Get技能，汽车排气管小设计的大学问

新浪汽车

发表于 2017/10/22 12:55

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本文是雅斯顿原创分享文章

撰文 ✎ 车干

排气管由于生得低调，很多人对它的认知并不多。但我们却经常能听到这样的抱怨：“汽车排气管老滴水、老吐黑烟、排气不通畅汽车动力也怪怪的……”

别以为从车尾看排气管只有一个小揪揪，就不把它当回事，如果我们把视线转移到底盘上，最醒目的当属从车头一直延续到车尾的排气管了。它的作用相当于人的呼吸系统，呼吸一定要顺畅，不然就会毛病缠身。

特别是随着涡轮发动机的兴起，排气管的温度能从常温迅速蹿到900℃上下，再加上发动机废气热气流的的振动作用，排气管的工作环境其实十分恶劣。

藏在底盘上的玄机

不夸张的说，排气管属于不起眼的设计，但作用却是不可替代的，上到豪车、下到代步车都必须关注这项配置。以最常见的前置四缸发动机排气管（单入单出）为例，我们先来看看它的基本组成。

从图中看，原来我们平常看到的仅仅是排气尾管的那一段，也就是常说的尾喉，比如下图这种，但前部其实还大有乾坤。

排气管综合了很多家用轿车上必不可少的部件，比如消音器和触媒转化器，这里简单给大家介绍下它们的作用：

从表中可以先直观的看出，排气管不仅仅需要起到排出尾气的作用，还能用于降低污染、噪音，在特殊情况下还得融合车身造型提升美感和安全性，比如现在流行的隐藏式排气管设计，它可以保护车主在打开汽车行李箱，或者路人靠车尾太近时，腿部位置不会被外露的高温排气口烫伤。

另外，现在发动机污染物还主要是依赖“后处理”，以三元催化器为首，空燃比控制反馈系统为辅，当然现在也有一些机内净化技术（比如汽油喷射电控、可变气门正时、分层充气以及均值释然等）闪现亮点，不过三元催化器的作用却依然不可撼动，另外再配以安装在排气管上的氧传感器所组成的空燃比反馈系统（OS），又能对空燃比进行精确控制调节，将发动机调整到最佳的呼吸状态，降低污染物排放。

除此之外，排气管还会影响发动机的动力性能。通常来说家用轿车发动机多处在中低转速，在低转速时会因背压太小造成扭矩变小、起步无力、油耗变高等问题，因此为了保持一定的排气背压，排气管管径通常不会太粗且适当增加弯曲结构。

但在追求速度的F1赛车里，由于高转速工作区的设定，排气会采用大口径的短粗型形式，管体长度缩短，这种设计的优点是在高转速下脉冲密集，排气比较顺畅，排气背压很低，发动机燃烧效率提高，不过这种设计会降低声音品质（更粗暴），而且会导致排气管回压低，发动机在中低转速时发动机的扭矩较小，并不适合日常行车。

汽车排气改装也和这原理类似，通常会将排气全过程缩短，改变排气中、前段，改变或去除消音器等净化装置提高气流通过速度，经过改装后的车子动力更足，发动机动力更澎湃。

发动机中置和后置的排气怎么处理？

通常我们看到的都是前置发动机排期方案，肯定有人会好奇，一些采用了发动机中置或后置的车型，比如跑车或运动型轿车，它们是如何处理排气管呢？

原理上来说，中置或后置发动机的排气管使用目的和前置发动机是一样的，只不过因为不同的目标用途，导致排气管出现了不同的设定。

以法拉利458 Italia为例，它采用了一款中后置8缸双门跑车，不同于家用车超长的排气管，很明显它采用了大口径、短行程的设计，排气迅速畅快，就像撅着屁屁放屁，爽翻天。

这点和F1发动机排气管很像，只不过为了迎合日常使用要求，它还是保留了前置发动机排气的很多特点，但由于发动机后移，排气管的长度必然会被压缩，为了充分利用空间，弯曲排气管和排气管道与消音器紧接的设计就变得比较常见了。

后置发动机和中后置发动机排气类似，只不过排气管能够使用的空间就更少了，也因此后置发动机排气管逐渐演变成向横向发展的趋势，比如保时捷911，给人的感觉就是把排气管掰弯了压缩在一个小空间内，当然这样行程依然不够，因此它们还是会采用大口径的设计。

中前置发动机和前置发动机的排气模式很像，这里就不再累述了，这里给大家介绍个比较特殊的设计——“公路上的F1”奔驰SLR。奔驰SLR属于前中置性能跑车，在它眼里一切的不必要配件都是多余的，底盘的通过性和紧致感才是重点，排气回归野性，短小粗壮。

不过由于车身低，为了充分利用空间，工程师最终将排气管设计在了前车身侧面。

另外，这种设计的还能够最大限度提升底盘平整度，降低风阻（研究称，车身底部会带来20%的风阻），对于一辆超跑而言，既拉风又实用。

对比以上可以发现，前置发动机排气多采用长行程、小口径的设计，而且配套配置齐全，各部件之间几乎不会接触，而中后置或后置发动机由于多采用在跑车或运动型轿车上，多是为了压榨最大的动力，为了追求最大的动力效果，多采用短行程、大口径的设计，部分车型还因考虑到空间、通过性、空气阻力、轻量化的要求，还会更改排气口在尾部的设定，或者降低一些次要的配置。

花样百出的进排气口设计

排气管管径之外，大家很关注的另一个问题就是进排气口的数量了，毕竟它的设定也太多了点，比如它有单入单出、单入双出，双入单出、双入双出和两个独立的排气系统。

普通轿车前置四缸发动机采用单进单出的形式通常就已经足够，当然有的汽车为了美观或提高排气效率会增加出气口的数量，这会给我们这款车的动力会比较高，运动性更好的感觉。

而且正如上文所说，排气口增多不一定是好事，比如可能导致发动机效率不升反降，而且如果管道设计不合理，两管道发生振动叠加，还可能增大车内噪音。

考虑到这个问题，综合了美观要求的假排气口设计受到追捧，最简单的假排气口设计就是在后保险杠上安装排期口装饰件，远看和真的差不多。不过由于不排气，冬天很容易露馅。

不过“不排气就是假排气口”这种说法也不是绝对的，比如例如BMW X6就是货真价实的双排气管，只是设计师脑洞大开地在一侧排气管中设计了阀门，在排气量不大时候只用一边排气管排气，当大负荷时才用两边排气管同时工作，据称这能够提升排气性能和声音效果，但很容易被大家误以为BMW偷工减料了。

总之，作为运动性的潜在代名词，多排气口的设计现在逐渐成为主流，这其中最经典的比如BMW M系的四排气口设计。

以上是多排气口设计，但是当我们把视线转移到前部，双进气口或者独立的排气系统就不太多见了，如果真有，那一定货真价实。就拿双进气口为例，这种设计常见于V6发动机中，根据一侧3出气口的特点，它在左右分别有两个进气歧管。比如Roush Mustang Exhaust Kits（2011-2014，V6发动机），就采用了双进双出的隐藏式排气管设计。