孫雙雙 袁征

摘要：汽車(chē)排氣管的改裝是汽車(chē)改裝中的一種初級(jí)技術(shù)。本文從汽車(chē)排氣系統(tǒng)組成、設(shè)計(jì)原理及改裝設(shè)計(jì)等三方面，詳細(xì)系統(tǒng)的說(shuō)明汽車(chē)排氣系統(tǒng)改裝設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：排氣管;設(shè)計(jì);改裝原理;汽車(chē)

中圖分類(lèi)號(hào)：U464.171? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2020）24-0019-02

0? 引言

發(fā)動(dòng)機(jī)通常在汽車(chē)做功之后排放廢氣，而發(fā)動(dòng)機(jī)的效率高低通常會(huì)受尾氣排放效率的影響。一般更喜歡聲音較小的發(fā)動(dòng)機(jī)，但是這樣的話便會(huì)造成低的排氣速度效率，同時(shí)這樣也會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率產(chǎn)生影響。排氣管的改裝通常指的是可以縮短排氣的整個(gè)過(guò)程，改變甚至是可以消除凈化裝置如消音器，改造排氣中、前段，車(chē)子通過(guò)改裝后，加速變快，動(dòng)力變得充足，動(dòng)機(jī)在做工時(shí)動(dòng)力聽(tīng)覺(jué)效果變好。

1? 汽車(chē)排氣管的基本組成

既用于收集也用于排放廢氣的系統(tǒng)即汽車(chē)排氣管，它的幾個(gè)主要組成部分包括排氣歧管、排氣管、排氣溫度傳感器、催化轉(zhuǎn)換器、汽車(chē)消聲器與排氣尾管等。

1.1 排氣歧管

指連接于發(fā)動(dòng)機(jī)各缸排氣口的那塊位置。主要功能是收集流經(jīng)缸蓋排氣口的廢氣并且將其傳到排氣總管中去，在這個(gè)過(guò)程中需要最大限度降低排氣的阻力，減少各缸間的互相影響，使得尾氣通順地排放出去。

1.2 排氣波紋軟管

也叫排氣軟管，位置是在三元催化器、消聲器與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管三部分之間，連接方式呈現(xiàn)撓性聯(lián)接。它的作用是減弱震蕩，進(jìn)行緩沖、安裝便捷、加長(zhǎng)可以使用的時(shí)間、減少噪音等。

1.3 三元催化器

置于汽車(chē)排氣歧管之后，它的作用是凈化尾氣。三元催化器的工作原理是把在燃燒不充分而產(chǎn)生的各種有害氣體，例如CO、HC、NOX等轉(zhuǎn)換成水、二氧化碳以及氮?dú)獾扰懦鲞M(jìn)入空氣里。

1.4 汽車(chē)消音器

功效是減少發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪音。汽車(chē)消音器有二個(gè)長(zhǎng)度各異的管道，它們二者的差正好等于二分之一排氣聲波的波長(zhǎng)，這樣一來(lái)聲波便會(huì)在疊加的時(shí)候出現(xiàn)干涉，減弱噪音或者使其相互抵消，從而進(jìn)行消音。

1.5 后排氣管尾喉

置于原裝排氣尾端。它起到的作用有兩個(gè)：一是能夠有效地轉(zhuǎn)化排氣尾管的聲音，使其變得稍加溫和，降低噪音;二是起到很好的裝飾作用。

2? 排氣系統(tǒng)改裝設(shè)計(jì)原理

降低發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的排氣回壓是排氣系統(tǒng)改裝的主要原理。排氣回壓指的是一種排氣不順暢的現(xiàn)象，當(dāng)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行正常排氣時(shí)，排氣脈沖的力被來(lái)自排氣管內(nèi)的壓力阻礙，從而引起排氣不暢通。要想降低排氣回壓，就需要盡量使得發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行吸氣、排氣時(shí)工作交替變得越來(lái)越暢通，增加進(jìn)入排氣門(mén)時(shí)候的重疊時(shí)間。一般的改裝方式是修改消音器的組成結(jié)構(gòu)并且加大發(fā)動(dòng)機(jī)排氣時(shí)候氣流流通的面積，從而讓排氣變的愈發(fā)暢通。

對(duì)于排氣系統(tǒng)改裝，一般由中、尾段開(kāi)始。管形設(shè)計(jì)是改裝中（鼓）至尾（鼓）的關(guān)鍵之處。管形設(shè)計(jì)包括“細(xì)長(zhǎng)型”與“短粗型”。前者指的是在排氣管的彎曲形狀不改變的情況下，只改變管體材質(zhì)。細(xì)長(zhǎng)型改裝的優(yōu)點(diǎn)是可以在壓力高的排氣管沒(méi)快速排出，在中低轉(zhuǎn)扭力時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)顯著提升，在日常的市區(qū)行駛時(shí)候適用。短粗型改裝指的是縮減管體的長(zhǎng)度，增加管子的直徑。這種改裝方式的優(yōu)勢(shì)在于脈沖當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)比較密集，發(fā)動(dòng)機(jī)的馬力增加幅度比較大，排氣相對(duì)暢通;這種改裝方式的缺點(diǎn)是由于排氣管的回壓低，廢氣在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行中低轉(zhuǎn)時(shí)流速慢。而且混合氣體在氣缸內(nèi)尚沒(méi)有燃燒充分便被強(qiáng)行排出，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)在中低速時(shí)扭力略微小，不便在日常行車(chē)的時(shí)候使用。

3? 排氣管改裝設(shè)計(jì)

3.1 一般改裝設(shè)計(jì)

直接鋸掉排氣管的尾端之后再進(jìn)行特制尾喉的焊接或者更換來(lái)自不同廠家的成品尾鼓是相對(duì)簡(jiǎn)單的改裝辦法。從原廠定制的尾喉通常是通過(guò)不銹鋼材料制作，這種尾喉的主要優(yōu)勢(shì)是能夠發(fā)出相對(duì)好聽(tīng)的低頻聲音并且音質(zhì)清爽低沉。不足之處在于所需成本相對(duì)偏高。再往深層面的改裝的關(guān)鍵之處是在中段和頭段的排氣管。4-2-1通常是四缸汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)使用的改裝方式。這種方式是加一段膨脹室在排氣岐管出來(lái)的地方從而減少?gòu)U氣壓力，再通過(guò)三元催化器之后，分流出來(lái)的廢氣進(jìn)入排氣管尾段最后排出到空氣里去。此方法涉及的部位包括排氣管尾段，也包括排氣管的中段和頭段。在拿去原排氣岐管之后，重新安裝改裝之后的新的排氣岐管。來(lái)自排氣時(shí)的排氣效率與發(fā)出的音質(zhì)也與排氣管的材質(zhì)相關(guān)。在選取優(yōu)良的排氣管時(shí)，需要同時(shí)考慮耐用性與美觀性這兩種性能。

3.2 三元催化器改裝設(shè)計(jì)

是一種必須具有的環(huán)保裝置。但是它使得廢氣流動(dòng)的速度變慢并且產(chǎn)生了一定的阻力作用，會(huì)干擾到排氣效率高低，所以需進(jìn)行一些改裝。通常的改裝進(jìn)行的方式是直接拿掉三元催化器或者更換一個(gè)現(xiàn)有的假催化裝置從而提升排氣效率。但是這些方式不能將廢氣轉(zhuǎn)化，會(huì)造成檢測(cè)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放不合標(biāo)的情況。

3.3 排氣歧管改裝設(shè)計(jì)

通常所用的材料都是鑄鐵的，也有一些車(chē)廠采用不銹鋼。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，如果大批量生產(chǎn)，會(huì)發(fā)生排氣歧管的長(zhǎng)度不等、內(nèi)壁粗糙的現(xiàn)象，此類(lèi)狀況會(huì)使得排氣干涉發(fā)生，從而降低排氣的效率。改裝排氣歧管不僅可以顯著提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，而且也是改裝提升全部排氣系統(tǒng)最關(guān)鍵的組成。

3.4 排氣波紋軟管改裝設(shè)計(jì)

不銹鋼SUS304是排氣波紋軟管的關(guān)鍵材質(zhì)，接管與卡套的材質(zhì)可以是鍍鋁鋼或者是不銹鋼。通常情況下，因?yàn)楦难b之后效果不明顯，一般很少有人會(huì)改裝排氣波紋軟管。是否有渦輪增壓裝置是判斷是否需要排氣波紋軟管改裝的依據(jù)。廢氣推動(dòng)可以推動(dòng)渦輪增壓器的渦輪輪葉，當(dāng)廢氣暢通時(shí)，渦輪增壓器的效率就會(huì)變高，相反，當(dāng)廢氣不暢通時(shí)，渦輪增壓器的效率便會(huì)很低，對(duì)渦輪增壓器的工作速度極限值造成影響，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣效率變低。把排氣波紋軟管換掉是在改裝帶有渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管的最方便的方式。

3.5 汽車(chē)尾段（喉）改裝設(shè)計(jì)

鍍鋅或者不銹鋼是汽車(chē)排氣管尾段的兩種材質(zhì)。排氣管如果由不銹鋼制成，那么它不僅外形美觀，表明及其光滑，而且其做工十分精良，具有很好的手感與分量感，而且性能優(yōu)良，不易變形，具有超強(qiáng)的耐腐蝕性。排氣管尾喉由鍍鋅材質(zhì)制成是在鐵外部鍍了一層鋅膜，時(shí)間一長(zhǎng)，鋅膜將變得易被腐蝕甚至脫落。通常根據(jù)不同款轎車(chē)排氣管的尺寸大小來(lái)對(duì)汽車(chē)尾喉的設(shè)計(jì)進(jìn)行定制。在外形上包括方口、圓口等不同類(lèi)型。除此之外，為了增加美感，排氣管還可以增加花紋圖案設(shè)計(jì)和其他不同的造型。有時(shí)為了追求簡(jiǎn)單，排氣管內(nèi)不設(shè)計(jì)復(fù)雜的花紋而是一通到底。

排氣改裝涉及車(chē)下的中段、從發(fā)動(dòng)機(jī)出來(lái)的蕉頭段、尾噴段、催化器消音器段等。通常排氣管尾喉改裝分為回壓式與直排式兩種形式，需要根據(jù)車(chē)型與其自身的特點(diǎn)來(lái)選擇采用哪種改裝方式。對(duì)于回壓式，其尾喉內(nèi)包含多道人為制造的隔障，為了增大排氣壓力從而增大氣缸壓力，加大發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒比率?；貕菏降奶攸c(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩大、排氣管聲音大。對(duì)于直排式，其尾喉內(nèi)的內(nèi)部直徑很大，壁面光亮順滑，可以使得排氣通順。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)較高，功率相對(duì)較大，相應(yīng)的聲音也相對(duì)比較大。通常所見(jiàn)的改裝尾鼓的方式是選用直線式。

3.6 汽車(chē)排氣管余熱利用裝置改裝設(shè)計(jì)

針對(duì)目前現(xiàn)有的技術(shù)中存在的一些不足之處，比如說(shuō)單一的排氣管余熱利用方式，相對(duì)較低的效率等。為了解決上述問(wèn)題，全面考慮多種因素設(shè)計(jì)一種相對(duì)高效的汽車(chē)排氣管余熱利用裝置。

3.6.1 下部集熱裝置

對(duì)于下部集熱裝置，通過(guò)為其設(shè)置一下開(kāi)口式銅制套筒實(shí)現(xiàn)與排氣管的直接連接，這樣一來(lái)的話便可以相當(dāng)充分的吸收來(lái)自排氣管的一些熱能，在這個(gè)筒的上方部位就裝有一個(gè)上封閉式的豎直銅管并且和它相互嵌套在一起，設(shè)計(jì)制作空心的封閉結(jié)構(gòu)的銅管是為了降低自身本身的重量，并且空心的話可以節(jié)約很多的材料。下開(kāi)口式銅制套筒的上半部分則是通過(guò)一種鉸鏈與下方部位的兩個(gè)部分鏈接在一起，在左下部分一般情況會(huì)設(shè)置一種延伸薄片，這樣的話便可以插入到右側(cè)下半部分設(shè)置的凹槽當(dāng)中去，通過(guò)螺釘來(lái)固定左邊與右邊的套筒通過(guò)右側(cè)螺紋孔，從而便可以適應(yīng)各種各樣規(guī)格的排氣管，以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)對(duì)于排氣管的集熱普適性的這一個(gè)目標(biāo)。

3.6.2 中部控溫隔熱裝置

對(duì)于中部的控制溫度與隔離溫度的裝置，在封閉式銅管的上表面裝置一種實(shí)心的圓形銅塊，它的四周是通過(guò)鋼制板材圍住，中間位置裝有石棉隔熱板，這樣便可以阻斷熱量在鋼板與銅塊之間的一些傳導(dǎo)，一般情況下則是選取的一些石棉隔熱板是由玻璃纖維、陶土和高品質(zhì)石棉纖維的材質(zhì)通過(guò)一定量的配比混合而成;一種安裝可滑動(dòng)軌道在了鋼板的兩邊，并且配置一些齒條，通過(guò)焊接和鋼質(zhì)板材等方式措施進(jìn)行齒條的一系列固定操作，可滑動(dòng)導(dǎo)軌連接汽車(chē)底板固定的板材，板材的一邊安裝有電機(jī)，電機(jī)這種設(shè)備是用來(lái)提供所需要的動(dòng)力的來(lái)源，通過(guò)齒輪與齒條相互嚙合相互配合進(jìn)行傳動(dòng)，從而便可以實(shí)現(xiàn)在中部全部的傳熱裝置的移動(dòng)來(lái)傳遞熱量與隔絕熱量。

3.6.3 上部保溫加熱裝置

圓形實(shí)心銅塊的上部連接封閉銅管，封閉圓柱銅管的上方部位連接環(huán)形盤(pán)狀銅制發(fā)熱管，一直連通到保溫加熱箱從而便可以提供熱量，對(duì)于溫度的一些監(jiān)控裝置安裝在保溫加熱箱的上方部位，這樣便可以實(shí)時(shí)地進(jìn)行檢測(cè)，并且可以測(cè)出在箱體中的溫度的高低，之后連接到在外部的可以調(diào)節(jié)溫度的裝置，通過(guò)汽車(chē)中裝有的電源對(duì)其提供所需要的電能，最終同時(shí)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與調(diào)節(jié)溫度這兩方面的功能。在裝置的上方部位是安裝了一個(gè)旋轉(zhuǎn)式的箱蓋，箱蓋和箱體是相連的，他們的連接方式是通過(guò)一種鉸鏈，箱蓋的上方部位則是安裝一種雙層的鋼化耐高溫防爆玻璃，這樣做的目的是可以使得用戶(hù)能夠很好的觀測(cè)到內(nèi)部的相關(guān)狀況，箱體內(nèi)部則是安裝了鋁制的內(nèi)膽從而實(shí)現(xiàn)更好的保溫與加熱效果。

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