吸壓爆排系列文章之 - 改善進排氣 - 排氣管
By Olga
at 2005-10-14T03:03
at 2005-10-14T03:03
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感謝汽車技術網的RuntoRex大哥苦心翻譯, 本文經原譯者同意得以轉載.
http://www.autoth.com/forums/showthread.php?t=10954
英文原文 http://www.sportcompactcarweb.com/tech/9912scc_ssbbpart2/
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吸、壓、爆、排: part 2
改善吸和吹, 或進/排氣
文 麥克 科急馬 (SkyRipper註: Mike Kojima, 麥克秀夫, 原作為日裔美人.)
上次我們討論過內燃機的機本原理, 也就是你的引擎蓋下的那種啦. 如果不麻煩的話,
你最好回頭看看那篇文章, 那些基本原理對我們這次要討論的主題很有幫助. (譯者按,
嗯, 4行程引擎的基本原理, 相信大家都很熟了, 所以part1不再翻譯 )
這次我們討論的範圍將涵蓋引擎進排氣系統運作的核心. 進排氣系統不只是最普遍的初
哥改裝項目, 它們也是最容易安裝, 也最便宜的改裝零組件. 同時也能算是你能買到價
益比最好的改裝品. 不像一些「死硬派」的改裝, 改進排氣通常對車的性能只會帶來最
少的負面影響, 通常不會全面的影響油耗, 排污和日常行路性. 正因為如此, 進排氣是
我們對剛踏入改裝不歸路的人最初的建議.
既然引擎是個空氣泵, 它的效率有很大的成分就取決於空氣有多容易進出汽缸. 空氣進
出氣缸的阻力, 我們就稱之為吸排損(Pumping loss). 顯然, 最少的阻礙就能減少Pum-
ping loss, 也就能釋放出更大的馬力. 同時, 就像使樂器發聲的聲學(音波)現象, 也
能在此發揮輔助氣流進入引擎的功效. 你準備好要用你的引擎奏出美妙的樂章了嗎?
我們現在就來檢視一下初哥的第一件改裝品.
http://www.sportcompactcarweb.com/tech/9912scc_ssbbpart2_01_z.jpg
[圖說] 當你看著一個氣流阻礙非常大的原廠排氣管, 像這個Nissan 240SX的, 就會看
到在這些擠壓彎曲(crushed bend)處截面積就縮小, 還有那小的可憐的管徑, 和一些不
必要的彎曲. 而放在一旁A'PEX的排氣管, 一眼就能看出較大的管徑, 延軸彎曲(mandrel
bend)處管徑也不會縮小, 且在車底空間許可下盡可能做的直. 這個排氣管能使引擎多
輸出15hp, 還真多謝原廠差勁的設計.
排氣系統
排氣系統, 最簡單的說, 就是把引擎廢氣從頭段一路引到尾管排出車外的這些管子.
包含了觸媒轉化器和消音器. 排氣系統就是要包住這些吵雜, 高熱, 有毒的氣體, 然後
送到車屁股放出去. 若沒有排氣系統, 車會變的不可思議、令人痛苦的吵鬧, 且吐出可
能致命的毒煙, 污染我們的環境. 為防止這兩項反社會的現象, 排氣系統在排出廢氣之
前, 必須減除噪音, 且移除引擎燃燒產生的不良副產物.
在你車上原廠配的排氣系統, 在設計時並不是以動力輸出和酷炫外觀為第一考量, 而是
讓它盡可能的安靜, 撐過保固期, 且製造成本儘可能壓低. 當95%的市場都視這些為重
點, 原廠設計工程師自然不必要和那些要求性能的少數人站在同一邊. 改裝引擎的咆嘯
對我們這些人來說是美妙的音樂, 但市售車是設計來賣給一般社會大眾, 所以最後就調
校到安靜那一邊, 而犧牲了性能.
http://www.sportcompactcarweb.com/tech/9912scc_ssbbpart2_08_z.jpg
[圖說] 像這麼精美的二合一的管子不容易做, 但若你能負擔, 這能給你最佳的性能
消音器
排氣系統的關鍵部分就是消音器, 它就是在尾段使排氣聲安靜下來的筒子. 要使排氣如
大多數車主希望的那般輕聲細語, 典型的原廠消音器裡就必須要有錯綜複雜、如迷宮般
的氣流路徑, 這樣才能減慢氣流速率, 且冷卻高熱和脈動的廢氣. 它的內部有許多擋板,
使氣流在裡面反轉混合. 這樣對減除噪音有很大的貢獻, 但對引擎性能則否.
要產生最大的馬力, 排氣系統必須對排氣氣流保持最小的阻礙. 這些阻礙阻擋了廢氣吹
出引擎, 造成後來進入引擎的新鮮油汽被稀釋了(也就是說廢氣還有一部份留在汽缸內
和新鮮油汽相混合). 這當然就造成性能的下降. 若阻礙更大, 形成回壓, 引擎就要花
更大的力氣把廢氣排出汽缸, 這就是pumping loss的其中一個來源.
有些原廠的消音器可製造上達18psi 減損馬力的回壓. 而一個設計良好的排氣系統通常
只有2到6個psi的回壓. 舉個例子做比較, 一根未消音的直通管, 回壓是1~3psi.
要做到最小的回壓, 目前大多數好的高性能消音器都是所謂 "直通" 的設計. 這類消音
器藉由不鏽鋼綿和耐熱的陶瓷纖維來吸收掉排氣中的高音頻成分, 它們通常都有個 '直
通' 的芯, 就是一根直通管子上打了很多小孔, 聲波能穿過這些孔而被吸收, 氣流則幾
乎不受影響的通過. 你可以一眼 '看穿' 這類的消音器. 打孔的芯管是被玻璃纖維或更
高級的不鏽鋼綿包裹. 這樣的直通設計, 消音管越長, 排氣就越安靜. 而這長度通常不
影響回壓, 只是影響音量而已. 它的工作原理和槍枝用的滅音器是一樣的, 若槍枝的滅
音器會影響子彈的行進, 那你絕對會有麻煩了!
最好避免那種 '百葉窗' 型的消音筒芯, 許多老式的設計都受制於這樣的設計. 這種消
音器會產生不小的回壓, 它們杵在排氣氣流當中製造一堆亂流. 雖然這種消音筒仍可視
為 '直通' 設計, 但它的回壓有可能比原廠的還大. 購買直通型消音器時, 最好選擇芯
管上打小圓孔的那種, 才會對馬力有幫助. 一個好的, 適當尺寸的直通消音器通常只會
使整個排氣系統增加1到2個psi的回壓. (譯者按, 有翻沒有懂, 百葉窗型? 長的啥樣子?
.... )
如Walker Ultra Flow, Thermal, A'PEX, Borla, Edelbrock or Magna Flow 都是不錯
的例子. 另像 A'PEX, Tanabe, GReddy 或 HKS也是.
另有一種老式的性能消音器過去流行過的, 就是Turbo消音器. 這是看起來像原廠型的
低阻回流型消音器. 在以往, 這些被視為高流量 消音器, 但現在都被打孔芯管的直通
型所取代. (譯者按, 有翻沒有懂, 這段不知啥意思.... )
近來一個潮流就是超大口徑尾管. 這對馬力沒啥幫助, 倒是能粧點你的車尾. 有些大尾
管上還附有共鳴芯, 更進一步使噪音降低個幾dB. 你可以在這邊看到他們的打孔芯管.
記住, 真的有用的東西才能贏得尊敬.
直通型消音器的一個缺點是比回流型的吵. 通常直通型消音器還需要一個小的副消音筒
或是共鳴筒來使噪音減低. 簡單說, 共鳴筒就只是另一個小一點的吸音消音器, 使中等
轉速下, 排氣共鳴聲不會讓人吵的很煩. 這個共鳴聲很不幸的是直通式消音器的特徵之
一. 共鳴筒的工作原理是藉著和主消音器間不規則的間隔來打破固定一個音頻的共鳴聲.
就像行軍經過橋樑時, 眾多阿兵哥的步伐必須打亂, 不能齊步, 不然橋樑可能產生規律
的共震而損壞. 通常是一個小的, 打孔吸音直通芯管式的消音器位在主消音器和觸媒轉
化器之間. (譯者按, 唉, 就是中段嘛, 講半天... ) 像主消音器一樣, 筒身越長, 吸
音效果越好. Walker Magnum Glass-Pack 就是一個很適於用作中段的消音器. 幾乎所
有預製的性能排氣系統都有個中段消音器.
當設計一個訂製排氣系統時, 一件很重要的事就是要讓它越安靜越好. 對某些人來說,
大聲的排氣聲浪也許很酷, 但是要記住, 吵鬧的排氣管只會讓你收到條子頒發的獎狀.
排氣 '管'
為了節省成本, 典型的原廠排氣管多半用小口徑、擠壓彎曲(crushed bent)的管子.
擠壓彎曲的管子大量生產時很容易製造, 但是它有可能使氣流量減少50%之譜. 一般路
邊典型的排氣管商店做的多半也是擠壓彎曲. 最好的排氣系統, 像一些名牌的預製排氣
管, 都是採用延軸彎曲(mandrel bends). 這是用一種特殊的機器, 把一條可以彎曲又
耐擠壓的通條或軸心塞入管中, 和管子一併加熱彎曲, 這樣管子在彎曲處就不會塌陷,
沿著整個路徑都保持相同的口徑. 想自己做彎管? 你可以向Burns Stainless, Kinsler
或 Bassin這幾家公司買到一些預製的延軸彎曲彎管.
[譯者按, 唉, 有沒有人來幫個忙, mandrel bend這個字眼在排氣管相關的文章中都能
見到, 但是實在不知中文的對應術語是啥.... 機械上應該是有個術語吧. 呃~ 其實概
念也很簡單嘛, 就像蓋房子水電配管時, 師傅常會用一根口徑略小於管子內徑的長彈簧
塞到PVC管中, 再用吹管加熱彎曲, 彎妥冷卻後彈簧再抽出來, 這樣子管子就不會在彎
曲處變小, 到時穿線才更順利, 這就是啦....]
有些自鳴得意的改車人士宣稱太大的管徑會有問題, 引擎需要一定程度的回壓才能正確
的運作. 呃, 雖然管徑不宜太大這點是對的, 但引擎需要回壓則否. 就像上面說過的,
排氣系統要保持最小的回壓, 才能減小引擎的pumping loss, 才能發揮最大的馬力.
太大的管徑造成的動力損失, 尤其在低轉速, 是因為大管徑內的氣流流速較小管徑的慢.
夠快的流速對改裝頭段的抽吸效應來說是一個必要的條件. (我們待會再詳談這部分)
簡單的說, 若排氣氣流流速夠快, 就能在排氣歧管的上游, 也就是排氣門附近, 製造一
個真空, 當排氣門開啟時, 就能有更佳的抽吸效應把廢氣抽出來. 這個效應在汽門重疊
時更形重要, 也就是進/排氣門同時開啟的時候.
若排氣管徑太大, 氣流就會慢吞吞的 '卡' 在管子裡, 頭段的抽吸效果就差了. 記住,
好的排氣系統是兼具低回壓和高流速. 唯一的例外是渦輪增壓或加裝笑氣的引擎. 在渦
輪增壓引擎上, 幾乎可說不可能有什麼管子叫太大的, 因為渦輪本身的效率就是依排氣
葉輪的進/出口之間的壓力差所決定. 一具渦輪增壓引擎實際排出的廢氣量可能是同cc
數na引擎的1.5到2倍之多. 配備笑氣的引擎, 廢氣量也很可觀, 同樣需要大口徑的排氣
管來取得適當的運作條件.
一些像HKS或Greddy這些公司生產預製的排氣系統, 它們多半在低回壓, 適當管徑,
和低噪音之間有不錯的平衡.
一些較新款的跑車本身也常常配備了很不錯的排氣系統, 所以換用高性能的改裝品,
動力的增益還不見得明顯. 例外是turbo車, 你通常能在其他部分都沒改的車上多出2到
10匹的馬力, 動力的增益通常在扭力峰值之前一直到紅線. 在改了頭段, 進氣, 凸輪軸,
汽缸頭拋光等改裝的車上, 若再加上一組好的排氣管, 就能得到更大的馬力增益.
因為turbo車對排氣回壓很敏感, 所以你可以期待更大的馬力增加, 尤其是把增壓調大.
一套暢通的排氣管還能讓增壓起來得更快. Turbo車通常可以增加8到30匹的輪上馬力,
能增加多少就看原廠的排氣管有多爛, 和增壓調高了多少.
無論你怎麼做, 不要在一般的車子上拿掉或掏空觸媒, 在新款的跑車上, 一體成型、
直通的三元觸媒轉化器通常都算是蠻暢通的, 頂多產生1到2個psi的回壓. 掏空的觸媒
筒事實上還有損引擎的出力, 因為一個空筒子會使氣流停滯不順, 使流動的氣柱縮短,
也使流速降低, 實際上帶來的效果就是低速扭力的喪失.
因為這些因素, 我們的某些改裝車上還因為裝了觸媒而多了些馬力. 當路上的車逐年增
加, 我們還是儘可能的為環境污染盡我們的一己之力. 在合法的賽車場上, 若為了壓榨
出最後一滴馬力, 觸媒是可以拿掉的, 但要用一根內徑相若的直通管, 而不是直接掏空
了事.
要把原廠的觸媒換成高流量的, 可以考慮Random Technology和Pace Setter, 他們有做
出入口管徑達3吋甚至更大的替換觸媒.
http://www.sportcompactcarweb.com/tech/9912scc_ssbbpart2_02_z.jpg
[圖說] 一些大馬力的原廠車上的頭段, 通常長的很像改裝品. 這個Integra GS-R的排
氣歧管基本上就像個4-2-1頭段的上半段. 即使如此, 一具設計良好的管狀頭段仍然能
多個幾匹馬力.
頭段
為什麼頭段的製作就像個充滿改車老手的無稽之談和迷司的競技場. 頭段能使引擎馬力
結結實實的多出一大段而幾乎沒有負面影響. 好的頭段最長於產生額外馬力, 同時是極
少數雙贏的改裝, 幾乎沒有負面的妥協. 這使得頭段的改裝成為任何一個認真改車的人
必改的項目.
為了空間, 成本, 和及早加熱觸媒, 多數的車就是配了個粗糙、鑄鐵的排氣歧管, 簡單
的說就是幾根短腿狀的分支接到汽缸頭, 再匯集起來就成了. 這對匯集熱量, 在冷車啟
動時迅速加熱觸媒很有用, 且在擁擠的引擎室裡很省空間. 但是, 這樣的歧管對引擎的
出力真是非常有害. 有些日系跑車採用了長的很像改裝頭段的鑄鐵歧管, 這當然聊勝於
無, 但說實在, 還早的很哩.
http://www.sportcompactcarweb.com/tech/9912scc_ssbbpart2_04_z.jpg
[圖說] 像這樣一個 4-2-1 的頭段一般來說會有較寬的動力帶, 只不過比起4合1的, 峰
值馬力小了一點.
頭段就是用幾段管子焊在一起形成的歧管, 最好是採用圓順的延軸彎管, 這樣在無可避
免的小轉彎處管子內徑才不會塌陷而變小. 各缸排氣道都要有夠長的獨立管道, 而不是
一下子就匯集到主排氣管. 等長, 或近乎等長的排氣道匯集到一處單一大管徑, 叫作匯
集管, 然後再導到主排氣管. 老式的說法是這些獨立的長管道能減少排氣壓力擠壓到隔
壁缸的排氣道造成的回壓, 這個回壓在汽門重疊時會使廢氣污染新鮮進氣, 所以能增進
馬力. 這個說法雖然一部份正確, 但並不是改裝頭段增進性能的主要理由.
頭段能幫助動力主要是靠共震調諧, 在汽門重疊的階段產生一個低壓反射波的脈衝.
(汽門重疊期間, 記得, 就是排氣行程末, 進氣行程初, 進排氣門都同時開啟了曲軸旋
轉幾度的時間. 現在你是不是希望你讀過了part 1?) 引擎設計師就是利用了這段汽門
重疊時間來幫助引擎呼吸得更順暢.
要運作的好, 頭段必須利用排出廢氣的慣性. 這個快速流動, 大量的高壓脈衝製造了一
個吸力, 能把廢氣吸出氣缸. 當活塞接近上死點並且速度慢下來時, 這個負壓力波能幫
助清空缸內殘存的廢氣....
http://www.sportcompactcarweb.com/tech/9912scc_ssbbpart2_05_z.jpg
在汽門重疊期間, 要達到最好的呼吸和盡可能吸入最多的新鮮油氣進入氣缸, 在低壓波
通過頭段管路時最好能保持一個低度的真空或是稀薄帶. 一個設計良好的頭段能利用聲
波的能量在排氣門附近保持低壓狀態.
http://www.sportcompactcarweb.com/tech/9912scc_ssbbpart2_06_z.jpg
[圖說] 4合1的頭段一般來說都只能在較窄的轉速範圍內發揮它最大的功效. 但就像其
他任何事情一樣, 總有例外. 這組AEBS的頭段照樣在低轉速範圍照樣能有優越的性能.
頭段的調校其實就很像管風琴的調音. 最佳的長度就是要產生一個基音頻率, 這個頻率
和廢氣壓力波從排氣門出來, 通過排氣頭段這段的時間相符合. 當排氣門開啟, 一股由
高熱膨脹的氣體發出的高壓脈衝大概有每秒300呎的速率. 這股高溫/高壓/高速的壓力
波有其質量和慣性, 能夠在這個脈衝之後拉出一個低壓稀薄區.
視引擎的不同, 這股脈衝會有5~15psi的正壓, 而其後的低壓稀薄區則是1~5psi的負壓.
而這個低壓稀薄區的產生是在高壓脈衝之後的數毫秒 (millisec.) 之後. 它能用來在
排氣行程末活塞接近上死點附近時吸出殘存的廢氣. 在排氣行程中, 這個負壓的產生及
它的時機和頭段管的長度/內徑息息相關. 就像風琴和其他管樂器一樣.
http://www.sportcompactcarweb.com/tech/9912scc_ssbbpart2_07_z.jpg
[圖說] 像這麼一個標準型的低成本匯集管仍可能保有一定程度的效率, 但怎麼說它總
是沒法像手工匯集管那麼暢通. 這類的匯集管若設計製造不當, 很可能會產生很大的排
氣阻礙.
當排氣門正要關閉, 進氣門準備開啟之際, 引擎就進入汽門重疊期. 汽門重疊時, 活塞
接近上死點, 速度慢下來, 並準備反向運動. 要把廢氣排乾淨, 此時排氣門附近就必須
要有一個負壓來幫助它吸出氣缸. 同時也騰出空間容納新鮮油氣的進入. 隨著這段高壓
的氣柱幾乎要脫離管道時, 排氣門附近的壓力又再度升高了.
當高壓高能量的廢氣離開頭段管路, 進入較大口徑的匯集管且開始擴散時, 會產生一個
反射脈衝聲波能量, 就像管樂器產生一個音符一樣, 很像管風琴. 這個反射音脈衝以音
速向後傳遞, 在高熱的廢氣中, 大概是每秒1100~1900呎. 這個音波反射倒是使得排氣
門看到的壓力稍微又高了一點. 然後這股壓力波又彈回到頭段管路的開口端. 如同廢氣
一開始噴出的那股脈衝, 這個反射音波也在它的高壓波前之後留下了稀薄區域, 也就是
低壓區. 若管道的長度和內徑適當, 這股反射波還有助於延長排氣門前低壓稀薄的時間.
倒是不用複雜的計算, 這有個大略的方針可以供你當作選擇頭段時的參考. 較短和較粗
一點的頭段管路較適於產生高轉速的馬力. 這和管路對反射波的基音調諧和排氣脈衝流
經管路的時間有關. 就像短笛, 比起單簧管, 是較高音的樂器. 越粗越短的頭段管越有
利於高轉速. 相反的, 較長, 管徑較細的管路就有利於較低轉速, 這是相同的道理. 凸
輪軸的設計和排氣凸輪的開啟時間對頭段的設計是很重要的一個因素. 一般來說, 排氣
門關的越晚, 頭段管就必須越短.
幾根頭段管相匯集的部分也很重要. 這個交會的部分, 我們稱為匯集管 (collector),
對整個頭段的功能來說是個重要部位. 它必須夠大到在聲學上對於上游管路來說能視為
一個開口, 這樣才能造成音波反射. 這個音波的反射能幫助廢氣的抽吸作用. 而它也必
須夠大到足以容納上游所有氣缸排出的氣流而不會造成過多的回壓. 通常這個匯集管頂
多就是把所有的上游管集中在一起焊成一個較大管徑的出口, 還不見得能和更下游的管
路順利連接. 設計良好的頭段, 會把點火順序為反相的兩缸合為一組, 這樣其一的排氣
回波才不會妨礙到另一個排氣的節奏. 點火順序相鄰的兩缸則以同樣的理由被隔開. 典
型的直四引擎用的頭段, 就是1/4一組, 2/3一組.
最佳的匯集管叫作合併匯集管. 這是兩管以平滑漸小的方式焊在一起, 然後才接到另一
個匯集處. 這樣精工打造的管子通常能有更寬的動力帶, 有時還會有更大的高轉馬力.
一般不太有真正的合併匯集管, 除非在真正的比賽用車上.....
目前市場上流行的頭段改裝, 多半是3-y型的 (就是4-2-1啦). 對一般街道用車來說,
4-2-1頭段應該算是最佳的選擇, 它對凸輪軸的設計較為寬容, 對其他的變因也是, 且
能夠有較寬的動力帶, 對日常行車來說較為實用. 3-y頭段, 就是因為兩組分支管各形
成一個y, 這兩個y再合成一個y, 進入同一根主排氣管, 所以就叫作3-y.
當廢氣到達第一個y型分支, 就會產生上面提過的反射波, 而再下去, 到第二個y型分支
時, 又產生一次. 第一個分支處產生的反射波因為是作用在反相的兩缸, 所以雖相對上
管道不長, 但相互的影響倒是不大. 而到了第二個分支造成的反射波, 和第一個的反射
波免不了會造成一些干涉現象, 造成波動的稀薄帶較弱, 但分布的頻寬較大. 所以能產
生較寬的動力帶.
這算是個妥協, 正因為能造成的稀薄帶較弱, 所以對氣缸的抽吸作用也較弱, 高轉時的
最大馬力也就不如4合1的頭段. 但, 雖作用較弱, 它卻能加寬作用的範圍, 所以很寬的
轉速區間中都能獲得好處. 相對的, 4合1的頭段, 只能在數百rpm的範圍內產生最佳效
能, 雖它發揮功能時, 作用很強, 所以最大馬力得以提昇, 但日常行車中低轉速下, 扭
力反而不如4-2-1. 所以, 要求高轉馬力的賽車, 就採用4合1, 而街道用車, 或注重中
段扭力的rally賽車, 最好採用4-2-1.
或者, 要選用注重中段調諧的4合1頭段, 這類頭段通常是分支管較長, 或管徑較細一些,
或兩者兼具. 這樣才不會顧此失彼.
一般街道用車的排氣系統, 一定要保留所有的排污管控裝置, 如O2 sensor, EGR裝置等.
這些裝置對大腳油門時的性能沒有負面影響, 卻能夠在低負荷時保持排氣的乾淨. 拔掉
這些東西對性能沒有幫助, 反而在大部分低負荷的行車造成空氣污染.
95年以後較新的車, 多半配備了OBDII, 拔掉這些排污管控裝置, 還總會出現故障碼.
這也是不合法的.
好的頭段能給你多出來5~15匹輪上馬力, 端看你原廠的頭段有多爛. 若你以一般的車速
平順行駛, 則可以得到較佳的油耗表現, 因為pumping loss變小了, 引擎負荷變小. 當
選購一般鐵管的製作的頭段時, 起碼要16 gauge的厚度, 最好有14 gauge厚 (號碼越小,
厚
度越厚). 耐熱防鏽的
陶瓷塗佈或者是不鏽鋼管能讓你用的更久. 另選擇厚一點的法蘭, 也能更耐用, 也較不
會發生變形漏氣的情形.
進氣系統簡單說就是個管道, 和空氣濾清器.
空氣濾清器是個重點, 因為它在進氣通道內造成最大的阻力. 原廠的濾紙型空氣芯, 阻
力尤其大. 最簡單的改裝就是原廠交換型的高流量空氣芯, 以減低進氣氣流的阻力, 如
K&N, 這類改裝能給你額外的 0~2 匹馬力.
這類改裝省錢方便, 但效果有限, 因為遷就於原廠空氣芯的尺寸, 表面積有限, 所以效
果不大. 若再加上原廠空氣箱太小, 或管道的轉角過多/尖銳, 而造成氣流阻力, 那就
幾乎沒啥性能上的增進了.
香菇頭
新型的車, 多半為了引擎能夠更安靜, 所以設置了進氣箱, 有些甚至在這空氣箱內設置
隔板, 以減低進氣聲, 但這對氣流順暢度實在有害.
一個開放式的香菇頭, 除了表面積大, 氣流的順暢度也較空氣箱好得多, 它的確會帶來
很大的吸氣聲, 但對某些人來說, 這倒是給引擎交響曲增添更加豐富的曲調
香菇頭的改裝, 多半會產生2~5匹的馬力增加, 伴隨著更大的吸氣聲.
進氣系統
最後, 就是進氣系統, 衝壓強迫進氣, 和冷空氣進氣系統. 多數進氣系統都會用上延軸
彎曲的彎管, 替換掉原廠阻力較大, 佈滿彈性皺折的橡皮管. 最佳的系統, 還要考慮管
道長度, 以產生壓力波的適當調諧, 來幫助進氣, 就像排氣頭段一樣. 多數都配備了
2.25~3吋管徑, 長度則是12~30吋...
有些系統還把管路延伸到下氣霸或保桿內, 以達到直接撞風或吸取冷空氣的效果. 真的
有用的撞風進氣, 能提供 1~3% 的馬力增加, 而冷空氣進氣系統, 則是進氣溫度每降低
10度, 就可以多1%的馬力...
綜合以上所有的條件, 好的進氣系統能增進4到15匹的輪上馬力, 這當然也要看它是怎
麼測量的 (對撞風進氣這種, 尤其是要看前進速度).
有件事要小心, 就是有些進氣系統雖有利於冷空氣直接灌入, 但是雨水一樣也是, 選購
此類套件時要注意這方面是否有妥善的處理.
調校的問題
若你的車有空氣流量計來監控噴由系統, 則上述的改裝多半不會有什麼問題, 流量計會
感知空氣流量, 而進行噴油的修正. 頂多是先把電瓶拔掉一下, 讓ECU的記憶消除, 再
接上後, 它就會自行重新學習新的噴油模式. 一般來說, 引擎在頭20分鐘就會越跑越順.
有一些其他的車則配置了一種叫作流速密度測量系統. Honda就是個主要的例子. 這些
車配備了歧管壓力感測器來讓ECU判斷該噴多少油. 不幸的是, 它是基於原廠的pumping
效率來計算流量. 當我們用上阻力較低的進氣系統, 它通常就無法做很有效的補償了.
然而, 這樣的情形可以加一個燃油壓力閥來調高供油壓力, 這樣就能補償較大的進氣量.
要獲得最佳的結果, 燃油壓力閥要在馬力機上調整, 才能調出最好的性能. 增加的燃油
和進氣通常會使缸壓增加, 這又增加了爆震的發生率, 所以有時也需要適度調小點火提
前角. 而配置了冷空氣進氣系統的車, 則可因為進氣溫度較低, 能容許較大的點火提前
...
以下列出一些大致通行的排氣管徑選擇法:
1500~2000cc 的引擎 2吋
2100~2500cc --- 2.25吋
2600~3000cc --- 2.5吋
若有加笑氣, 就各加半吋. tubo引擎, 2吋半是最低要求, 就算是小排氣量. 對2000cc或
更大的引擎來說, 3吋通常運作的很好. 你能找到的最大管徑 (3吋半) 則適於更大的增
壓引擎.
(全文完)
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吸、壓、爆、排: part 2
改善吸和吹, 或進/排氣
文 麥克 科急馬 (SkyRipper註: Mike Kojima, 麥克秀夫, 原作為日裔美人.)
上次我們討論過內燃機的機本原理, 也就是你的引擎蓋下的那種啦. 如果不麻煩的話,
你最好回頭看看那篇文章, 那些基本原理對我們這次要討論的主題很有幫助. (譯者按,
嗯, 4行程引擎的基本原理, 相信大家都很熟了, 所以part1不再翻譯 )
這次我們討論的範圍將涵蓋引擎進排氣系統運作的核心. 進排氣系統不只是最普遍的初
哥改裝項目, 它們也是最容易安裝, 也最便宜的改裝零組件. 同時也能算是你能買到價
益比最好的改裝品. 不像一些「死硬派」的改裝, 改進排氣通常對車的性能只會帶來最
少的負面影響, 通常不會全面的影響油耗, 排污和日常行路性. 正因為如此, 進排氣是
我們對剛踏入改裝不歸路的人最初的建議.
既然引擎是個空氣泵, 它的效率有很大的成分就取決於空氣有多容易進出汽缸. 空氣進
出氣缸的阻力, 我們就稱之為吸排損(Pumping loss). 顯然, 最少的阻礙就能減少Pum-
ping loss, 也就能釋放出更大的馬力. 同時, 就像使樂器發聲的聲學(音波)現象, 也
能在此發揮輔助氣流進入引擎的功效. 你準備好要用你的引擎奏出美妙的樂章了嗎?
我們現在就來檢視一下初哥的第一件改裝品.
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到在這些擠壓彎曲(crushed bend)處截面積就縮小, 還有那小的可憐的管徑, 和一些不
必要的彎曲. 而放在一旁A'PEX的排氣管, 一眼就能看出較大的管徑, 延軸彎曲(mandrel
bend)處管徑也不會縮小, 且在車底空間許可下盡可能做的直. 這個排氣管能使引擎多
輸出15hp, 還真多謝原廠差勁的設計.
排氣系統
排氣系統, 最簡單的說, 就是把引擎廢氣從頭段一路引到尾管排出車外的這些管子.
包含了觸媒轉化器和消音器. 排氣系統就是要包住這些吵雜, 高熱, 有毒的氣體, 然後
送到車屁股放出去. 若沒有排氣系統, 車會變的不可思議、令人痛苦的吵鬧, 且吐出可
能致命的毒煙, 污染我們的環境. 為防止這兩項反社會的現象, 排氣系統在排出廢氣之
前, 必須減除噪音, 且移除引擎燃燒產生的不良副產物.
在你車上原廠配的排氣系統, 在設計時並不是以動力輸出和酷炫外觀為第一考量, 而是
讓它盡可能的安靜, 撐過保固期, 且製造成本儘可能壓低. 當95%的市場都視這些為重
點, 原廠設計工程師自然不必要和那些要求性能的少數人站在同一邊. 改裝引擎的咆嘯
對我們這些人來說是美妙的音樂, 但市售車是設計來賣給一般社會大眾, 所以最後就調
校到安靜那一邊, 而犧牲了性能.
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消音器
排氣系統的關鍵部分就是消音器, 它就是在尾段使排氣聲安靜下來的筒子. 要使排氣如
大多數車主希望的那般輕聲細語, 典型的原廠消音器裡就必須要有錯綜複雜、如迷宮般
的氣流路徑, 這樣才能減慢氣流速率, 且冷卻高熱和脈動的廢氣. 它的內部有許多擋板,
使氣流在裡面反轉混合. 這樣對減除噪音有很大的貢獻, 但對引擎性能則否.
要產生最大的馬力, 排氣系統必須對排氣氣流保持最小的阻礙. 這些阻礙阻擋了廢氣吹
出引擎, 造成後來進入引擎的新鮮油汽被稀釋了(也就是說廢氣還有一部份留在汽缸內
和新鮮油汽相混合). 這當然就造成性能的下降. 若阻礙更大, 形成回壓, 引擎就要花
更大的力氣把廢氣排出汽缸, 這就是pumping loss的其中一個來源.
有些原廠的消音器可製造上達18psi 減損馬力的回壓. 而一個設計良好的排氣系統通常
只有2到6個psi的回壓. 舉個例子做比較, 一根未消音的直通管, 回壓是1~3psi.
要做到最小的回壓, 目前大多數好的高性能消音器都是所謂 "直通" 的設計. 這類消音
器藉由不鏽鋼綿和耐熱的陶瓷纖維來吸收掉排氣中的高音頻成分, 它們通常都有個 '直
通' 的芯, 就是一根直通管子上打了很多小孔, 聲波能穿過這些孔而被吸收, 氣流則幾
乎不受影響的通過. 你可以一眼 '看穿' 這類的消音器. 打孔的芯管是被玻璃纖維或更
高級的不鏽鋼綿包裹. 這樣的直通設計, 消音管越長, 排氣就越安靜. 而這長度通常不
影響回壓, 只是影響音量而已. 它的工作原理和槍枝用的滅音器是一樣的, 若槍枝的滅
音器會影響子彈的行進, 那你絕對會有麻煩了!
最好避免那種 '百葉窗' 型的消音筒芯, 許多老式的設計都受制於這樣的設計. 這種消
音器會產生不小的回壓, 它們杵在排氣氣流當中製造一堆亂流. 雖然這種消音筒仍可視
為 '直通' 設計, 但它的回壓有可能比原廠的還大. 購買直通型消音器時, 最好選擇芯
管上打小圓孔的那種, 才會對馬力有幫助. 一個好的, 適當尺寸的直通消音器通常只會
使整個排氣系統增加1到2個psi的回壓. (譯者按, 有翻沒有懂, 百葉窗型? 長的啥樣子?
.... )
如Walker Ultra Flow, Thermal, A'PEX, Borla, Edelbrock or Magna Flow 都是不錯
的例子. 另像 A'PEX, Tanabe, GReddy 或 HKS也是.
另有一種老式的性能消音器過去流行過的, 就是Turbo消音器. 這是看起來像原廠型的
低阻回流型消音器. 在以往, 這些被視為高流量 消音器, 但現在都被打孔芯管的直通
型所取代. (譯者按, 有翻沒有懂, 這段不知啥意思.... )
近來一個潮流就是超大口徑尾管. 這對馬力沒啥幫助, 倒是能粧點你的車尾. 有些大尾
管上還附有共鳴芯, 更進一步使噪音降低個幾dB. 你可以在這邊看到他們的打孔芯管.
記住, 真的有用的東西才能贏得尊敬.
直通型消音器的一個缺點是比回流型的吵. 通常直通型消音器還需要一個小的副消音筒
或是共鳴筒來使噪音減低. 簡單說, 共鳴筒就只是另一個小一點的吸音消音器, 使中等
轉速下, 排氣共鳴聲不會讓人吵的很煩. 這個共鳴聲很不幸的是直通式消音器的特徵之
一. 共鳴筒的工作原理是藉著和主消音器間不規則的間隔來打破固定一個音頻的共鳴聲.
就像行軍經過橋樑時, 眾多阿兵哥的步伐必須打亂, 不能齊步, 不然橋樑可能產生規律
的共震而損壞. 通常是一個小的, 打孔吸音直通芯管式的消音器位在主消音器和觸媒轉
化器之間. (譯者按, 唉, 就是中段嘛, 講半天... ) 像主消音器一樣, 筒身越長, 吸
音效果越好. Walker Magnum Glass-Pack 就是一個很適於用作中段的消音器. 幾乎所
有預製的性能排氣系統都有個中段消音器.
當設計一個訂製排氣系統時, 一件很重要的事就是要讓它越安靜越好. 對某些人來說,
大聲的排氣聲浪也許很酷, 但是要記住, 吵鬧的排氣管只會讓你收到條子頒發的獎狀.
排氣 '管'
為了節省成本, 典型的原廠排氣管多半用小口徑、擠壓彎曲(crushed bent)的管子.
擠壓彎曲的管子大量生產時很容易製造, 但是它有可能使氣流量減少50%之譜. 一般路
邊典型的排氣管商店做的多半也是擠壓彎曲. 最好的排氣系統, 像一些名牌的預製排氣
管, 都是採用延軸彎曲(mandrel bends). 這是用一種特殊的機器, 把一條可以彎曲又
耐擠壓的通條或軸心塞入管中, 和管子一併加熱彎曲, 這樣管子在彎曲處就不會塌陷,
沿著整個路徑都保持相同的口徑. 想自己做彎管? 你可以向Burns Stainless, Kinsler
或 Bassin這幾家公司買到一些預製的延軸彎曲彎管.
[譯者按, 唉, 有沒有人來幫個忙, mandrel bend這個字眼在排氣管相關的文章中都能
見到, 但是實在不知中文的對應術語是啥.... 機械上應該是有個術語吧. 呃~ 其實概
念也很簡單嘛, 就像蓋房子水電配管時, 師傅常會用一根口徑略小於管子內徑的長彈簧
塞到PVC管中, 再用吹管加熱彎曲, 彎妥冷卻後彈簧再抽出來, 這樣子管子就不會在彎
曲處變小, 到時穿線才更順利, 這就是啦....]
有些自鳴得意的改車人士宣稱太大的管徑會有問題, 引擎需要一定程度的回壓才能正確
的運作. 呃, 雖然管徑不宜太大這點是對的, 但引擎需要回壓則否. 就像上面說過的,
排氣系統要保持最小的回壓, 才能減小引擎的pumping loss, 才能發揮最大的馬力.
太大的管徑造成的動力損失, 尤其在低轉速, 是因為大管徑內的氣流流速較小管徑的慢.
夠快的流速對改裝頭段的抽吸效應來說是一個必要的條件. (我們待會再詳談這部分)
簡單的說, 若排氣氣流流速夠快, 就能在排氣歧管的上游, 也就是排氣門附近, 製造一
個真空, 當排氣門開啟時, 就能有更佳的抽吸效應把廢氣抽出來. 這個效應在汽門重疊
時更形重要, 也就是進/排氣門同時開啟的時候.
若排氣管徑太大, 氣流就會慢吞吞的 '卡' 在管子裡, 頭段的抽吸效果就差了. 記住,
好的排氣系統是兼具低回壓和高流速. 唯一的例外是渦輪增壓或加裝笑氣的引擎. 在渦
輪增壓引擎上, 幾乎可說不可能有什麼管子叫太大的, 因為渦輪本身的效率就是依排氣
葉輪的進/出口之間的壓力差所決定. 一具渦輪增壓引擎實際排出的廢氣量可能是同cc
數na引擎的1.5到2倍之多. 配備笑氣的引擎, 廢氣量也很可觀, 同樣需要大口徑的排氣
管來取得適當的運作條件.
一些像HKS或Greddy這些公司生產預製的排氣系統, 它們多半在低回壓, 適當管徑,
和低噪音之間有不錯的平衡.
一些較新款的跑車本身也常常配備了很不錯的排氣系統, 所以換用高性能的改裝品,
動力的增益還不見得明顯. 例外是turbo車, 你通常能在其他部分都沒改的車上多出2到
10匹的馬力, 動力的增益通常在扭力峰值之前一直到紅線. 在改了頭段, 進氣, 凸輪軸,
汽缸頭拋光等改裝的車上, 若再加上一組好的排氣管, 就能得到更大的馬力增益.
因為turbo車對排氣回壓很敏感, 所以你可以期待更大的馬力增加, 尤其是把增壓調大.
一套暢通的排氣管還能讓增壓起來得更快. Turbo車通常可以增加8到30匹的輪上馬力,
能增加多少就看原廠的排氣管有多爛, 和增壓調高了多少.
無論你怎麼做, 不要在一般的車子上拿掉或掏空觸媒, 在新款的跑車上, 一體成型、
直通的三元觸媒轉化器通常都算是蠻暢通的, 頂多產生1到2個psi的回壓. 掏空的觸媒
筒事實上還有損引擎的出力, 因為一個空筒子會使氣流停滯不順, 使流動的氣柱縮短,
也使流速降低, 實際上帶來的效果就是低速扭力的喪失.
因為這些因素, 我們的某些改裝車上還因為裝了觸媒而多了些馬力. 當路上的車逐年增
加, 我們還是儘可能的為環境污染盡我們的一己之力. 在合法的賽車場上, 若為了壓榨
出最後一滴馬力, 觸媒是可以拿掉的, 但要用一根內徑相若的直通管, 而不是直接掏空
了事.
要把原廠的觸媒換成高流量的, 可以考慮Random Technology和Pace Setter, 他們有做
出入口管徑達3吋甚至更大的替換觸媒.
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氣歧管基本上就像個4-2-1頭段的上半段. 即使如此, 一具設計良好的管狀頭段仍然能
多個幾匹馬力.
頭段
為什麼頭段的製作就像個充滿改車老手的無稽之談和迷司的競技場. 頭段能使引擎馬力
結結實實的多出一大段而幾乎沒有負面影響. 好的頭段最長於產生額外馬力, 同時是極
少數雙贏的改裝, 幾乎沒有負面的妥協. 這使得頭段的改裝成為任何一個認真改車的人
必改的項目.
為了空間, 成本, 和及早加熱觸媒, 多數的車就是配了個粗糙、鑄鐵的排氣歧管, 簡單
的說就是幾根短腿狀的分支接到汽缸頭, 再匯集起來就成了. 這對匯集熱量, 在冷車啟
動時迅速加熱觸媒很有用, 且在擁擠的引擎室裡很省空間. 但是, 這樣的歧管對引擎的
出力真是非常有害. 有些日系跑車採用了長的很像改裝頭段的鑄鐵歧管, 這當然聊勝於
無, 但說實在, 還早的很哩.
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值馬力小了一點.
頭段就是用幾段管子焊在一起形成的歧管, 最好是採用圓順的延軸彎管, 這樣在無可避
免的小轉彎處管子內徑才不會塌陷而變小. 各缸排氣道都要有夠長的獨立管道, 而不是
一下子就匯集到主排氣管. 等長, 或近乎等長的排氣道匯集到一處單一大管徑, 叫作匯
集管, 然後再導到主排氣管. 老式的說法是這些獨立的長管道能減少排氣壓力擠壓到隔
壁缸的排氣道造成的回壓, 這個回壓在汽門重疊時會使廢氣污染新鮮進氣, 所以能增進
馬力. 這個說法雖然一部份正確, 但並不是改裝頭段增進性能的主要理由.
頭段能幫助動力主要是靠共震調諧, 在汽門重疊的階段產生一個低壓反射波的脈衝.
(汽門重疊期間, 記得, 就是排氣行程末, 進氣行程初, 進排氣門都同時開啟了曲軸旋
轉幾度的時間. 現在你是不是希望你讀過了part 1?) 引擎設計師就是利用了這段汽門
重疊時間來幫助引擎呼吸得更順暢.
要運作的好, 頭段必須利用排出廢氣的慣性. 這個快速流動, 大量的高壓脈衝製造了一
個吸力, 能把廢氣吸出氣缸. 當活塞接近上死點並且速度慢下來時, 這個負壓力波能幫
助清空缸內殘存的廢氣....
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通過頭段管路時最好能保持一個低度的真空或是稀薄帶. 一個設計良好的頭段能利用聲
波的能量在排氣門附近保持低壓狀態.
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他任何事情一樣, 總有例外. 這組AEBS的頭段照樣在低轉速範圍照樣能有優越的性能.
頭段的調校其實就很像管風琴的調音. 最佳的長度就是要產生一個基音頻率, 這個頻率
和廢氣壓力波從排氣門出來, 通過排氣頭段這段的時間相符合. 當排氣門開啟, 一股由
高熱膨脹的氣體發出的高壓脈衝大概有每秒300呎的速率. 這股高溫/高壓/高速的壓力
波有其質量和慣性, 能夠在這個脈衝之後拉出一個低壓稀薄區.
視引擎的不同, 這股脈衝會有5~15psi的正壓, 而其後的低壓稀薄區則是1~5psi的負壓.
而這個低壓稀薄區的產生是在高壓脈衝之後的數毫秒 (millisec.) 之後. 它能用來在
排氣行程末活塞接近上死點附近時吸出殘存的廢氣. 在排氣行程中, 這個負壓的產生及
它的時機和頭段管的長度/內徑息息相關. 就像風琴和其他管樂器一樣.
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是沒法像手工匯集管那麼暢通. 這類的匯集管若設計製造不當, 很可能會產生很大的排
氣阻礙.
當排氣門正要關閉, 進氣門準備開啟之際, 引擎就進入汽門重疊期. 汽門重疊時, 活塞
接近上死點, 速度慢下來, 並準備反向運動. 要把廢氣排乾淨, 此時排氣門附近就必須
要有一個負壓來幫助它吸出氣缸. 同時也騰出空間容納新鮮油氣的進入. 隨著這段高壓
的氣柱幾乎要脫離管道時, 排氣門附近的壓力又再度升高了.
當高壓高能量的廢氣離開頭段管路, 進入較大口徑的匯集管且開始擴散時, 會產生一個
反射脈衝聲波能量, 就像管樂器產生一個音符一樣, 很像管風琴. 這個反射音脈衝以音
速向後傳遞, 在高熱的廢氣中, 大概是每秒1100~1900呎. 這個音波反射倒是使得排氣
門看到的壓力稍微又高了一點. 然後這股壓力波又彈回到頭段管路的開口端. 如同廢氣
一開始噴出的那股脈衝, 這個反射音波也在它的高壓波前之後留下了稀薄區域, 也就是
低壓區. 若管道的長度和內徑適當, 這股反射波還有助於延長排氣門前低壓稀薄的時間.
倒是不用複雜的計算, 這有個大略的方針可以供你當作選擇頭段時的參考. 較短和較粗
一點的頭段管路較適於產生高轉速的馬力. 這和管路對反射波的基音調諧和排氣脈衝流
經管路的時間有關. 就像短笛, 比起單簧管, 是較高音的樂器. 越粗越短的頭段管越有
利於高轉速. 相反的, 較長, 管徑較細的管路就有利於較低轉速, 這是相同的道理. 凸
輪軸的設計和排氣凸輪的開啟時間對頭段的設計是很重要的一個因素. 一般來說, 排氣
門關的越晚, 頭段管就必須越短.
幾根頭段管相匯集的部分也很重要. 這個交會的部分, 我們稱為匯集管 (collector),
對整個頭段的功能來說是個重要部位. 它必須夠大到在聲學上對於上游管路來說能視為
一個開口, 這樣才能造成音波反射. 這個音波的反射能幫助廢氣的抽吸作用. 而它也必
須夠大到足以容納上游所有氣缸排出的氣流而不會造成過多的回壓. 通常這個匯集管頂
多就是把所有的上游管集中在一起焊成一個較大管徑的出口, 還不見得能和更下游的管
路順利連接. 設計良好的頭段, 會把點火順序為反相的兩缸合為一組, 這樣其一的排氣
回波才不會妨礙到另一個排氣的節奏. 點火順序相鄰的兩缸則以同樣的理由被隔開. 典
型的直四引擎用的頭段, 就是1/4一組, 2/3一組.
最佳的匯集管叫作合併匯集管. 這是兩管以平滑漸小的方式焊在一起, 然後才接到另一
個匯集處. 這樣精工打造的管子通常能有更寬的動力帶, 有時還會有更大的高轉馬力.
一般不太有真正的合併匯集管, 除非在真正的比賽用車上.....
目前市場上流行的頭段改裝, 多半是3-y型的 (就是4-2-1啦). 對一般街道用車來說,
4-2-1頭段應該算是最佳的選擇, 它對凸輪軸的設計較為寬容, 對其他的變因也是, 且
能夠有較寬的動力帶, 對日常行車來說較為實用. 3-y頭段, 就是因為兩組分支管各形
成一個y, 這兩個y再合成一個y, 進入同一根主排氣管, 所以就叫作3-y.
當廢氣到達第一個y型分支, 就會產生上面提過的反射波, 而再下去, 到第二個y型分支
時, 又產生一次. 第一個分支處產生的反射波因為是作用在反相的兩缸, 所以雖相對上
管道不長, 但相互的影響倒是不大. 而到了第二個分支造成的反射波, 和第一個的反射
波免不了會造成一些干涉現象, 造成波動的稀薄帶較弱, 但分布的頻寬較大. 所以能產
生較寬的動力帶.
這算是個妥協, 正因為能造成的稀薄帶較弱, 所以對氣缸的抽吸作用也較弱, 高轉時的
最大馬力也就不如4合1的頭段. 但, 雖作用較弱, 它卻能加寬作用的範圍, 所以很寬的
轉速區間中都能獲得好處. 相對的, 4合1的頭段, 只能在數百rpm的範圍內產生最佳效
能, 雖它發揮功能時, 作用很強, 所以最大馬力得以提昇, 但日常行車中低轉速下, 扭
力反而不如4-2-1. 所以, 要求高轉馬力的賽車, 就採用4合1, 而街道用車, 或注重中
段扭力的rally賽車, 最好採用4-2-1.
或者, 要選用注重中段調諧的4合1頭段, 這類頭段通常是分支管較長, 或管徑較細一些,
或兩者兼具. 這樣才不會顧此失彼.
一般街道用車的排氣系統, 一定要保留所有的排污管控裝置, 如O2 sensor, EGR裝置等.
這些裝置對大腳油門時的性能沒有負面影響, 卻能夠在低負荷時保持排氣的乾淨. 拔掉
這些東西對性能沒有幫助, 反而在大部分低負荷的行車造成空氣污染.
95年以後較新的車, 多半配備了OBDII, 拔掉這些排污管控裝置, 還總會出現故障碼.
這也是不合法的.
好的頭段能給你多出來5~15匹輪上馬力, 端看你原廠的頭段有多爛. 若你以一般的車速
平順行駛, 則可以得到較佳的油耗表現, 因為pumping loss變小了, 引擎負荷變小. 當
選購一般鐵管的製作的頭段時, 起碼要16 gauge的厚度, 最好有14 gauge厚 (號碼越小,
厚
度越厚). 耐熱防鏽的
陶瓷塗佈或者是不鏽鋼管能讓你用的更久. 另選擇厚一點的法蘭, 也能更耐用, 也較不
會發生變形漏氣的情形.
進氣系統簡單說就是個管道, 和空氣濾清器.
空氣濾清器是個重點, 因為它在進氣通道內造成最大的阻力. 原廠的濾紙型空氣芯, 阻
力尤其大. 最簡單的改裝就是原廠交換型的高流量空氣芯, 以減低進氣氣流的阻力, 如
K&N, 這類改裝能給你額外的 0~2 匹馬力.
這類改裝省錢方便, 但效果有限, 因為遷就於原廠空氣芯的尺寸, 表面積有限, 所以效
果不大. 若再加上原廠空氣箱太小, 或管道的轉角過多/尖銳, 而造成氣流阻力, 那就
幾乎沒啥性能上的增進了.
香菇頭
新型的車, 多半為了引擎能夠更安靜, 所以設置了進氣箱, 有些甚至在這空氣箱內設置
隔板, 以減低進氣聲, 但這對氣流順暢度實在有害.
一個開放式的香菇頭, 除了表面積大, 氣流的順暢度也較空氣箱好得多, 它的確會帶來
很大的吸氣聲, 但對某些人來說, 這倒是給引擎交響曲增添更加豐富的曲調
香菇頭的改裝, 多半會產生2~5匹的馬力增加, 伴隨著更大的吸氣聲.
進氣系統
最後, 就是進氣系統, 衝壓強迫進氣, 和冷空氣進氣系統. 多數進氣系統都會用上延軸
彎曲的彎管, 替換掉原廠阻力較大, 佈滿彈性皺折的橡皮管. 最佳的系統, 還要考慮管
道長度, 以產生壓力波的適當調諧, 來幫助進氣, 就像排氣頭段一樣. 多數都配備了
2.25~3吋管徑, 長度則是12~30吋...
有些系統還把管路延伸到下氣霸或保桿內, 以達到直接撞風或吸取冷空氣的效果. 真的
有用的撞風進氣, 能提供 1~3% 的馬力增加, 而冷空氣進氣系統, 則是進氣溫度每降低
10度, 就可以多1%的馬力...
綜合以上所有的條件, 好的進氣系統能增進4到15匹的輪上馬力, 這當然也要看它是怎
麼測量的 (對撞風進氣這種, 尤其是要看前進速度).
有件事要小心, 就是有些進氣系統雖有利於冷空氣直接灌入, 但是雨水一樣也是, 選購
此類套件時要注意這方面是否有妥善的處理.
調校的問題
若你的車有空氣流量計來監控噴由系統, 則上述的改裝多半不會有什麼問題, 流量計會
感知空氣流量, 而進行噴油的修正. 頂多是先把電瓶拔掉一下, 讓ECU的記憶消除, 再
接上後, 它就會自行重新學習新的噴油模式. 一般來說, 引擎在頭20分鐘就會越跑越順.
有一些其他的車則配置了一種叫作流速密度測量系統. Honda就是個主要的例子. 這些
車配備了歧管壓力感測器來讓ECU判斷該噴多少油. 不幸的是, 它是基於原廠的pumping
效率來計算流量. 當我們用上阻力較低的進氣系統, 它通常就無法做很有效的補償了.
然而, 這樣的情形可以加一個燃油壓力閥來調高供油壓力, 這樣就能補償較大的進氣量.
要獲得最佳的結果, 燃油壓力閥要在馬力機上調整, 才能調出最好的性能. 增加的燃油
和進氣通常會使缸壓增加, 這又增加了爆震的發生率, 所以有時也需要適度調小點火提
前角. 而配置了冷空氣進氣系統的車, 則可因為進氣溫度較低, 能容許較大的點火提前
...
以下列出一些大致通行的排氣管徑選擇法:
1500~2000cc 的引擎 2吋
2100~2500cc --- 2.25吋
2600~3000cc --- 2.5吋
若有加笑氣, 就各加半吋. tubo引擎, 2吋半是最低要求, 就算是小排氣量. 對2000cc或
更大的引擎來說, 3吋通常運作的很好. 你能找到的最大管徑 (3吋半) 則適於更大的增
壓引擎.
(全文完)
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