【百問】排氣管這樣改才有效！(上) 大聲不見得有力

車訊網 2023-10-17 10:52:16

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文、圖/OP編輯部

排氣系統改造是很多熱愛改車的玩家都會進行的工程，除了可以透過改變排氣聲浪的方式，來增加愛車運動氣息外，也可以提升引擎動力表現，不過排氣管可不是愈大聲愈有效，有時反而會起步加速無力，更重要的是惹民怨，結果是收不完的檢舉罰單。

問題一：排氣管改造的主要目的？適度降低排氣壓力，讓廢氣流動更順暢。

引擎本身是透過燃燒汽油產生動力的，而燃燒過程會產生爆炸，形成巨大噪音與高速氣流，這時就需要排氣管來降低有毒廢氣與排氣噪音，以符合法規的清靜值與分貝值，所有流經排氣管的廢氣，都可透過不同長度的排氣管路，或利用隔板創造不同的氣室，讓廢氣音波相互撞擊，並藉由反射波發生干涉而互相抵消，如此一來排氣音量就變小。

多數市售車對於排氣系統的設計，最大考量首先是消音、環保，最後才是排氣效率，因此在其上可見到觸媒轉換器與巨大消音器的蹤影，加上管徑較為保留，因此對於高轉速時的馬力輸出往往無法盡興發揮。

至於降低廢氣污染的方式，則是透過觸媒轉換器來完成，觸媒轉換器大多安排在排氣中段，但為了迎合更嚴苛的環保需求，讓觸媒更快的達到工作溫度，目前多數車款在頭段歧管內就有觸媒轉換器，而廢氣經過這個觸媒時，內含的鉑鈀銠等重金屬作為催化劑，會將廢氣中的HC、CO、NOX有害物質，轉換成對人體無害的氣體後再排出車外，例如NOX被還原成氮和氧，而CO和HC則被氧化成CO2和H2O。

然而引擎要順暢運作，順暢的吸氣與吐氣都是很重要的，一定要讓燃燒過之廢氣，有充分的時間排出，同時空出氣缸內的空間，以便吸入更多更密集的新鮮空氣，來使引擎有更良好的輸出功率。但由於引擎之缸數多，各缸間無法有獨立之排氣管，同時需考量噪音、空間整體配置與量產成本之因素，多數原廠排氣管只淪為消音及清淨廢氣之功用，例如排氣管內隔板太多就會造成排氣阻力，觸媒轉換器本身也是一個高阻力的立體網狀結構，這些都會讓高轉速時的排氣輸出不夠順暢，進而降低了高轉速時的引擎性能。

改裝排氣管為獲得最佳的峰值馬力輸出，通常會採用直通管，並減少彎曲角度的設計，改裝後的高轉速加速力道與排氣聲浪，雖可脫胎換骨，但卻不見得能兼顧低速扭力反應，尤其在小排氣量NA引擎上，更容易感覺出扭力流失的差異。

所以改裝排氣系統最根本的目的，不是為了加大排氣聲浪，而是為了提升馬力，要怎麼做呢？大原則是提高排氣管路的內部順暢度，讓排氣管內氣體流動的阻力降低，進而減少內部的回壓，讓進排氣的運作交替更順暢，進而改變引擎出力特性，轉變扭力輸出時機，達到提升高轉速反應和流暢度之目的。

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觸媒轉換器本身也是一個高阻力的立體網狀結構，會讓高轉速時的排氣輸出不夠順暢，進而降低了高轉速時的引擎性能。

問題二：什麼是排氣管回壓？排氣管內部的阻力，阻力過小也不好。

改過排氣管的人多少都有聽過「回壓」這個詞，是影響性能提升的關鍵，但不是很認識它，簡單來說排氣回壓指的就是排氣阻力，回壓大或小哪個比較好，其實沒有定論，要看車輛用途而定。如果是街車的話，適度的回壓是比較好的，這怎麼說呢？

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，每個氣團的密度很高，而且先前的氣團與之後的氣團間的空間，會形成一股真空壓力（負壓狀態），假設前後氣團的距離適當，負壓就會「拉走」後面的氣團，形成往排氣出口的牽引力量，使排氣比較順暢，引擎的動力得以發揮。而要讓前後氣團的距離不要離太遠，就需要適度的排氣阻力來限制氣團排放的速度，這樣NA引擎在中低轉速時會比較好開，能有較大的扭力來帶動車子，所以原廠排氣管的回壓都很高。

而這樣的情況在引擎轉速拉高時，就會完全不同，因為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，不只無法形成真空帶，還會造成排氣回堵，就像大量的水流進小水管，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，所以如果是經常停留在高轉速的比賽車，排氣回壓就要盡可能降低會比較有助於高轉速的馬力表現。

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。

總之，減低回壓有助於排氣順暢，對於高轉速是好的，但過低之回壓使得排氣管毫無阻礙，中低轉混合氣在未完全燃燒完時便被排出，將造成扭力犧牲。且當引擎收油時，排氣管內的回壓過低，廢氣極有回流至燃燒室，所以為了因應一般道路常用的中低轉速，相當程度的排氣管回壓仍然是必須的，也應以駕駛用途及引擎輸出，來考量回壓之大小。

問題三：排氣管改造應從哪裡開始？從中尾段會比較快速省事。

一般而言，改裝排氣管大多從中尾段下手，常見的手法不外乎增加管徑之尺寸、縮短消音器迴繞之路程，努力使其消音路線呈直線化，不過一般道路使用的改裝排氣管，應先考慮降低內部排氣阻力，例如拔除觸媒、更換直通尾管等，然後才是在管徑上來變化，如此才能兼顧到全轉區域的表現。我們先來談談管徑調整部分，依照現今的測試及表現來說，中段管徑的增加大都保持在原廠的10%至15%為佳，例如：NA引擎在52mm至60mm左右，渦輪引擎則約為65mm至75mm不等，當然引擎的排氣量愈大，改裝幅度又增加的話，也有可能達到80mm甚至更大的口徑。