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您好!采用自然吸氣法，又要提高進氣量，設計者就把注意力放在了進排氣的速度方面，也就是千方百計提高氣體的流動速度來提高單位時間內的進排氣量，在提高換氣效率上做文章。換氣是汽車發動機最基本的功能。通過換氣，排出廢舊氣體，發動機工作循環回復到循環初始狀態，吸納新鮮氣體來提供燃料所需的氧氣。用一句成語形容，就是“吐故納新”，只有“吐故納新”暢順，發動機才能正常工作。 良好的發動機進氣通道設計是提高進氣量的重要保證。一些汽車運動者在傳統發動機改裝上，采用了大通量的空氣濾清器，大口徑或多支排氣管，目的就是改善氣體的流速以提升發動機功率。更進一步，改裝深入到結構內部及材料的選用，例如打磨進氣歧管內壁，使用不銹鋼排氣管等，以增高管壁的光滑程度來減少與氣體之間的摩擦，提高氣體的流動速度。 不銹鋼排氣管 發動機進排氣管過去都是用鑄鐵材料鑄造出來的。發動機進排氣管道改用不銹鋼或鋁合金材料，既可以降低管道內的氣流阻力，同時也可以降低重量，因為不銹鋼和鋁合金比鑄鐵質量小得多，可謂是一舉兩得。因此，現在許多發動機都選用不銹鋼材或鋁合金材料做進排氣管。據最新資料，德國拜耳專門開發了一種新型的Durethan材料，用于制造具有更精確內部幾何形狀的進氣歧管，其焊接性能、加工可靠性、焊接性能、氣密性、經濟性等都表現良好。 從形狀上看，傳統發動機進排氣管多用方形，這是因為方形斷面表面面積大，有利于進氣管內油膜的蒸發，同時從鑄造工藝上考慮，方形也比圓形更簡單一些。但由于園形斷面對氣流的阻力小，同時多點電噴發動機的噴油位置就在進氣門處，進氣管道不易形成油膜，為了得到更高的氣流速度，一些發動機進排氣管就采用了圓形斷面。 從安裝上看，傳統發動機進排氣管多安裝在氣缸的同一側，進氣管依賴排氣管加熱。它們用鑄鐵鑄成一體或者分別鑄成，再用螺栓連接在一起。現在高轉速發動杌由于結構上的需要，進排氣管多分置在氣缸的兩側，進氣管的加熱靠冷卻水或電熱裝置。這里要指出的是，因受廢氣溫度的影響，排氣管的冷熱溫度是急劇變化的，巨大的熱應力可使排氣管產生裂紋，為保證一定的熱脹冷縮，排氣歧管的安裝形式與進氣管有所不同，一般發動機排氣管是一缸一歧管，以減少排氣管的熱負荷。 按照空氣動力學原理，氣管的流通性應以最小截面處的流動情況為依據，而發動機整個進排氣道系統中最小截面處位于氣門閥隙處，這也就是現代發動機采用多氣門或者盡量增大氣門頭直徑的原因。同時，也要考慮到進排氣管尺寸、形狀、材料、彎曲半徑、安裝位置等因素對氣流速度的影響，只有各種因素配合良好，發動機才能發揮最佳性能 排氣管的改造升級 　 近來隨著警察不能再自由心證地取締改裝排氣管，這項算是動力提升最基本的改造部分，慢慢地又再度熱絡起來，畢竟大口徑的出口、雄渾的聲浪都可讓車輛更有運動氣息，同時排氣順暢有效率的話，高轉速的潛力也能被完全激發出來，從而表現更佳的引擎性能，趁著排氣管改造開始復興的當下，我們就來告訴你這其中的know-how。 　 要讓引擎爆發出強大的馬力，導入更多的空氣量可說是絕對必要的，不過當你想辦法裝置香菇頭、肥腸甚至是加大節氣門時，如果沒有在相對的排氣側下功夫，那么絕對不會獲得最大的效果。在此大家不妨想想看四行程引擎的作動，其四個往復動作依序為吸、壓、爆、排，代表了吸氣和排氣這兩個行程是相連在一起，假使排氣管無法將燃燒後的廢氣迅速排乾凈，則緊接著的吸氣行程也不能快速并完全的吸入新鮮空氣，而且此刻殘留在燃燒室內的廢排氣，還會影響到下一次的燃燒效益，如此一來馬力自然會減弱，所以說為什么改裝排氣管會有立竿見影的功效。 排氣性能關鍵 在於適度回壓 　 基本上排氣管改裝對於需要掃氣的機車、卡丁車用二行程引擎，在馬力的提升上有非常大助益，但它之於燃燒乾凈的四行程引擎就沒有那么大用處，不過由於汽車引擎的缸數較多，并且各缸不可能裝置獨立的排氣管，再加上市售車顧及到噪音抑制、空間、整體搭配與量產成本的前提下，所配置的排氣管純粹是消音及冷卻排廢氣用途，相形便會有不夠順暢的問題存在，進而影響到引擎原有性能的發揮。因此進行排氣管改造的真正目的，應該說是為了找回馬力較為恰當些。 　 按一般量產車的排氣管構造來看，從頭至尾大致可區分成芭蕉頭、前喉管、中段、尾消等四個部分，觸媒則多半會做在中段以前，而攸關排氣效率的回壓（或稱反壓、背壓），自然和芭蕉頭型式、中段管徑粗細、觸媒設計、總體長度/彎角、消音筒大小有極大關聯性。 　 談到排氣背壓這回事，你可將它想像成排氣管內部的阻力，此阻力大，廢氣便無法被順暢排出，大家可以試著將手擺在原廠排氣管的後方，一定會感到手心好像被氣流撞擊一樣，但放在改裝排氣管的後面時，氣流乃是完全的散開，這種散掉的感覺即是排氣夠暢通。 　 改裝排氣管最主要的目的，在於減少回壓讓吸排氣交替更為暢快，這也等於是變相的延長氣門重疊時間，因此可增加肺活量而改變引擎的特性，進一步提升高轉速的反應和馬力。這里必須要注意的是，降低回壓并不是愈低愈好，此乃排廢氣過度無阻礙時，中低轉速混合氣尚未燃燒完全即遭排出，扭力便會被犧牲掉，更甚者當回油時排氣管內壓力轉低，還有廢氣逆流回燃燒室的可能性，故一定的背壓仍然是需要的（噴火音爆的前提就是排氣管過通，使油氣流入頭段自燃引起）。 　 順帶一提的是，自排車和手排車在改裝排氣管時，兩者回壓的設定有很大差異，自排車由於需重視扭力，排氣管就不能太過通暢，否則可能連馬力都累積不上去，而手排車因為容易拉轉速，所以直通一些才好發揮高速性能，接下來我們便從芭蕉段開始談起，一一為大家說明各部改造的重點。 等長芭蕉段 消除排氣干涉 　 由汽缸頭排氣埠接出的芭蕉頭，其設計可算是影響排氣效率最深的地方，首先在原廠車屬大量生產的前提下，這方面就不會太要求，多半采用鑄鐵翻砂品，除了內管壁極為粗糙之外，最重要的是各歧管長度都不同，加上接合的方式、形狀、距離均不夠周全，故非常容易發生討厭的排氣干涉現象，使各汽缸所排出的廢氣相互沖突，可想而知在汽缸頭附近便出現這種阻滯的情形，相對於整體吸排氣會有多么不利的干擾了。 　 改裝用芭蕉頭通常都會采用內壁平滑的不銹鋼材質，講究的還會在歧管連接底座和接角的部位，進行無段差的熔接研磨且緩和彎角，目的無非是要減少阻力以加速氣流。再過來歧管長度的統一更是重要，「pro」級的頭段乃是完全等長化，使廢氣律動一致并消除各歧管的壓力差，這樣不但可徹底消除排氣干涉的現象，亦能利於後段排氣管的回壓設定。最後關於集合部的型式上，我們以常見的四缸引擎為例，一般公認四合二合一是重視中低轉速扭力的類型，而四合一為發揮高轉馬力的式樣，但這主要是看引擎的特性來做搭配。 　 在四合一頭段的設計中，集合部乃是各家廠商強調的重點所在，有些人會把這部分做成螺旋狀，也就是將四支歧管以90度的旋轉後接合，據說如此可形成渦流混合排出，由於渦流中心的氣壓低，相形可如同龍卷風般將廢氣吸往渦流的中心，進一步提高排氣的流速，這當然對扭力與反應亦有所幫助。 　 另外，在直管接合的狀態下，還有人會在集合部中央加入旋風般的四翼隔片，這一樣是希望能獲得良好的渦流效應，而這種隔片還可裝於中段尾部，直接加速最終的廢氣排放。 導引增壓潛力 從頭段開始做起 　 等長芭蕉可算是NA高轉速引擎的一大武器，同時對turbo車而言也非常有用，藉頭段導入廢氣驅動葉片的渦輪，如果有著等長化的設計時，就可以在各缸的廢氣質量相等後，給予turbine定量、順暢而持續的沖擊力，如此增壓的極限、效率、穩定度乃至於渦輪耐用性都會提高，尤其是在Hi-boost設定時。 　我們以國內的「公道王者」硬皮鯊為例，其水平對臥加上渦輪偏一邊的關系，使得原廠歧管被設計成一邊長一邊短的式樣，相對排廢氣撞擊turbine的脈波會很不安定，且妨礙到高轉速的性能，故速霸陸在新一代的鷹眼STi身上，就特別針對這項缺點運用了等長芭蕉，結果除了排氣聲浪變好聽以外，從中速域開始亦可產生更強大的扭力，頭段的影響由此可見一斑。 　　 EJ20引擎的點火順序是1-3-2-4缸，以往的頭段為求便於配置是將1-3和2-4缸做在一起，不過GDB卻是改成1-2、3-4缸的集合方式，其用意是在第一缸的排氣完全終了後，第二缸的廢氣才開始導入進來，因此可達到毫無干涉的目的，這才是真正的等長化。此外，turbo車的芭蕉有時還要再包括一截匯流進渦輪的down pipe，而歧管含down pipe改造的另一個重點則是在於總體長度，大體上來看，此總長較短時渦輪的反應就會加快，等於是減少遲滯現象，但後續的流量就不如長歧管飽和，故不容易激發出更大的馬力。 　不論是NA或turbo引擎，改裝芭蕉頭的歧管口徑都不可加粗，因為這會不利於廢氣流速，除非像渦輪車加大排氣量又搭配很大的「蝸牛」，才有必要增加此管徑，好一氣呵成的用大流量沖擊葉片。不過turbo車的芭蕉集合部，一定會比NA引擎粗且長，此制作理念是降低turbine入口處的排壓，減低這里的排壓就可讓渦輪運轉更為快速，并增加boost的最大限度，以上便是頭段改造的概要。 現今的設計趨勢 管徑漸次放大增速 　 在排氣系統之中，頭段之後所接續的前喉管也是可修改的地方，turbo車的這一截稱作front pipe，NA車則是含蛇腹軟管的二合一處，這一段適度加粗順暢度自然會提升，特別是turbo引擎由渦輪後接出的front pipe，換裝大口徑式樣將二次排壓減低會有很好的效果，畢竟turbine本身就是一個消音器，有一定的阻力會對活塞運動形成阻礙，減少此處的背壓，boost上升速度、最大增壓值均會明顯提高；事實上turbo車的全段排氣管如果都能直通，氣流順暢下增加個10～15匹馬力相當簡單，這亦為其先天的優勢。 　 進行中尾段排氣管的改造，主要的方式為加粗管徑、縮小消音器等等，有些訴求於競技的產品更會強調直線化，所謂直線型也就是盡可能縮短路徑、拉直彎角，以減少阻礙增加暢通性。至於管徑、長度和性能的關系上，簡單的分別是細長排氣管強調低轉扭力（回壓高），粗短型擅長於高轉馬力（回壓低），此原理是前者管內的壓力高，中低轉速廢氣會很迅速的排掉，但高轉速時會有阻塞的缺點，而後者雖然中低轉速流速較慢，可是一到後段即能暢通無比。以道路使用為前提的排氣管，其實應先選擇全長較長的式樣來蓄壓增速，接著才是在管徑上做變化，這樣比較能兼顧到全轉速域的表現。 　 關於管徑的配置上，從頭到尾一樣口徑或由粗變細，對重視扭力的人來說比較適當，但追求馬力則最好一次加粗，現在日本還流行漸次放大的型式，此種喇叭口（megaphone）的設計，是將管徑一段一段慢慢擴大，驅使愈往後方愈急速膨脹的排廢氣加快氣流，這在持續高轉速時益發有威力，相信這絕對是往後的一大趨勢。在引擎無改裝的前提之下，中段管徑的增加大約是較原廠多10～15%為最佳，也就是自然吸氣引擎在55～60φ上下，渦輪引擎65～70φ左右，當然假使你的愛車排氣量夠大，且實施過重度改裝、具備超過400匹的馬力，那么亦有必要用到80φ以上的管徑。 觸媒/中消/尾消 發生背壓的所在 　 在頭、中段的改造里，還有一個很要緊的項目是觸媒轉化器，這個因應環保所裝置的零件，內部是由許多種貴金屬密密麻麻的構成，現在的車輛幾乎都配置到二個以上的觸媒，可想而知這會有多塞了。依照改裝的眼光來看，它不僅是阻礙排氣順暢的一大元兇，更是個討厭的聚熱點，所以許多人會更換炮彈型的替代管，往往只是這一小截的直通化，便能感覺到排氣暢順許多，聲音不會悶在里面。由於一些先進國家并不允許隨便拆除觸媒，再加上現在新型的歐洲車，很多會在觸媒前後設置雙重檢測的兩顆含氧感知器，假如拆除觸媒就會造成電腦系統誤判亮check燈，所以他們都是改裝賽車用的高流量觸媒。 　　觸媒代管的外型如同中消一樣，看起來很像是個膨脹室，因此能減緩排廢氣流動形成一阻擋點，而這個特色在回壓的設定上，就成了可靈活運用的地方。改裝排氣管的中消、觸媒代管，通常會做的較短、較小型，來增進排氣的順暢度，不過有些管徑偏粗的型式，這個部分便不會縮減的過於激烈，以確保中低轉速的力量，一般當改裝完排氣管之後，發覺到排氣太通、扭力犧牲過多時，其實不妨燒上一截這種“炮彈”代替管，便能改善不少這種現象。談到這里，追求馬力的朋友可能會有意見，就是何不使用直管會更為通順？答案是此炮彈管可消除共鳴聲傳至駕駛艙，所以最好不要輕易嘗試直管，除非是比賽場合。 　 身負主要消音工作的尾段排氣管，當然是發生最大背壓的所在，這便牽涉到消音筒內部的設計。尾消的構成大體上可分為兩類，第一類是利用交*隔板造成反射波的方式減低音量，原廠品幾乎都是采用此種型式，第二類則為改裝品常見的直線型吸音綿式。由流體力學的立場觀之，隔板式的排氣阻力一定較大，馬力提升也就不如直線型來得占優勢，想降低尾消的排氣阻礙，不單單是需通路直線化以及內管口徑擴大，整個消音器小型化同時是必要的（N1型排氣管的筒身僅120～180φ而已)，不過注意排氣管性能和聲浪大小是不一定成正比的。 大馬力≠大音量 有效運用可變閥門 　直線構造的改裝排氣管尾段，噪音的吸收需要藉助消音綿來達成，以往的改裝尾消大多單純采玻璃綿對應（細玻璃纖維綿加少量石綿），中消和代觸媒管的構造亦然，但這種類型的缺點是時間一久以後，長時間處於高熱環境的玻璃綿，會發生劣化的情形而出現共振與聲音變大的問題，因此現在的新制品會標榜內含提高耐久性的不銹鋼絲。此種設計的變更點，差別是先用不銹鋼絲包覆內管的打孔外套，最終才是玻璃綿的填入，用意即是以不銹鋼絲防止熱傳導到玻璃綿上，進而增加其總體耐用度。 　 在臺灣因特殊的改裝環境使然，之前為了防止臨檢、驗車等不必要麻煩，也有所謂的「原廠對應型排氣管」出現，顧名思義這種排氣管的長相、聲音都與原廠一樣，但它的性能仍是相當不錯，主要就是其乃利用大筒身、加多吸音綿來抑制噪音，內部的構造則依舊以直線型為主，但在消音筒的頭尾端加入隔板，如果你有自行訂做尾消打算的話，不妨參考一下我們的附圖，較容易取得出力與聲浪的平衡。除此之外，很多人在改裝直通排氣管或側排之後，為了在特定場合大幅降低音量，會使用拉鋼索或電動馬達控制的ECV調音閥門，此閥門建議要往後段裝才會發揮最大的靜音效果 　 一般而言，歐系的改裝排氣管聲音都相當安靜，日系的則較大聲，大家長久以來的觀念也是「大馬力=大音量」，不過現在各國的噪音標準都愈來愈高，像最近日本新修改的規制就必須達到95分貝，故當地的廠商紛紛因應此要求而推出了許多設計，這除了較簡單的在N1類尾筒出口裝置消音套以外，符合JASMA認證的街道用制品，主消音筒現在大多在原本的直管、消音網、玻璃綿之外，加入擴張室、回路管、共鳴室等構成，這樣就可徹底吸收噪音，也不會對氣流形成干涉。 　 在此像Apexi、Sard等大廠，更在尾消內裝置一個隨轉速自動開閉的排壓感應式彈簧閥門，在低轉速排壓小時此閥門會關閉，廢氣由旁通構造流出，藉此取得優異的反應和靜肅效果，到了高轉速時則打開閥門變成直通型式，表現高亢的音量和導引出大馬力，這種排壓閥門在市售車如DC5、R34 GT-R、Maxima中都可以看到，算是兼顧靜音性與全轉速性能的最佳設計。基本上依轉速控制回壓大小的型式，還有法國Devil在尾消前安裝一活動蝴蝶閥的類型，以及無限配置雙回路來加速氣流，讓背壓視轉速提高而遞減等，這些均是不錯的方法。 排氣管材質推薦 不銹鋼SUS304為最佳 　 改裝排氣管的另一項重點是在於材質方面，隨著材料技術的發達，排氣管的用料也不再限定於傳統的鋼或生鐵類，輕薄漂亮的白鐵、鈦合金亦成為受大家喜愛的類型，不過此類產品售價較高的關系，反而使得目前以半不銹鋼品居多（stainless尾筒+鐵質管身）。先天就較便宜的鋼、生鐵，由於厚度、管徑種類極多且易於彎管、焊接等加工，因此制造成本低廉能以價格吸引人，可是其有著粗糙、重量高、易銹蝕等缺點，同時此等素材的熔點較低，耐熱性更是不理想，所以很少廠商會拿它來做頭段。 　 具備細致、輕量、耐熱、耐腐蝕等特點的不銹鋼SUS304，算是很適合當排氣管的素材，管壁極薄的它(NA車1.6～2.0mm、turbo車2.5～3.0mm），單單中尾段就能輕上5公斤左右，并且聲浪非常清脆，用在頭段則會尖銳、高亢。stainless排氣管的耐久性極佳，使用於尾消幾乎不會破損，而耐熱性一點在芭蕉頭包披覆帶，讓管內的溫度大幅提升時，鋼鐵質的歧管一定會出現龜裂，但白鐵管就僅有表面泛黃而已。turbo引擎的頭段因必須懸掛渦輪甚至waste gate，以及需承受800度以上的高溫，運用stainless就要采較厚的管壁，燒焊時的填料更得完全進入，否則也會有容易裂損的問題。 　 不銹鋼材料本身的價格就較高，而且管徑愈粗愈貴，有些超大口徑更要由卷曲鋼板制作起，再加上它的加工較困難，相形價格比普通品高出一倍，但現在有不少廠家投入此類排氣管的生產，售價已有慢慢下降的趨勢。最近引起性能迷關注的排氣管，當然是從車賽衍生的鈦合金制品，源於航太科技的高價金屬─鈦合金，最大的特徵是極薄（厚度約1mm）、極輕且堅硬，用於排氣管上除了聲音清澈響亮之外，遇高熱呈現的特有藍紫色表徵，也更加深與眾不同的風格。 　 然而鈦合金本身不易彎曲且不容於其他金屬，相對亦大幅增加制作時的難度與成本，真正的全鈦排氣管不但需一截一截的焊接，連消音內室都要使用到同等材質，故它可是非常昂貴的。考量到接受度的問題，現在市售的鈦合金排氣管多半只販售消音筒的部分，有些甚至只在尾管、筒身鉚上一層鈦皮，可是價錢依舊高出stainless品許多。 　 再過來排氣管的固定方式也很重要，這必須要有一定的移動范圍才不會被扯裂（賽車是采彈簧勾互相套入的快拆設計），而當更換管壁薄、消音筒較小、較輕的型式時，產生的共振有可能會偏大，讓排氣管發生左搖右晃的情形，這時不妨試著換上加硬型的吊耳橡皮（過重時也需要）。

回答者：enamnu2016-06-29 00:00