馬力扭力兼顧顛覆排氣改造原理可變回壓排氣閥門

資料來源：Goo 車訊網 2012/05/01

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文、圖/Grand

車輛改裝的目的無非在求更快速與更安全的駕駛環境，而當中又以排氣改裝，為最基礎的動力提昇路徑，過去改裝排氣管總是有扭力與馬力難以兼顧的困擾，不過近來因可變排氣閥門的導入，理想的排氣改造效果似乎不再這麼遙遠。

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。
排氣系統進化論
馬力與扭力的取捨
四行程引擎的設計，原本就把進排氣行程獨立分開，造就成一個可完全燃燒的時間，也因為獨立進排氣行程之設計，讓燃燒過之廢氣，有充份的時間排出，空出氣缸之空間，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，排氣管只淪為消音及排除冷卻廢氣之功用！量產下之排氣管，於是就有不夠順暢之問題產生，進而降低了引擎性能，因此改裝排氣管有時不在於增加多少馬力之時，而是為了找回原廠流失的馬力，發揮原本的性能。

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。
排氣管的改造目的，在於調整排氣回壓的高低，也就是排氣管內部之阻力。阻力大小和頭段的設計角度、中尾段的管徑粗細/觸媒大小、總體長度和彎曲角度、尾部消音器之迴路都有相當之關連。在過去改裝排氣管的主要方向，在於減低回壓，讓進排氣效率更為順暢，進而改變引擎之動力特性、調整扭力輸出時機並提昇高轉速的反應和流暢度，不過這樣的改造方向卻隱藏著不為人知的缺點，那就是低速扭力的流失。

賽車引擎的工作轉速經常維持在極高範圍，加上一切設計都是為壓榨引擎動力，也不需觸媒阻礙排氣效率，因此排氣管的設計可以設計的更粗、更直通，整個設計方向與市售車是截然不同，不能全部移植沿用。
難以兼得的平衡
受限硬體的設計
機械設計本屬物理之現象延伸，因此有利必有弊；改裝排氣管後，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！且當引擎回油時，排氣管內的回壓過低，廢氣極有回流至燃燒室之可能。所以為了因應一般道路，中低轉速之應用，相當程度的回壓仍然是必需的，也應以駕駛用途及引擎輸出來考量回壓之大小。在過去為了使低速扭力不至於流失太多，改裝排氣管時通常會從「控制管徑大小」與「調整排氣路徑」來著手，前者加大的管徑大小，應以原廠加大10%至15%為上限，且大多從中尾段下手；至於後者則是縮短消音器迴繞之路程，努力使其消音路線呈直線化來進行，不過此方法因為市售車有底盤及油箱之干擾，想做到筆直路徑之排氣管，是有相對的困難。

渦輪引擎因有渦輪本體阻礙排氣效率，因為對於排氣管的設計往往可以比NA引擎來得更為寬鬆點。
至於兩者的取捨，一般道路使用的排氣管，應先考慮長通路型之式樣，使其作為蓄氣增加的條件，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。至於中尾段管徑的搭配，建議可採漸次放大的型式，使廢氣愈往後方流速愈快，有利於持續高轉速的情形使用。