宝马轿车
宝马X家族
宝马M家族
宝马i家族
Z系列跑车
其它车型
ALPINA

排气管由于生得低调,很多人对它的认知并不多。但我们却经常能听到这样的抱怨:“汽车排气管老滴水、老吐黑烟、排气不通畅汽车动力也怪怪的……”

别以为从车尾看排气管只有一个小揪揪,就不把它当回事,如果我们把视线转移到底盘上,最醒目的当属从车头一直延续到车尾的排气管了。它的作用相当于人的呼吸系统,呼吸一定要顺畅,不然就会毛病缠身。

特别是随着涡轮发动机的兴起,排气管的温度能从常温迅速蹿到900℃上下,再加上发动机废气热气流的的振动作用,排气管的工作环境其实十分恶劣。

藏在底盘上的玄机

不夸张的说,排气管属于不起眼的设计,但作用却是不可替代的,上到豪车、下到代步车都必须关注这项配置。以最常见的前置四缸发动机排气管(单入单出)为例,我们先来看看它的基本组成。

从图中看,原来我们平常看到的仅仅是排气尾管的那一段,也就是常说的尾喉,比如下图这种,但前部其实还大有乾坤。

排气管综合了很多家用轿车上必不可少的部件,比如消音器和触媒转化器,这里简单给大家介绍下它们的作用:

从表中可以先直观的看出,排气管不仅仅需要起到排出尾气的作用,还能用于降低污染、噪音,在特殊情况下还得融合车身造型提升美感和安全性,比如现在流行的隐藏式排气管设计,它可以保护车主在打开汽车行李箱,或者路人靠车尾太近时,腿部位置不会被外露的高温排气口烫伤。

另外,现在发动机污染物还主要是依赖“后处理”,以三元催化器为首,空燃比控制反馈系统为辅,当然现在也有一些机内净化技术(比如汽油喷射电控、可变气门正时、分层充气以及均值释然等)闪现亮点,不过三元催化器的作用却依然不可撼动,另外再配以安装在排气管上的氧传感器所组成的空燃比反馈系统(OS),又能对空燃比进行精确控制调节,将发动机调整到最佳的呼吸状态,降低污染物排放。

除此之外,排气管还会影响发动机的动力性能。通常来说家用轿车发动机多处在中低转速,在低转速时会因背压太小造成扭矩变小、起步无力、油耗变高等问题,因此为了保持一定的排气背压,排气管管径通常不会太粗且适当增加弯曲结构。

但在追求速度的F1赛车里,由于高转速工作区的设定,排气会采用大口径的短粗型形式,管体长度缩短,这种设计的优点是在高转速下脉冲密集,排气比较顺畅,排气背压很低,发动机燃烧效率提高,不过这种设计会降低声音品质(更粗暴),而且会导致排气管回压低,发动机在中低转速时发动机的扭矩较小,并不适合日常行车。

汽车排气改装也和这原理类似,通常会将排气全过程缩短,改变排气中、前段,改变或去除消音器等净化装置提高气流通过速度,经过改装后的车子动力更足,发动机动力更澎湃。

发动机中置和后置的排气怎么处理?

通常我们看到的都是前置发动机排期方案,肯定有人会好奇,一些采用了发动机中置或后置的车型,比如跑车或运动型轿车,它们是如何处理排气管呢?

原理上来说,中置或后置发动机的排气管使用目的和前置发动机是一样的,只不过因为不同的目标用途,导致排气管出现了不同的设定。

以法拉利458 Italia为例,它采用了一款中后置8缸双门跑车,不同于家用车超长的排气管,很明显它采用了大口径、短行程的设计,排气迅速畅快,就像撅着屁屁放屁,爽翻天。

这点和F1发动机排气管很像,只不过为了迎合日常使用要求,它还是保留了前置发动机排气的很多特点,但由于发动机后移,排气管的长度必然会被压缩,为了充分利用空间,弯曲排气管和排气管道与消音器紧接的设计就变得比较常见了。

后置发动机和中后置发动机排气类似,只不过排气管能够使用的空间就更少了,也因此后置发动机排气管逐渐演变成向横向发展的趋势,比如保时捷911,给人的感觉就是把排气管掰弯了压缩在一个小空间内,当然这样行程依然不够,因此它们还是会采用大口径的设计。

中前置发动机和前置发动机的排气模式很像,这里就不再累述了,这里给大家介绍个比较特殊的设计——“公路上的F1”奔驰SLR。奔驰SLR属于前中置性能跑车,在它眼里一切的不必要配件都是多余的,底盘的通过性和紧致感才是重点,排气回归野性,短小粗壮。

不过由于车身低,为了充分利用空间,工程师最终将排气管设计在了前车身侧面。

另外,这种设计的还能够最大限度提升底盘平整度,降低风阻(研究称,车身底部会带来20%的风阻),对于一辆超跑而言,既拉风又实用。

对比以上可以发现,前置发动机排气多采用长行程、小口径的设计,而且配套配置齐全,各部件之间几乎不会接触,而中后置或后置发动机由于多采用在跑车或运动型轿车上,多是为了压榨最大的动力,为了追求最大的动力效果,多采用短行程、大口径的设计,部分车型还因考虑到空间、通过性、空气阻力、轻量化的要求,还会更改排气口在尾部的设定,或者降低一些次要的配置。

花样百出的进排气口设计

排气管管径之外,大家很关注的另一个问题就是进排气口的数量了,毕竟它的设定也太多了点,比如它有单入单出、单入双出,双入单出、双入双出和两个独立的排气系统。

普通轿车前置四缸发动机采用单进单出的形式通常就已经足够,当然有的汽车为了美观或提高排气效率会增加出气口的数量,这会给我们这款车的动力会比较高,运动性更好的感觉。

而且正如上文所说,排气口增多不一定是好事,比如可能导致发动机效率不升反降,而且如果管道设计不合理,两管道发生振动叠加,还可能增大车内噪音。

考虑到这个问题,综合了美观要求的假排气口设计受到追捧,最简单的假排气口设计就是在后保险杠上安装排期口装饰件,远看和真的差不多。不过由于不排气,冬天很容易露馅。

不过“不排气就是假排气口”这种说法也不是绝对的,比如例如BMW X6就是货真价实的双排气管,只是设计师脑洞大开地在一侧排气管中设计了阀门,在排气量不大时候只用一边排气管排气,当大负荷时才用两边排气管同时工作,据称这能够提升排气性能和声音效果,但很容易被大家误以为BMW偷工减料了。

总之,作为运动性的潜在代名词,多排气口的设计现在逐渐成为主流,这其中最经典的比如BMW M系的四排气口设计。

以上是多排气口设计,但是当我们把视线转移到前部,双进气口或者独立的排气系统就不太多见了,如果真有,那一定货真价实。就拿双进气口为例,这种设计常见于V6发动机中,根据一侧3出气口的特点,它在左右分别有两个进气歧管。比如Roush Mustang Exhaust Kits(2011-2014,V6发动机),就采用了双进双出的隐藏式排气管设计。

小结

虽然生得低调,不过排气管可真是个不可缺少的配件,关于它有意思的知识点还有很多,比如我们可以通过排气管冒烟的颜色来判断发动机的状态,比如冒蓝烟就有可能是烧机油;黑烟可能是喷油提前角太小、喷油器针阀卡死或密封不好等导致的燃烧不完全。

总之,排气管设计看似不亮眼,但属于小设计大作用,大家也不妨多关注下自己爱车的排气管结构,是不是真的这么牢靠管用。

相关推荐

扫描二维码下载蓝天白云社

支持 iOS 和 Android

扫一扫

在手机上浏览