進排氣系統強化介紹 (下)

渦輪引擎因有渦輪本體阻礙排氣效率,因為對於排氣管的設計往往可以比NA引擎來得寬鬆點,不過如果能將Down Pipe更換為排氣阻力更小的產品,對性能提昇往往相當明顯。
 
排氣改造注意回壓
管徑觸媒都是重點
一般而言,改裝排氣管大多從中尾段下手,常見的手法不外乎增加管徑之尺寸、縮短消音器迴繞之路程,努力使其消音路線呈直線化,不過一般道路使用的改裝排氣管,應先考慮降低內部排氣阻力,例如拔除觸媒、更換直通尾管等,然後才是在管徑上來變化,如此才能兼顧到全轉區域的表現。我們先來談談管徑調整部分,依照現今的測試及表現來說,中段管徑的增加大都保持在原廠的10%至15%為佳,例如:NA引擎在52mm至60mm左右,渦輪引擎則約為65mm至75mm不等,當然引擎的排氣量愈大,改裝幅度又增加的話,也有可能達到80mm甚至更大的口徑。
 

各段排氣管示意圖。 
 
至於中尾段管徑的搭配比例,由粗變細或從頭至尾一樣口徑,對重視「扭力」需要的使用者較為恰當,如果是馬力派的訴求,則適合「漸次放大」的型式。此種放大式的管徑設計,是採慢慢擴大管徑的方式,驅使越往後方越急速膨脹的廢氣增快流速,特別是在持續高轉速的情形下愈加有利。
 

部分大排氣量高性能V型引擎的排氣管,都是左右獨立的管路設計,目的也是在減少排氣干涉的問題,不過如何讓兩邊的排氣管路內壓力平衡,使引擎出力平順,是排氣管設計者需考量的新問題。
 
而負有消音工作的尾段排氣管,則是另一個排氣阻力來源,原廠排氣管的消音過程是利用隔板讓排氣撞擊,藉由反射波的形成減低音量,而高性能車種及改裝型式則採用直線筒式,纏繞消音棉來吸收噪音,如此無隔板直線式的通路,自然對馬力的提昇有相當大的助益。
 

 
想要減少排氣阻力還有一個方法,那就是拔除中段排氣管上會大幅增加排氣阻力的零件,那就是「觸媒轉換器」,觸媒基本的功用在於淨化排氣的污染,另外它還有消除共鳴的功能,減少共鳴噪音傳至駕駛艙中;觸媒內部由許多貴金屬密密麻麻所組成的蜂巢結構,依照流體力學的原理來衡量,的確是阻礙排氣順暢的一大原兇,而且又是排氣管中高溫的聚熱點,所以拔除觸煤,改以全直通管路就能使排氣順暢,提昇高轉速的馬力,不過許多新世代車款一旦拔除觸媒,如果沒有透過ECU調校來修正,可能會導致儀錶亮警示燈,此時最好能以200~300目的高流量賽車觸媒取代之。
 
▲雖然中段排氣管上的觸媒是阻礙排氣效率的兇手,但有些新款車輛又不能拔除,會亮電腦燈且更耗油,因此就衍生了金屬賽車觸媒。其內構造是較疏的金屬網板結構,雖然一樣會有些微阻礙,但在節省油耗與性能這兩點的考量下,算是折衷的做法。
 
可變排氣閥門協助
排氣聲浪隨時調整
從以上的排氣管改造理論來看,要打造出兼顧馬力與扭力的排氣管,似乎是件相當複雜且不易的事情,甚至是很難達成的目標,畢竟想要降低尾消的排氣阻礙、又想保持扭力輸出,本來是相反的論點,不過這樣的限制,近年來「可變回壓排氣閥門」的推出後,理想的排氣改造效果,似乎不在遙不可及!
 
▲許多超跑早已使用可變回壓閥門的設計,如圖中Audi R8 V10就是最好的例子,閥門就設計在排氣出口端,關閉時廢氣需經過網管與隔板後,繞比較遠的路徑才能排放出去,開啟後則可直接排放,前差排氣順暢性差異極大。
 
該裝置的功能就如同其名般,主要是用來控制排氣管內回壓大小,從外觀來看,整體機構設計就如同一顆構造較為簡單的節氣門,在其上可看到一蝴蝶閥與真空作動器。透過引擎真空的吸引,可讓閥門進行開與關的動作,只要將此閥門安裝在排氣管系統中的適當位置,就可讓引擎擁有均衡的扭力與馬力表現。
 
▲透過可變排氣閥門的導入,除了可使排氣管兼具馬力與扭力的輸出平衡外,還可控制排氣聲浪的大小,是非常實用的產品。
 
該系統的原理是在排氣管內設置一具可變閥門,當轉速較低時閥門會關閉讓排出氣流由較小管徑位置或單一管路排出,保持排氣管內的回壓,讓低轉速扭力不流失;高轉速時閥門則會開啟,而排出的廢氣就會直接通過大管徑位置或雙重管路排出,讓廢氣有更多的通道與出口宣洩,進而降低排氣管內回壓,如此一來馬力的延續性會有更理想的表現。

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