汽車排氣管原理 @ Martin的世界

進氣與排氣，是汽車系統裡非常重要的一環，沒有好的供氣，怎會有爆發的燃燒與馬力；沒有順暢的排氣回壓，怎會有順暢的進氣呢..

今天來介紹一下排氣系統的原理與構造，我想先用這段六分鐘的影片來說明車輛基本的排氣原理。

影片一開始在18秒之處，已經把整個排氣系統主要的幾個組件告訴各位了..

引擎、排氣歧管(exhaust manifold) 也稱之排氣頭段、觸媒轉換器(catalytic converter)、共振器(resonator)、消音器(muffler)、尾管(tail pipe)

18秒 ~ 50秒說明引擎汽缸進氣、爆炸、排放廢氣，透過頭段的排氣歧管來到觸媒轉換器

這段我想要提的是，排氣管頭段的重要性..
改裝排氣管，頭段是最重要的因素，也是效果最為顯著。原廠的頭段排氣歧管，大部分都是採用鑄鐵設計，除了重量沈重之外，鑄鐵管徑裡面並非光滑表面，如果再加上因為遷就設計大量生產，每一缸排氣門至排氣管的匯合處並沒有等長設計，這會造成各缸排放廢氣的相互干涉，影響整體的排氣效能。
所以市售的頭段改裝用品，大多採用白鐵不鏽鋼材質，除了讓內徑管璧光滑之外，每一缸的排氣管設計均設計為等長形式，如此可以讓從燃燒室的廢氣，透過頭段排氣歧管順暢的設計，迅速讓廢氣排放至下一個階段。

但是這時您可能會想說，如果要一路順暢的話，那麼為何不設計又大又直的的管子來排放，這當然就會牽涉到回壓的問題。排氣到底當然好，對於高轉速的時候，廢氣能儘速排出是一件有效率的行為，但是在中低轉速的時候，混合氣還沒完全燃燒完全時就會被排出，或是放開油門讓引擎回油時，排氣管回壓阻力過低時，廢氣就會逆回流至燃燒室。

所以適當的設計出回壓，顧及到中低轉速的範圍，這都是整個排氣管設計都需要考量的因素。

而市面上常見的頭段 4-1 設計，先從4小管合併成一根管線，或者是4-2-1設計，4小管先合併兩隻管之後再匯集成一管。

您可以用 google 搜尋 "4-2-1 exhaust" 或 "4-1 exhaust" 可以找到一堆參考照片。

這兩種的設計各有優缺點，4-2-1的設計在低轉速的扭力上會有所提昇，而4-1的設計則是在中高尾速上的表現較優異，但是呀但是，這絕不會是不變的定律。在網路上許多車友分享的經驗上，有的是相反的結果，因此還是要看車子本身的引擎結構設計而定，舉例說，如果是正置式的引擎擺放，那麼4-2-1的作法或是4-1的作法都是可以的；如果是反置式引擎，因為本身頭段到中段的長度就不是很長，硬要搞4-2-1的設計，不見得會得到想要的效果與效能，因此這必須要與專業的改裝專家，好好研究一番。

既然這麼重要，為何我不改？我好想改呀... 為了這件事，一直跟鳥老闆盧了很久，市面上常見的排氣管改裝品牌，例如巨石、雷力等等.. 後來他受不了，跟我商量不然去訂雷力的4-1頭段來試試，這一等就等了快半個月，終於雷力的頭段寄來了，
結果這個頭段是對應在上排版的E/T系列，那時又剛好我查到一份資料，在2006年 E/T 車種發表VVT地排版的新聞稿裡，看到這段 "值得一提的是，2006 All New ESCAPE於排氣管頭段位置新增一顆1.0L觸媒轉化器，有效降低廢氣排放，提前達到2008年才會實施的四期廢棄排放標準，同時也是目前市場上唯一符合此標準之SUV車款。"

天呀，2006的地排版竟然在頭段位置塞了觸媒轉化器，為了確認此事，再查國外的網站，的確有這麼一段說明..
"A linear oxygen sensor monitors the air-fuel ratio, enabling a more precise mix to be fed to the combustion chambers, while an oxygen sensor after the close-coupling catalyst monitors any deterioration in the purification rate and ensures more stable emissions over a long period."

是的，一般來說大部分的觸媒轉換器都是裝置在排氣管中段，但是現在為了環保的需求以及為了讓觸媒能夠加快達到工作溫度，所以設計放在頭段排氣歧管裡，能儘快達到高溫工作溫度，才能獲得較好的轉換效能。

改裝品都已經到了鳥店了，才找到這份訊息，因此只能忍痛請鳥老闆把雷力的頭段退回給廠商，而最無辜的鳥老闆只能頭上三條線悶悶的@#$@#$... 真是對不起你呀鳥老闆，不經一事不長一智，經過這件事我就知道 2006 以後的地排版的頭段竟然有這種設計。

看的到，摸的到，卻上不了身的雷力頭段。