发动机排气管设计原理
栏目:行业资讯 发布时间:2024-10-16
 4 in 2 in 1 形式排气管 排气惯性 气体在流动过程中具有一定惯性,排气惯性比进气惯性来的大。因此可以利用排气惯性的能量来提高排气效 率,在高性能发动机上排气惯性具有很大的作用。一般人认为废气是在排气行程时由活塞推挤出去的,当活 塞到达上止点时剩余在燃烧室的废气便无法被活塞挤出。这种说法是不完全正确的,当排气门一打开,大量  目前改器材质 钛合金 钛合金具有高强度轻量的特点,用来制造排

  4 in 2 in 1 形式排气管 排气惯性 气体在流动过程中具有一定惯性,排气惯性比进气惯性来的大。因此可以利用排气惯性的能量来提高排气效 率,在高性能发动机上排气惯性具有很大的作用。一般人认为废气是在排气行程时由活塞推挤出去的,当活 塞到达上止点时剩余在燃烧室的废气便无法被活塞挤出。这种说法是不完全正确的,当排气门一打开,大量

  目前改器材质 钛合金 钛合金具有高强度轻量的特点,用来制造排气管可以减轻车重,使骑乘感大为改变,所以竞技车辆多数采用 钛合金排气管,随着使用率增加,价格不像以前那么高,一些原厂车就配备钛管。 钛管的颜色:钛合金排气管另一个特点就是它多种多样的颜色,它本身是银色,为什么有这么多颜色变化呢? 原因就在钛合金表面的氧化皮膜,经过高温加热促进氧化后,皮膜变厚,光线经过折射产生了颜色的变化; 皮膜由薄到厚颜色分别是:金、棕、蓝、黄、紫、绿、黄绿、粉红;400 度左右由金色转为蓝色;500 度左 右是紫色;600 度时变为淡紫色;要做出其他颜色就要进行阳极氧化处理;将钛合金接上正电,放入电解液 中,以电压高低控制氧化皮的厚度,这样可以做出更多的色彩。

  束波回压谐振消音器制作公式 1:头段 —— 横截面大于气缸排气口 10~15%;长度是其直径的 6~8 倍。 2:扩散锥 —— 7~10 度;陡峭=束波尖锐,平缓=束波平滑。 3:膨胀室 —— 长度决定回转时间与回波压力,回转时间短有利高速。 4:收敛锥 —— 14~20 度;陡峭=尖锐,平缓=平滑。 5:尾管 —— 其直径为头段直径的 0.58~0.62 倍,长度为直径的 12 倍。

  废气以很高的速度喷出排气门。这时的状态并不是由活塞推出,而是在压力下自行喷出的。废气以高速进入 排气管后,立刻膨胀减压,这时后面靠压力喷出的废气会来不及填充与前方废气之间的空间,因此在排气门 后面会形成部分负压状态;而负压会把剩余的废气完全抽出,如果这时进气门打开,也可以把新鲜混合气吸 入缸内,这样不仅提高了排气效率也提高了进气效率,进排气门同时开启时,曲轴移动的角度称为气门重叠 角。之所以设计气门重叠角,是要利用排气时产生的惯性来提高气缸里新鲜混合气的填充量。高德娱乐登录以此提升马力 和扭力输出。不管是四冲或两冲,在排气时都会产生排气惯性和脉冲。只是两冲程发动机进排气机构与四冲 程发动机不同,必须配合排气管的膨胀室才能发挥最大作用。

  触媒转换器 以前的发动机没有装配触媒转换器,废气对空气的污染非常严重,为了改善尾气污染便有了触媒转换器。早 期的二元触媒转换器只将废气里的一氧化碳、碳氢化合物转换成二氧化碳和水。但排放的废气里还有氧化氮 这种有害物质,只有经过化学还原才能转换成无毒的氮和氧。因此在二元触媒中添加了还原触媒剂(铑),便 是现在的三元触媒转换器。

  活塞式发动机排气系统主要由排气管、消音器、触媒转换器及其他附属元件构成。 工作原理和功能: 一般排气管材质大多为铁管,但在高温及湿度的反复作用下容易氧化生锈。而排气管属于外观部件,所以大 都在表面喷上耐热的高温漆或者电镀。但是无行之中也增加了重量,因此现在许多改用不锈钢材质,甚至是 竞技用钛合金排气管。 四冲程多缸发动机大多采用集合型式排气管,就是将各缸的排气管集结,再由一支尾管排出废气。 以四缸车举例,通常用 4 in 1 的型式,优点不仅是可以扩散消音更可以利用各缸的排气惯性提高排气效率来 增加马力输出。 但这一效果只能在某个转速范围内有明显的发挥。因此必须从骑乘的需求目的来设置集合管实际发挥发动机 马力的转速区域。 早期多缸摩托车的排气设计均采用各缸独立的排气系统。以此避免各缸的排气干涉,利用排气惯性与排气脉 冲来提高效率。缺点是:在所设定的转速范围以外,扭力值下降比集合管更多。这是独立排气系统被集合管 取代的最大之原因。 排气干涉 集合管在整体上表现优于独立管,但在设计上要有更高的技术含量来降低各缸的排气干涉。通常做法是先把 点火相对缸(1~4;2~3)的两支排气管集中在一起,再集合两组点火相对缸的排气管。就是 4 in 2 in 1 型式, 这是避免排气干涉的基本的设计方式。 理论上 4 in 2 in 1 比 4 in 1 要更有效率,外观上也不同。但实际上两者的排气效率区别很小,因为 4 in 1 的排 气管里有导向隔离板,所以使用效果区别不大。不管是怎样设计都是为了使发动机有更大的马力输出和更宽 广的动力范围。

  目前束波回压谐振消音器集合管几乎都用在四冲程车上,那能否用在多缸二冲程发动机上呢?答案是不行的。 虽然二冲程发动机、四冲程发动机都是往复式内燃机,但进排气机构有很大不同,二冲程发动机用气缸上的 进、排气口进行进排气的循环,不同于四冲程发动机那样有明显的进、排气冲程,所以二冲程发动机在排气 管里设置膨胀室来提高新鲜混合气的填充效率;为了充分发挥膨胀室的功能,各缸必须有独立的排气系统, 某些双缸、多缸二冲程发动机会共用膨胀室,这是为了减轻排气管重量,里面有隔板来隔开各缸的膨胀区, 各缸的膨胀室实际都是独立的。

  排气脉冲 排气脉冲属于压力波的一种,排气压力在排气管里传导形成压力波,利用其能量可以提高进排气效率。正压 波与负压波能量一样,但方向相反。

  压力波 当废气经过不同横截面空间时会产生压力差形成压力波。最大压力波形成在排气管末端,压力波产生后来回

  传导于排气口与排气门之间。反射次数越多能量逐渐减小,直到新的压力波产生。为了利用压力波,排气门 开启时间很重要。如果在排气门开启时正好产生负压,就能提高排气效率。为了改变负压波到达时间,必须 考虑排气管长度。因为压力波的传导速度不变。 排气脉冲与排气惯性的速度不同,很难用同一固定长度的排气管来获得这两种能量的优点。发动机连续运转 下排气脉冲产生数次重叠,有干扰现象,其效果低于排气惯性,应以排气惯性为首要因素来设计排气管长度。 抽吸现象 进入集合管的废气因流动惯性而对其他未排气管路产生抽吸作用。相邻管路的废气被吸出。这种现象可以利 用来提高排气效率;当某缸排气结束,接着就是另一缸排气开始,以点火相对缸作为分组标准合并排气管, 再集合另一组排气管,形成 4 in 2 in 1 型式,利用抽吸现象帮助排气,四合一排气管使废气旋转增加其效率。

  消音器 发动机排出的高温高压废气如果直接排放到大气里,气体会急速膨胀产生很大的噪音,所以要有冷却消音的 装置;消音器内部有许多消音孔和共鸣室,内壁有玻璃纤维吸音棉,以便吸收震动、噪音。较常见的是膨胀 型消音器,其内部一定要有长短室。因为消除高频音需用短筒型膨胀室。消除低频音则用长筒型膨胀室。如 果只用相同长度的膨胀室,只能消除单一音频,分贝虽然降低,却不能产生人耳可接受的音色。消音器的设 计要考虑到发动机排气声浪能否被人耳接受。

  二冲程多缸发动机排气管 膨胀室 二冲程发动机排气口的关闭由活塞控制,开启时间和出口大小直接影响发动机性能。在有限的条件下对排气 口的设计、配置显得较困难,进入气缸的新鲜混合气也很容易从排气口流失,造成填充量不足,使马力下降。 所以在排气管里设置膨胀室,利用其功能来充分抽出气缸内废气,并且将进到排气口里的新鲜混合气反充填 到气缸里。当活塞下行开启排气口时,废气从排气口冲出,由排气管前段经过扩散区再进入到膨胀室内,因 为空间变化造成压差,废气速度减慢并充填膨胀室。直到产生足够的压力,废气向膨胀室后面的收敛区移动。 经过收敛区进入排气尾管排出废气。当废气流经收敛区时,压差又开始产生。产生压力波往反方向回传,排 气口处的新鲜混合气遇到压力波时便被反推回气缸。这时活塞向上移动关闭排气口,压力波又被反射,有助 于排出剩余的废气。因此二冲程发动机排气管膨胀室的好坏直接影响其性能。

发动机排气管设计原理

  碳纤维 碳纤维是由压克力树脂与碳素加工后形成的纤维,具有很高的抗拉强度,毕竟只是由纤维组成,只有在横向 受力时才能发挥作用。因此在排气管中只能用在尾段部分,比一般金属尾段更具防烫效果。 不锈钢 这是一种具有百年以上历史的合金,主要合金成分是铬,在钢材表面形成一层氧化层,保护钢材不再继续氧 化,不锈钢耐腐蚀不具磁性,强度韧性好、易加工,是制作排气管的好材质;在改装排气管中以不锈钢数量 最多。高德娱乐登录