|
在网上流传很多排气改装，宣称能够改善车辆的排气方式，增强马力；但有的人又说排气是需要排气背压的，不然车辆低转乏力。那么谁说的才是正确的？怎样的排气才算是一根好的排气？汽车排气是不是就是一根金属管？先说本文的中心内容：排气背压不一定是好东西，真正有用的是排气速度和扫气作用我们都知道，在做功冲程结束后，气缸里燃烧过的废气就会被排出，这是气缸中的废气压力大约是外界大气压的6-7倍（根据发动机的设计，可能会有些许不同）而从排气管中进来的是1个标准大气压。当排气门打开，气缸中的高压气体就会想要往压力更低的地方跑，所以排气背压就是和排气气流相反的压力，所以排气门一打开，气缸中的高压气体会跑到压力更低的排气管中，而背压会阻止气体往排气管中排出。压力是在排气管中一直存在的，假如现在的大气压力很低，几乎是真空状态，这时气缸和外界之间的压力差会比平常更高，所以气缸中的废气会更加快速排出.。而排气行程的目的就是尽可能快速高效地将气缸中的废气排出，我们假设外界大气压变得非常高，比如10倍于标准大气压，那么大气压就会阻止废气从气缸中排出。所以一旦排气门打开，而大气压是平常的10倍，比废气的压力还高，那气流肯定会反向流动，所以排气背压的升高会对你想要尽可能快速高效排除废气的目的起到负面作用。所以，排气背压对排气冲程来说并不是没有什么积极作用，为什么很多人一直说：排气背压是有作用的？其实这是和排气速度有关的误导，因为限流会制造背压，如果排气管的直径非常小，同样会造成背压，但同时这又会带来非常快的流速。举个例子，在开水龙头的时候，把水管前端用力捏小一点，水流就会喷得更远，流速就会更快，排气也是同样的道理。但如果用一个非常粗的排气管，虽然对气流没有了限制，但流速会比较慢，所以废气会非常慢地排向大气。理想的状态是在这中间找一个平衡，气流限制会造成背压的负面效果，但同时带来高流速的正面效果，所以需要在排气速度和排气背压之间找到一个平衡点。即拥有快速地排除气流和优良的扫气效果同时又不会有太多的背压阻止废气排出气缸，因为排气不畅意味着功率会降低。首先活塞经过了做功行程来到下止点，气缸中的废气需要被排出，当排气门被打开的瞬间，会产生一个正压波向外传播，紧随这个压力波的就是废气从气缸中不断涌出。因为内外压力差很大，这个压力波会沿着排气管一直传播下去，而废气在后面紧随着。当活塞往上走到一半左右的行程时，气缸内外的压力差已经没有一开始那么大了，这带来的问题就是气缸中剩余的废气往外跑的趋势变小了，剩下废气的排除速度也就变低了。这是一个问题；因为我们不想有废气残留在气缸中，这会导致下一个做功循环的效率降低。前面的压力波还在沿着排气管往外传播，一旦它达到一个排气管直径发生变化的地方，就会反射一个压力波，任何管路交叉的地方都会导致反射产生，比如在排气总管集合的地方，排气管路的直径发生了改变，或者是排向大气的排气尾管处。反射波的振幅大小和管路直径的变化是成比例的，如果管路直径变化比较大，那反射回来的压力波的振幅也会比较大，造成的影响也会更大。如果在管路交叉的地方，管路的直径是由大变小的，那么最开始产生的正压波会反射一个正压波，而如果直径是由小变大，它会反射会一个负压波，负压波会朝着排气门的方向传播，这时，最理想的状态是负压波刚好到达排气门时，排气门处于关闭状态。这和发动机转速有关系，这样的完美时机不会是正好某一个转速。通常来讲，在某一个转速区间，这个负压波效果是有一定好处的，这也跟排气管长度和直径有关。负压反射波抵达排气门的最佳时机是排气门刚好关闭而进气门刚好开启，因为负压波可以帮助降低排气歧管里的压力，帮助气缸中的废气排出，这样就可以有一个尽可能排尽废气的气缸。同时，在进气门打开时，还能帮助吸入更多的新鲜空气，因为这是的气缸和进气管之间的温差和压力差都是很大的，所以如果在进气门打开时，能让气缸中的压力更低，就可以帮助吸入更多的空气，使扫气效果更好。更好的扫气意味着有更多的新鲜混合气，也就能输出更高的功率，这一切都取决于排气管长度设计，因为这要和压力波的传播速度相匹配。压力波传到交叉处产生反射波，反射波再沿着排气歧管反射回到排气门处，这个过程需要反射波在完美时间回到排气门，而一个气缸的反射波也可以对不同的气缸产生辅助作用。这个过程中还有一个概念叫惯性扫气，举个例子，假如汽车在高速直线行驶，在汽车后面会有一个低压区域，因为前面的空气被推开了。同样的情况也会发生在排气管中，当排气门打开的瞬间，会发出一个正压的排气脉冲，这个气压波自身会有一个惯性（因为它的速度是极快的）。当它在排气管中传播时，它的背后会产生一个低压带，所以它扫过排气歧管时，会在歧管中产生低压（取决于气流的速度，气流的速度取决于排气歧管的直径）。如果排气管太短，排气气流的速度就不会太快，也就不会产生很多的低压；如果排气管太细，那么排气背压会太高，阻止废气的排出，这样发动机就不得不消耗更多的能量去排出这些废气。因此，在气压波扫气和惯性扫气之间会有一个完美的平衡点，所以排气管长度和直径的设计对于发动机某一个转速区间的性能有非常关键的影响。这就是为什么我们并不需要那么多的排气背压，而真正需要的是扫气作用，同时需要排气速度来增强扫气作用，增强了扫气作用才可以增强发动机的功率。所以在更换排气管时需要深思熟虑，到底有没有必要去更换直径更大或者更短的排气管？
|
