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玩车必知:机车排气知识


人需要气管和鼻孔才能存活,摩托车需要正常换气才能跑得更猛,摩托车的排气系统是决定车子是否能正常运行的重要一环,没有合理的排气就不会有迅猛的动力。摩托车的排气系统主要由排气管、消音器、触媒转换器及其他附属元件构成。

一般量产市售车的排气管材质大多为铁管,但在高温及湿度的反复作用下容易氧化生锈。而排气管属于外观部件,所以大都在表面喷上耐热的高温漆或者电镀。但是无行之中也增加了重量

一、摩托车排气管分类及特点:

(1) 一般原厂管:也就是铁管

(2) 回压管:(和原厂一样比较环保) 跟原厂的原理一样,但是声音会比原厂好听原厂车大多都采用这种管主要是靠管内的格板消音器或管子的容积变化来产生一种会返回汽缸的压力,当发动机点火后,活塞开始径行动力行程,而排气门会在活塞到达下死点前就会打开。这时,管内的回压会挡住废气冲出,让混合气能够达到完全燃烧。但回压过强,会造成废气无法完全排出汽缸,造成废气与混合气伊起燃烧降低燃烧效率...当然最直接的就是引响马力输出

优点:噪音小,低速扭力佳 缺点:高速时废气无法快速排出,引响引擎动力输出 音量:低 (一颗星)

(3)半回压管:当然...这种管子回压的力量较低,排气的顺度比回压管好 简单的说,他是介于回压管与直通管之间 有适度的回压来取得起步扭力 排气顺度比回压管佳,当然中高转速扭力也比回压管大 优点:起中尾速扭力表现不错 缺点:噪音偏大(二颗星) 音量:较大


(4)直通管:加速性会比回压管好,但是最大的缺点是非常的吵,吵到会让"警察杯杯"来追你 回压极低,排气无阻力,低转速扭力较差,中高转速扭力较大 优点:排气顺畅,高转速扭力强 缺点:低转速软力,噪音大(有人说容易烧坏汽门不知道是不是真的) 音量:超大...(四颗星)


(5)半直通管:其实半直通管跟半回压管是一样 只是排气口径比半回压管来的大 优点:起步扭力较半回压低,但中高转速扭力大 排气管的类型

S鼓:提升中低转速扭力,起步快。爬坡有力。声音低沉,在90分贝左右的时就不会牺牲高转速的马力,主要延长三废的形成来达成动力提升的作用。(缺点:高转速时有共振声,对高转速马力就没有多大的提升),S鼓用于2.0以下排量的发动机。


内回压:根据本身车的特性专用设计的。提升中低转速扭力,声音不吵。无共振声。在高转速时没有共振声的,而且提速快。(声音与S鼓差不多,有些车型不能装S鼓,只能装内回压。)


G型:用于2.0以上大排量发动机的,通过3次回压达到降低声音的作用,延长了气流的形式。跟S鼓相近。声音在90分贝左右xiex。提升中低转速扭力(S鼓用于2.0以下小排量车。G鼓用于2.0以上大排量的车)

直排:提升高转速的马力,中低转速扭力就没有多大的提升。比较适合长时间跑高速和赛跑道。声音在100分贝左右。比较吵。


Y型:提升中低转速扭力。声音吵。95分贝左右


街鼓:提升马力和扭力的,音质也相当讲究,鼓身完全为了增加马力兼降低音量而设的,完全可以在行街与高速行走任选择,整段排气采用日本最流行的渐次放大的设计式样,47mm-63mm-76mm,63mm与76mm间用回压管接驳后,更能发挥引擎的潜能,声音在90分贝左右,平衡了油耗加速反应,动力提升,街鼓成为了理想的街道行走之喉,(街鼓外观好看,是烤黑漆的,车性能方面是很不错,)

M鼓:可变回压设计,根据转速的高低来调节回压的大小,在高转速时没有共振声,,当发动机在低速的下,气体流动速度就慢,通过调节阀的速度就会变慢,产生真空小抽吸力就小,单位时间里存储的废气回压就大。当发动机在高转速下时,气体流动速度就快,通过调节阀的速度就会变快,产生真空大,排除的废气多,高转速的排气顺畅。达到提升扭力的同时也提升马力的效果,(全转速动力)高转速在85分贝左右,是在目前国内按国外设计理念展现最为明显和有动力提升的排气管,在2500-3000转的时候声音就发出来了,又在4000转的时候声音又静下来了。


HKS型:是直排带回压的,提升中低转速扭力和高转速马力。声音比直排的小,比回压的大,比较清脆。

二、接下来说明其工作原理和功能:


集合管

四冲程多缸发动机大多采用集合型式排气管,就是将各缸的排气管集结,再由一支尾管排出废气。以四缸车举例,通常用4 in 1的型式,优点不仅是可以扩散消音更可以利用各缸的排气惯性提高排气效率来增加马力输出。但这一效果只能在某个转速范围内有明显的发挥。因此必须从骑乘的需求目的来设置集合管实际发挥发动机马力的转速区域。早期多缸摩托车的排气设计均采用各缸独立的排气系统。以此避免各缸的排气干涉,利用排气惯性与排气脉冲来提高效率。缺点是:在所设定的转速范围以外,扭力值下降比集合管更多。这是独立排气系统被集合管取代的最大之原因。

排气干涉

集合管在整体上表现优于独立管,但在设计上要有更高的技术含量。来降低各缸的排气干涉。通常做法是先把点火相对缸(1~4。2~3)的两支排气管集中在一起,再集合两组点火相对缸的排气管。就是4 in 2 in 1型式。这是避免排气干涉的基本的设计方式。理论上4 in 2 in 1比4 in 1要更有效率,外观上也不同。但实际上两者的排气效率区别很小,因为4 in 1的排气管里有导向隔离板,所以使用效果区别不大。不管是怎样设计都是为了使发动机有更大的马力输出和更宽广的动力范围。

排气惯性

气体在流动过程中具有一定惯性,排气惯性比进气惯性来的大。因此可以利用排气惯性的能量来提高排气效率,在高性能发动机上排气惯性具有很大的作用。一般人认为废气是在排气行程时由活塞推挤出去的,当活塞到达上止点时剩余在燃烧室的废气便无法被活塞挤出。这种说法是不完全正确的,当排气门一打开,大量废气以很高的速度喷出排气门。这时的状态并不是由活塞推出,而是在压力下自行喷出的。废气以高速进入排气管后,立刻膨胀减压。这时后面来不及靠压力喷出的废气,会来不及填充与前方废气之间的空间。因此在排气门后面会形成部分负压状态。而负压会把剩余的废气完全抽出,如果这时进气门打开,也可以把新鲜混合气吸入缸内,这样不仅提高了排气效率也提高了进气效率,进排气门同时开启时,曲轴移动的角度称为气门重叠角。之所以设计气门重叠角,是要利用排气时产生的惯性来提高气缸里新鲜混合气的填充量。以此提升马力和扭力输出。不管是四冲或两冲,在排气时都会产生排气惯性和脉冲。只是两冲车进排气机构与四冲车不同,必须配合排气管的膨胀室才能发挥最大作用。

排气脉冲

排气脉冲属于压力波的一种,排气压力在排气管里传导形成压力波,利用其能量可以提高进排气效率。正压波与负压波能量一样,但方向相反。

压力波

当废气经过不同横截面空间时会产生压力差形成压力波。最大压力波形成在排气管末端,压力波产生后来回传导于排气口与排气门之间。反射次数越多能量逐渐减小,直到新的压力波产生。为了利用压力波,排气门开启时间很重要。如果在排气门开启时正好产生负压,就能提高排气效率。为了改变负压波到达时间,必须考虑排气管长度。因为压力波的传导速度不变。排气脉冲与排气惯性的速度不同,很难用同一固定长度的排气管来获得这两种能量的优点。发动机连续运转下排气脉冲产生数次重叠。有干扰现象。其效果低于排气惯性。因此以排气惯性为首要因素来设计排气管长度。

进入集合管的废气因流动惯性而对其他未排气管路产生抽吸作用。相邻管路的废气被吸出。这种现象可以利用来提高排气效率。一缸排气结束,接着就是另一缸排气开始。以点火相对缸作为分组标准合并排气管。再集合另一组排气管。形成4 in 2 in 1型式。利用抽吸现象帮助排气。

消音器

发动机排出的高温高压废气如果直接排放到大气里,气体会急速膨胀产生很大的噪音。所以要有冷却消音的装置。消音器内部有许多消音孔和共鸣室。内壁有玻璃纤维吸音棉,以便吸收震动、噪音。较常见的是膨胀型消音器,其内部一定要有长短室。因为消除高频音需用短筒型膨胀室。消除低频音则用长筒型膨胀室。如果只用相同长度的膨胀室,只能消除单一音频,分贝虽然降低,却不能产生人耳可接受的音色。毕竟消音器的设计要考虑到发动机排气声浪能否被消费者接受。


触媒转换器

以前的机车没有装配触媒转换器,而现在汽车、摩托车数量剧增,废气对空气的污染非常严重。为了改善尾气污染便有了触媒转换器。早期的二元触媒转换器只将废气里的一氧化碳、碳氢化合物转换成二氧化碳和水。但排放的废气里还有氧化氮这种有害物质,只有经过化学还原才能转换成无毒的氮和氧。因此在二元触媒中添加了还原触媒剂--铑。便是现在的三元触媒转换器。我们不能再一味的追求性能,而不顾生态环境。因为地球只有一个。

两冲程-束波回压谐振消音器

集合管几乎都用在四冲程车上,那能否用在多缸两冲车上呢?答案是不行的。虽然两冲发动机、四冲发动机都是往复式内燃机,但进排气机构有很大不同。两冲车用气缸上的进、排气口进行进排气的循环。不同四冲车那样有明显的进、排气冲程。所以两冲车在排气管里设置膨胀室来提高新鲜混合气的填充效率。为了充分发挥膨胀室的功能,各缸必须有独立的排气系统。某些双缸、多缸两冲车会共用膨胀室,这是为了减轻排气管重量,里面有隔板来隔开各缸的膨胀区,各缸的膨胀室都还是独立的。


膨胀室

两冲发动机排气口的关闭由活塞控制,开启时间和出口大小直接影响发动机性能。在有限的条件下,排气口的设计、配置便很困难,进入气缸的新鲜混合气也很容易从排气口流失。造成填充量不足,使马力下降。所以在排气管里设置膨胀室,用其功能来充分抽出气缸内废气,并且将进到排气口里的新鲜混合气反充填到气缸里。当活塞下行开启排气口时,废气从排气口冲出,由排气管前段经过扩散区再进入到膨胀室内,因为空间变化造成压差,废气速度减慢并充填膨胀室。直到产生足够的压力,废气向膨胀室后面的收敛区移动。经过收敛区进入排气尾管排出废气。当废气流经收敛区时,压差又开始产生。产生压力波往反方向回传,排气口处的新鲜混合气遇到压力波时便被反推回气缸。这时活塞向上移动关闭排气口,压力波又被反射,有助于排出剩余的废气。因此两冲车排气管膨胀室的好坏直接影响其性能。

三、改装消音器需要用到的材料:

钛合金

钛合金具有高强度轻量的特点,用来制造排气管可以减轻车重。使骑乘感大为改变,所以竞技车辆多数采用钛合金排气管。随着使用率增加,价格不像以前那么高,一些原厂车就配备钛管。

钛管的颜色

钛合金排气管另一个特点就是它多种多样的颜色,它本身是银色,为什么有这么多颜色变化呢?原因就在钛合金表面的氧化皮膜。经过高温加热促进氧化后,皮膜变厚,光线经过折射产生了颜色的变化。皮膜由薄到厚,颜色分别是:金、棕、蓝、黄、紫、绿、黄绿、粉红。400度左右由金色转为蓝色。500度左右是紫色。600度时变为淡紫色。要做出其他颜色就要进行阳极氧化处理。将钛合金接上正电,放入电解液中。以电压高低控制氧化皮的厚度,这样可以做出更多的色彩。

碳纤维

碳纤维是由压克力树脂与碳素加工后形成的纤维。具有很高的抗拉强度,毕竟只是由纤维组成,只有在横向受力时才能发挥作用。因此在排气管中只能用在尾段部分,比一般金属尾段更具防烫效果。

不锈钢

这是一种具有百年以上历史的合金,主要合金成分是铬。在钢材表面形成一层氧化层,保护钢材不再继续氧化。不锈钢耐腐蚀不具磁性,强度韧性好、易加工。是制作排气管的好材质。在改装排气管中以不锈钢数量最多。

四、改装消音器需要用到的制作公式:

1:头段。

横截面大于气缸排气口10~15%

长度是其直径的6~8倍。

2:扩散锥。

7~10度。陡峭=束波尖锐。平缓=平滑。

3;膨胀室。

长度决定回转时间,回波压力。回转时间短有利高速。

4:收敛锥。

14~20度。陡峭 =尖锐 。平缓=平滑。

5:尾管。

其直径为头段直径的0.58~0.62倍。长度为直径的12倍。

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