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摩托排气管的轰鸣之道

作者:哈罗摩托  2016-6-1 8:11:00

排气不仅仅是看上去的一根铁管加个尾巴这么简单。一根好的排气是可以左右摩托视觉、听觉、性能的神奇物体,但如果你不了解它又如何可以透彻的享受它?

所以跟着大大的步伐,今天给各位聊聊排气的“轰鸣之道”。好久没码字,今天都是干货,咱们现在开始。

原理篇

想讲排气必须从发动机开始,现在的四冲程发动机做工分为四步:吸气、压缩、燃烧、排气。

引用一个汽车发动机的图给大家形象的说说。

首先打开进气门,新鲜的气体随着汽缸的下行从进气门吸入汽缸。之后关闭进气门,开始压缩,和点火做功过程,最后排气门的打开,汽缸上行,废气被从排气门排出,就此完成一个周期。

但这就像你看着屏幕上的苍老师,现实中却牵着罗玉凤一样,所谓理想状态的燃烧还是要经过现实的考验才行,不然都是白扯。

所以,现实的发动机做工中我们这里要引入两个概念,一个是“气门交叠”,一个是“二次吸入” ,非常重要,建议多看几遍,学会了出去装个技术逼神马的还是好用的。

气门交叠”说白了就是接力赛跑,为了提高交接效率,上一棒快交接的时候,下一棒已经开始跑动起来,增加接力棒传递的顺畅程度,在发动机做工的四个阶段里,排出废气的过程还没有进行完毕的时候,进气门已经打开了准备接棒吸气,就是这么简单的设定可以保证进气的充分,否则发动机进气很不充分,燃烧效率低,而且低扭差。

气门交叠的必须,就会导致,排气过程,活塞接近最上端的时候,最后的那一口废气,被同挤出排气门排出的同时,也有一部分被挤出进气门进入进气道了(因为发动机一个仓有两个口,一排两个口都出气,如上图所示)

这样再接下来的进气过程中,实际是又把刚才最后挤出去的一口废气,吸了回来,之后便吸入新鲜的空气了,大大管这个过程叫“二次吸入”。

那“二次吸入”的好处是什么呢?

我们都知道,转速越高燃烧温度越高,燃烧越好。低转速的发动机燃烧肯定是不充分的(意思是该烧的能量没烧完,可以继续烧,而且最后这口废气其实是相比新鲜的汽油更容易点燃的可燃物。)

因此“二次吸入”好处就显而易见的,就是低转速省油!因为没燃烧的可以再次利用!而且动力强(扭矩强 ),因为这部分废气更好点燃!

就像烧烤中会用到的木炭,一定比你新砍来的木头好烧是一个道理。

反之,高转速下燃烧效率是很好的,所以废气中只有很少的未完全燃烧的可燃物。所以这时候气门交叠就成了反作用。因为燃烧充分,那“二次吸入”的废气成了不可点燃的累赘,反而会降低高转速的功率,降低燃烧效率。

好了,讲完发动机我们可以来说排气了。

发动机排气需要经过哪几个部分呢?

1.排气歧管(最接近发动机的部分,与每缸的排气孔连接)。

2.三元催化器(在排气歧管之后,负责将有害气体进行转化)。

3.排气中段(减少共振与降低噪音)。

4.排气尾段(负责消音)。

这里大大给你说个概念叫“回压”。稍微有点机车汽车知识的都不陌生这个词,也有叫做“背压“的,都是一个意思。

简单说,发动机排出的气体在通过管道排出过程中遇到的阻力,就是”回压“。

回压大,排出阻力就大,排气效率就低,适合中低转速下发力;

回压小,排出阻力就小,排气效率就高,适合中高转速下发力。

那什么决定了“回压”的大小呢?

1.排气管内壁的光滑程度

2.排气管的弯曲造型程度

3.排气管中结构复杂程度

都会决定回压的大小,而我们摩托车的排气也都是通过改变上面这些变量,来塑造不同性格的排气,我们一个一个来说。

材质篇

内壁的光滑程度主要依靠材质的选择来解决,这里大大就直接把摩托车排气管的材质科普一下。

普通钢铁质排气管

1.不耐用,久了里面就会慢慢脱层,形成排气阻塞,造成排气不畅顺而使油耗增大,并且消音器外皮容易形成漏点。

2.重量大,不利于摩托车轻量化。

不锈钢制品排气管

1.具备细致、轻量、耐热、耐腐蚀等特性

2.管壁较薄的它可以减轻排气管路重量!同时经久耐用,美观大方,可正常使用5年以上。

3.不锈钢排气管的耐热性好,若是钢铁质的歧管容易发生裂损的情形,就算厚度很厚也一样,但不锈钢制品就不致受到影响(仅表面泛黄),除非是焊接不良。

钛合金排气管

极致的轻量化,只有不锈钢的一半重量

更薄的管壁让声音更加犀利,原始。

外观极致精美犹如艺术品,高温烧蓝十分漂亮。

贵,真尼玛贵!

造型篇

我们知道气体的流动,在直线的管道当中肯定是最快的。每增加一个转弯,都会一定程度上影响气体的流速,所以,你看上面两台车,从弯曲程度上就能基本分别“回压”的设定大小了。

结构篇

看完造型我们再来聊聊结构,对每台市售摩托来说,出厂都有头段排气歧管(也叫芭蕉),会带有中段三元催化,和尾段消音鼓。

而头段和中段每款车特性都相差不大,而尾段则各有各的特色,所以我们重点来说下尾段的结构区别。

回压排气

此种设计比较有意思,所以拿出来另外一提。虽然两支气流导管有相连接,也有相通,可是在导管的末端,却依然还有开口,能够让气流于容积室内循环一番再流入,让原本于气流导管内所流动之气流与之结合,且其中也或多或少添增了隔板的设计,让整体的回压上也有所差异。

此种设计是将气流导向管壁,经过撞击与循环的过程之后,接著进入到第二段的气流导管,或许中间有参杂隔板,也或许没有,此种排气管其实可以算是最初阶,也是最基础的回压管形式,单纯的依靠气流的自行扰动而产生轻微的回压。

此为回压管设计示意图,中间共有三段的隔板,并由四支气流管道作为连接,当气流从最右边的管道进入之后,并不见得完全将气流带到第二段隔板室内,而第一段管道中,其实也有旁通气孔可以溢散气体,让气流在管壁内撞击,然后从第二段管道进入,第二段管道也直接将气体带到第三段管道中。而二段容积室内的气体,也会从长管道与短管道中流入,第三段容积室内的气体也会进入最长的管道之中,最后排出尾段。

此种设计也可以算是结合了两种基础回压管制作而成,让下方的气流导管将气流导向管壁,经过撞击与循环后,回到上方气流管的后段之中,而上方气流导管的前段虽然与后段也有相连接,可是却也与容积室相通,让多方气流扰动之后,再结合于一起,造成更大的回压。

直通排气

此种为全直通管,完全不管回压如何的设计手法,纯粹追求最高效能的引擎输出,但是此种形式的减音效果也最差,因此各家厂商在治作此种管的时候,会在外层包覆消音棉,让声音能够受到阻隔。

至于内胆的孔径大小、排列方式、密度、材质、以及消音棉的耐温系数,皆因各厂之设计理念而有所差异。

半直通

此为偏重于直通型,却带有一点点小型回压的排气管剖面示意图,当气流撞击到第一段的锥形导管后,顺势往中央流去,然后再经过中间更小的导管挤压到后段容积室。气体于管壁中持续撞击与扩散,最后再由后方的出口排出,也或许后段会做得稍微大一些,让气流有更大的空间可以扰动,直通效益更为明显。

此种与前者也是类似形式,只不过直通的空间并没有前者那么大,且也没有第二段的气流导管更偏向于完全直通的形式。气流单纯只经过第一个阶段的锥形导管,随即释放在第二容积室内,经管壁轻微的撞击之后,即排出尾段,设计出此一形式内裡的都会认为这样的情况能够给予轻微的回压,以防止气流逆冲而烧毁气门,但也能压榨出引擎在高转时期的最大马力。

半直通+半回压

此种为半直通与半回压都有的形式,首先让气流穿过弯状的气流导管,然后在第一段容积室内碰撞之后,再流入第二段的弯状气流导管,并导入第二段容积室内,然后直接排出。在第二段容积室当中,也是处于直通的设计,让前段经由挤压的气流,依然能够有所扩张然后排出。

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