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改裝排氣損失低扭怎么辦?論改裝排氣對扭矩的影響

2017-05-15
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  對于不少初次接觸改裝的車主來說,不少人都會改裝排氣,畢竟改裝排氣不僅能獲得動人的排氣聲浪,而四出、雙出的排氣看起來也更運動。也因此改裝中尾段排氣是目前較為常見的做法。不過對于這類改裝車主來說,最頭疼的就是改裝排氣后發現低扭損失了不少。這是為什么?而這種情況該怎么辦呢?

  什么是排氣


  汽車發動機排氣系統由排氣歧管、排氣管、催化轉換器、排氣溫度傳感器、消聲器和排氣尾管等組成。而排氣就是車輛“吸、壓、爆、排”周期的最后一個沖程,也是影響下一個周期“吸”的關鍵,一般情況下,原廠會考慮成本、排放標準、環保法規和排氣聲浪等因素而使用大尺寸的排氣尾鼓、較彎曲的排氣走向,以及較差的材質來制造原廠排氣管,也因此引擎輸出往往受到影響,排氣聲浪也隨之大打折扣,此刻的排氣沖程就需優化升級。

  為什么改裝排氣

  可能是不少車主最初開始改裝排氣是為了那個“聲浪”還有造型,而只有一部分車主是為了提高性能。而這里要將的就是改裝排氣對性能有什么影響呢?

  排氣改裝常見的幾種做法

  一、改裝消音器,變成直通管或者改變消音器結構。二、增加排氣管徑,提高排氣效率。三、拆掉三元。而這三種改裝方法都會降低排氣被壓,而因為排氣本身功能就是減震,排氣通暢了,就是減震功能弱了,聲音自然的大了。而這里就要開始接觸第一個知識要點了,那就是回壓。

  什么是回壓?

  通俗一點來講,回壓就是用來衡量尾氣排出阻力的指標。因為由于排氣系統歧管、連接管、消聲器等的壁面并不是完全光滑的,所以排氣在排除的時候會與之發生摩擦,也就產生了助力,加上管徑的大小、造型也會對阻力產生影響,所以阻力也會越大,因而回壓也越大。

  回壓對發動機性能的影響?

  我們知道當物體受到阻力的時候,需要用外力來克服阻力,例如當撐傘逆風行走的時候,會感到很費勁,需要用很大的力才能正常往前走。尾氣要順利地排出排氣管,也需要消耗發動機產生的一部分能量。可能看到這里有人會說了,既然這樣,改裝排氣提高了排氣效率,也就是我們常說的聲音變大,為什么反而會出現低扭損失的情況呢?這里就要衍生出第二個知識點了,那就是“氣門交疊”的概念,

  什么是氣門交疊?

  首選,發動機進氣和排氣一次的周期里面是有時間間隔的,而轉速越低,間隔越長。例如當某4缸機轉速為1200轉/分鐘時,相鄰兩次排氣的時間間隔約為0.1秒。如果排氣回壓過小,進入排氣系統的尾氣大部分可以在這0.1秒的時間內順暢地排出,此時排氣歧管處的氣體壓力就會明顯低于發動機氣缸內氣壓,而氣壓差導致產生了從發動機氣缸至排氣管方向的吸力。

  同時,發動機的進排氣過程在時間上是有重疊的,也就是排氣閥門還未關閉,進氣閥門已經打開,部分進入發動機氣缸的燃油混合氣被氣壓差吸力從排氣閥門隨尾氣一起進入排氣管排掉,這部分燃油損耗直接導致了發動機低扭的降低。細心的網友會再問,為什么發動機高轉速時,吸力不會將燃油吸走排掉呢?這是因為發動機高轉速時,相鄰兩次排氣的時間間隔短,高轉速時產生的大量廢氣無法在短時間內順暢地從排氣管排出,導致排氣歧管處的壓力和發動機氣缸內的壓力相當,因此不會形成較大的壓力差,從發動機氣缸至排氣方向的吸力也就不大,不足以吸走進入發動機氣缸的燃油混合氣。

  氣門交疊對發動機性能的影響?

  “氣門交疊”簡單的來說就是指發動機進氣門和排氣門處于同時開啟的一種狀態。首先“氣門交疊”它是為了保證進氣的充分而必須設計的,否則發動機進氣很不充分,燃燒效率低,而且低扭差。而在排氣還未完成的時候,進氣門已經打開了。這既是讓進氣門提早打開,讓汽缸瞬間達到上止點之后開始吸氣的第一時間,保證進氣門已經是打開的,待命狀態。這個進氣門早開,與排氣門都處于打開狀態,就叫做氣門交疊。而在氣門交疊環節中,活塞接近最上端的時候,最后的那一口廢氣,被同擠出排氣門排出的同時,也有一部分被擠出進氣門、進入進氣道了(這也是怠速為什么容易臟節氣門的原因)。

  排氣改裝對扭矩的影響原因

  而相信看這里,大家也就知道為什么改裝排氣會造成低扭的損失了,因為改裝排氣對回壓的影響,也就影響到了“氣門交疊”,而在汽車低轉速的情況下,因為排氣都被更快的排出去了,這就導致了那最后一口未燃燒充分的廢氣也被排走了,發動機只好使用新的燃料,這就造成了低扭的損失。當然,這種情況高轉速燃燒更好了,高轉速功率扭矩提升。所以改裝排氣更多講究的是對氣門交疊的原理影響。

  有什么辦法改裝排氣不影響低扭嗎?

  相信大家都希望說有沒有那種,能可以兼顧低轉速時回壓高和高轉速時回壓低呢?而這就是目前比較流行的閥門排氣了,簡單的說就是在排氣管路上加裝一個可調節的閥門,根據閥門開啟和關閉來控制排氣回壓。

  這就得提到被動閥門和主動閥門了。被動閥門不需要額外的電源進行驅動,一般安裝在消聲器內部或中尾端的連接管上,它主要由一個彈簧和一個擋片組成。當發動機轉速低時,排氣氣流較小,不足以克服彈簧的拉力將擋片吹起來,排氣管被擋片堵住,所以回壓變大。當發動機轉速高時,排氣氣流很大,足以將擋片吹起來,這時排氣管完全打開,回壓較低,因此保證了發動機的功率輸出。主動閥門需要額外的電源進行驅動,一般安裝在尾管上,按驅動方式不同分為電動閥和氣動閥。電動閥由電機驅動,氣動閥由真空泵驅動。和被動閥類似,在發動機轉速低時,閥門關閉以提高回壓,在發動機轉速高時,閥門被打開以降低回壓。相對被動閥,主動閥在高轉速的回壓更低,因為閥門的打開能量由電瓶提供,不會造成發動機功率損耗,而被動閥需要發動機提供一部分能量來克服彈簧的拉力,但是這部分能量非常小,可以忽略不計。

  所以說,改裝并不是一件簡單的事情,任何一項改動,都需要了解其背后的影響因素和原理。

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