出了可变阀门排气,既满足了低速时的回压要求,又可以通过控制阀在高速时使排气更加顺畅。但并不是所有车主都能接受昂贵的价格(一般价格从几千到几万不等)。
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