3分鐘【讀懂汽車排氣系統】

2022/04/28
3分鐘【讀懂汽車排氣系統】
我們很容易忽視排氣管的作用,但它的作用真心不小,對於性能的表現及環保起到了至關重要的作用。清除排氣系統的積碳,及維護排氣管的通暢也應該列入重點保養的一環。

2017-04-21由每日侃車發表于汽車

排氣系統,是汽車身上一個矛盾的交匯點,一方面,它很低調,大部分隱藏在車身下方不為人所注意,

另一方面,跑車、性能車等車型又是靠著渾厚的排氣聲浪而吸引人。一方面,它要為排放的環保性而負責,

另一方面對於車輛的動力性和輕量化又有很大作用。

排氣管還有哪些鮮為人知的秘密?今天與大家來認識下這個把自「隱藏」地很深的傢伙。


排氣管的回壓?為什麼要很講究?

原廠的排氣系統為了迎合環保法規,而多了阻礙排氣順暢度的觸媒轉換器和消音器,產生的回壓較大,

有利於中低轉速的扭力輸出,一旦到了高轉速就有氣團「回堵」現象,馬力也跟著降低。

相比改裝排氣管都盡可能將管內全直通化,減少排氣回壓,對高轉速有不錯的表現。

改過排氣管的人多少都有聽過「回壓」這個詞,是影響性能提昇的關鍵,但不是很認識它。

其實,從引擎的四行程循環來看,廢氣不是一氣呵成的排出,而是一波又一波的排放,氣團的密度很高,

而且前方的氣團與後方的氣團之間的距離會形成一股真空壓力(負壓狀態),假設氣團的距離適當,

負壓就會「拉走」後面的氣團,形成往前走的牽引力量,使排氣比較順暢,引擎的動力得以發揮,稱作回壓。

尤其在中低轉速時需要較大的扭力帶動車子,

這時較大的回壓能快速吸走剩餘的廢氣(汽缸內處於進排氣重疊角度的換氣過程)。

一旦引擎轉速拉高,在同時間內排氣的頻率相對變高,加上原廠的排氣口徑很小,

使氣團與氣團之間的距離太靠近,就不能盡快的吸出下一個氣團,造成短時間內無法讓排氣量提昇,

而產生排氣回堵,就像大量的流水流進小水管而來不及排出的困境,這就是回壓過大。

高轉速造成的過大回壓,甚至會影響到進排氣重疊的換氣過程,讓多餘的廢氣跟著新鮮的油氣一起燃燒,導致馬力下降,

所以性能車的排氣口徑遠比一般房車還要大的原因在這。

不過氣團之間的距離太遠也不是好事,形成的真空壓力不夠,導致前方氣團無法吸著後方氣團往外排放,排氣效率變差,

引擎動力也會被限制,稱為回壓不足,原因在於排氣管口徑太大和太直通,對自然進氣引擎的影響力很大

排氣系統的基本組成

因為尾氣並不是直接排出的,而是經過排氣系統各部件過濾後才能排出。

汽車排氣系統是指收集並且排放廢氣的系統,一般由排氣歧管,排氣管,三元催化轉換器,排氣溫度傳感器,

汽車消聲器和排氣尾管等組成。

其中三元催化轉換器和汽車消聲器因為對於排放、環保以及噪音控制最為重要,是核心部件。

 

三元催化轉換器

三元催化轉換器,是安裝在汽車排氣系統中最重要的淨化裝置,載體部件是一塊多孔陶瓷材料,安裝在特製的排氣管當中,

上面覆蓋著一層鉑、銠、鈀等貴重金屬和稀土塗層。工作原理是將汽車尾氣排出的一氧化碳CO、碳氫化合物HC和氮氧化物NOx

有害氣體通過氧化和還原作用轉變為無害的二氧化碳CO2、水H2O和氮氣N2

尾氣經過催化轉換器的過濾後,才能到下一步驟。

氧傳感器

氧傳感器是三元催化轉換器淨化尾氣時必不可少的關鍵元件。由於混合氣的空燃比一旦偏離理論空燃比,

三元催化劑對COHCNOx的淨化能力將急劇下降,此時氧傳感器檢測排氣中氧的濃度,並向ECU發出反饋信號,

再由ECU控制噴油器噴油量的增減,從而將混合氣的空燃比控制在理論值內,以控制汽車尾氣排放、降低汽車對環境污染。

消聲器

經過三元催化轉換器的過濾的廢氣下一步就來到了消聲器。消聲器顧名思義是消除噪音的裝置。

它的工作原理是使用兩個不同長度的管道,長度差值等於排氣聲發出聲波波長的一半,

使得兩列聲波在疊加時發生干涉相互抵消而減弱聲強,使聲音減小,從而起到消音的效果,否則汽車就會很吵,

造成噪音污染影響路人。

排氣管材料

1)普通鋼鐵質排氣管,價格比較低,但是使用半年至一年,裡面就會慢慢脫層,形成排氣阻塞,

         嚴重影響動力並且造成排氣不暢順,使油耗增大,並且消音器外皮容易形成漏點。

2)不鏽鋼排氣管具備細緻、輕量、耐熱、耐腐蝕等特性,管壁極薄的它可以減輕排氣管重量5公斤左右,而且聲音悅耳動人。

         同時經久耐用,美觀大方,可正常使用5年以上。

3)更高級別的排氣管會使用被譽為「太空金屬」的鈦合金。具有重量輕、強度高、耐蝕性、耐熱性出色的特點。

         鈦合金的密度僅為鋼的60%,但強度卻更為出色,所以同樣強度的鈦合金材質排氣管要比不鏽鋼材質更加輕盈,

         適合追求極致輕量化改裝的車主。

 

4)碳纖維的質量不到鐵質材料的的25%,強度卻是鐵質材料的20倍。碳纖維能夠耐受3000度以上的溫度,而且阻燃性極好,

         材料表面光滑如鏡,美觀性也非常的不錯。所以是作為排氣管的絕美材料,

         但是昂貴的製造成本註定了他只能用於一些超級性能跑車上。

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總結

我們很容易忽視排氣管的作用,但它的作用真心不小,對於性能的表現及環保起到了至關重要的作用,

這個貢獻有的人都應該點讚。但是從聲學角度看,則有不同的感受,作為車主,有些人希望排氣管聲音大些可以獲得更多側目,

而作為路人,則有些討厭那些轟鳴聲,簡直就是噪音污染。不過好在現在的技術發展,使得排氣管具備可調聲音功能,

能夠滿足不同情況下的需求,也算是兼得各方利益。隨著電動車的發展,未來的某一天排氣管很有可能成為歷史,

或許還會有人懷念那令人激動的轟鳴聲。

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