汽车改装偷梁换柱之:排气头段——(转载)
1 26 发布于 2011-05-28 15:19:24 只看楼主 热门标准
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国产排气中尾段有百百种,但论及排气头段泰斗非「雷力排气管」莫属,此次采访正是雷力不锈钢头段。在汽车周边「非原厂零件」安装一律被当作「非法改装」的情况下,法规制订显然跟不上时代,处处都是盲点:只准原厂加装赛车方向盘、跑车椅,就不准车主花钱自行换装FIA认可的汽车周边部品;警察单位取缔标准也偏向自由心证,且监理机关目前也未对国产或进口的汽车零件做全面认证,来替本土的行车安全、环保做好把关的动作。当您悠悠的在郊区散步时应该不想被横冲直撞加上炮声隆隆的「烤肉管」改装车打扰吧,在此模糊地带求生存又要有换装后的实质效果及最低的副作用,排气头段是最有利的选择。

图一:下方像喇叭花的「四合一」花瓣膜承接座就是雷力排气管的金字招牌,日本「无限」排气头段并非此设计,而是使用球形座来承接四支排气管的废气。但雷力朱老板亲自测试,球形座的内部涡流过大不利顺畅度,因此设计出「漏斗状」的花瓣膜造型,兼顾排气回压与顺畅性。
头段将是性能提升新选择
目前的换装环境(本土目前已经没有改装环境了!因为「改装」代表「无法通过验车」,必须请黄牛代验,或是把车子当「赛车」纯粹比赛用,再不然喷上「农用」吧),能够更换的汽车周边部品几乎都是「原厂对应形式」,这些东西不外乎火星塞、矽导线、高流量率芯等。其实这些东西对提升动力效率而言实在是很有限,配合加装二次进气系统、水燃器、汽油压力调整阀、自排油冷却器、强化负极接地线等一起搭配才能明显感受到动力提升,且验车时还不会受到太多的刁难。其实强化进气及点火系统后必须要搭配排气系统的升级动作才有全面的动力提升效益,但多数人选择便宜的拆触媒或使用代触媒等方式,不但不环保,而且会流失引擎的低转速扭力。加上代触媒经不起高温摧残,寿命短,日久会产生内部乱流减低排气效率折损动力。
以一般市售车而言,排气管的设计哲学中,头段比中、尾段重要。在赛车场上为了求取高马力而采用直通中段及低回压尾段,对一般都会用车环境而言不但噪音大,而且低速扭力差,大口径、大噪音的尾管也是警察临检取缔的「衡量标准」,所以许多性能车迷改大口径尾管已经改到怕了。目前国内中、尾管生产业者的生存之道,不是改接外销订单,不然就是设计「原厂对应形式」的换装尾管。别小看原厂对应型式尾管的威力,赛车界赫赫有名的P&C「宾川排气管」所设计的CV3原厂对应形式尾管,0-100公里加速测试比起原厂排气管都有进步一秒以上的空间,但各排气管制造业者也心知肚明:头段排气不顺,再好的尾段也无法发挥十成功力,因为上游淤塞、下游拼命疏通也无济于事。

图二:这就是排气头段的「模子」,包括弯管弧度、含氧感知器位置、支脚位置、头尾垫片位置等等,手工生产排气管都需要如此按模加工。
换装头段的附加价值
原厂排气头段受限于量产、成本、噪音、耐用度、省空间装配容易等问题,通常都是采用铸铁材质重量较重,且排气通路弯曲幅度大、管径小、各缸芭蕉段不等长,以动力的角度而言,原厂的头段设计缺陷比尾段严重,虽然要低转速扭力发挥需要「排气回压」助力,但原厂头段无法达符合中、高转速排气顺畅的原则,且原厂的触媒段已经是提供低转速回压的来源之一,阻力过大的排气头段只会造成引擎转速攀升迟缓。换装排气头段除了性能提升之外还有几点优势:
※排气头段不论口径再大、气势再夸张,只要没有破洞就不会有响彻云霄的噪音出现。
※就算是「骚包」,把头段改得像进气肥肠一样粗,也是隐藏在引擎盖里面,不会树大招风引起警察侧目。
※以排气管的整体寿命而言,头段接触的废弃温度最高最容易氧化,加上头段必须吸收多数引擎震动,而中尾段除非是招受外物撞击不然破损断裂的机率还是比头段低,因此爱车上了年纪如果有对应头段可以换装,不但可以重享年轻时代的威力,同时汰换老旧锈蚀的头段,以免哪天出现「旁通排气」。

图三:在安装前必须确保引擎温度不会过高,以免螺丝在拆卸时造成滑牙损坏螺丝孔,届时就需要重新扩孔攻牙了。图中,技师正在喷上不具腐蚀性的冷却剂,待降温后才能动工。不锈钢的焊接方式:氩焊。首先要先将焊接目标物做点焊方式固定,接下来用绕圈的鱼鳞点焊方式将周围全数焊牢,不但要坚固,而且绝对不能漏气。此时技师正在做点焊动作。点焊固定后,接下来就要绕圈做鱼鳞焊接,厉害的师傅可以焊出漂亮、精致的环状鱼鳞点焊,而且速度又快。右下端的螺丝孔就是含氧感应器的接座,左上角为芭蕉头段接合垫片,以这样的焊接水准而言其实是不够漂亮的。后来朱老板亲自出马烧焊,让在场徒弟大开眼界。

图四:内壁抛光工程关系到排气的顺畅度,许多店家施工都偷工省略此步骤,换装排气头段通常仅需半小时,车主不妨亲自监工。
关于「雷力」
雷力排气管已经有十多年排气管制造经验,研究材料学出生的朱老板经营多年,也曾创造碳纤排气管、大口径直通管等赛车部品,但务实的本性使朱老板注意到市售车的道路行驶需求。从日本取经回来之后开始汰换生产机具,又因为本土改装环境恶质化而致力低价位头段研发。在十个月努力之下,今年十月份为止已经开发出34种车型的头段,其中包括许多冷门车型,且34种头段没有任一弯管共用,平均一个月要开发3~4种新产品。这种研发速度绝对不是用「实品测试修正」而来,而是精密计算后再做测试品去拉马力,通常都是一次测试就成功而不需要修正,当然,这要有完整的设计基础才能预判成品的性能表现,而吴老板目前光用计算的方式已经可以预估出95%的实品测试成绩,这种研发的速度比起竞争对手「模仿」的速度还快,因此吴老板也不怕「盗版」。
以排气头段的「学理」而言,吴老板采用「四合一」的理念,在他个人的测试中「四合二合一」有三个管路交会点,会造成三次排气紊流而不利低转速排气顺畅度,只有在高转速下的顺畅性绝对优于「四合一」排气头段,因为四合一头段只会产生一次排气紊流,理论上是最适合一般市售车使用。如何设计出排气最顺畅的四合一头段能涵盖至6000转的排气需求~这是雷力的独门秘诀,答案就在「四合一花瓣膜」的研发。
此排气头段四合一的承接座造型类似花瓣一样,而且是用单一片金属冲压成形,所以称之为「四合一花瓣膜」,其优点在于高顺畅度并有回压特性,能取得低到高转速的扭力均衡,但制作的困难度相当高。刚开始,雷力使用黑铁成功的冲压出花瓣膜造型,但是黑铁材质太脆,在使用过一段时间后容易产生裂缝,所以接下来进化成特定的不锈钢材质来制作,并使用钛合金模具,其耐用度足以支撑到「引擎报销」,所以雷力排气管能给予客户『终车保固』的优质售后服务。
目前雷力所研发出的排气头段都是针对直四引擎开发,四支芭蕉段都是等长或是倍数增加以符合四管排气脉冲相符,而氧感器及EGR阀门都是原厂对应位置,重量方面:如果您抬过原厂排气管秤重量,那一定会对不锈钢排气管的轻量程度感到惊奇,安装完毕后的视觉美感,更是不锈钢头段的最大附加价值。
安装头段并非大工程,但做工仔细程度就有差距,慢工细火的师傅会将排气管内的鱼鳞点焊研磨平整,而拆装排气管前若没有做好周全的降温动作,在硬拆、硬锁螺丝的情况下会把材质较软的铝合金引擎本体螺丝孔搞到崩牙,这时就笑不出来了。

图五:现场直击FORD Tierra 1.8换装头段的实况,通常日系车引擎室空间比较充裕,换装后的视觉质感更是棒。雷力芭蕉头段都是等长设计,如果无法达到等长,也会以倍增方式延伸,求取四管排气脉冲相等。

图六:这是Tierra 1.8原厂头段,没有排气顺畅度可言,而且重量重。但是具有体积小、成本低、噪音低的优势。右下方并非含氧感知器的接座,而是EGR系统的废弃导管,在引擎省油模式稀薄燃烧时可减少NOx的污染。

图七:使用一段时间后,芭蕉段的色泽已经具有跑车及排气管的美观性,这也是换装不锈钢头段的最大附加价值,就是好看!
FORD Mondeo换装后…
测试车辆选定起步没力的FORD Mondeo,没想到雷力会开发这款「改装孤儿」的头段,但说实话这部车非常需要好的头段来提升起步扭力。安装雷力头段之前,Mondeo起步油门反应相当不直接,重踩也不太会跑,必须等待转速上2500转之后才有加速感可言,毕竟车重接近一吨四,引擎设计为疏齿比着重在高速性能(99年之后的车款才调降终传比,2000年式RS车款省去电子油门控制器、EGR系统,并采用低温风扇开关,起步及都会低速行驶比较有速度感)。
四合一头段加诸其身,起步反映并非突飞猛进,当轻踩油门时加速度感好像只有好一点,但油门踩重一些引擎转速竟然爬了上来!已经不是往日的睡狮了,不过变速箱不太配合,转速拉上来,力道传递却显得迟钝。全油门踩下去,照以往的反应会有两秒左右的呆滞情形,现在缩短为一秒左右。总之,油门反应变直接是最明显的感受。
以往Mondeo遇到高架桥、山路等上坡时,若未预先退二档就会发生三档重拖情形,爬坡几乎都要使用二档才有足够的推力,因此上坡中常出现一档转速过高,二档陡坡吃力,三档无法加速,遇下坡马上就跳入四档,变速箱反应不是很聪明,齿比间隙过大及低转速扭力不足导致上坡是种恶梦,此问题始终困扰着Mondeo车主。
四合一头段占用体积相当大,且雷力的秘诀在于四合一部位是对称的平台设计,虽称不上是艺术结晶,但效果及外观都有相当水准。不过四合一头段体积较大,弯管幅度也大,若品质不佳很容易因引擎震动造成破损,或是头段敲击到水箱等问题。雷力敢提出「终车保用」也表示不怕对手模仿及削价竞争。

图八:Mondeo引擎室空间不大,安装较费工,还要闪躲许多管线,而99年以后的引擎设计有所不同,2001年推出的RS版更是看不到右下端那根L形金属管(EGR系统)和横跨引擎室上端的油门线(改为直接油门),动力表现和98年以前出厂的车型截然不同,但头段设计依然都是「阻塞型」。换上雷力头段后总算「出口气」。

▲整段不锈钢头段延伸到中消位置,其减轻的幅度相当大,且价位又低廉,前方的接线座为含氧感知器位置,与原厂中为段的吻合度绝对是百分百零误差。
顺畅是重点、声浪变高亢
雷力头段并不能给予「上坡一条龙」的威力,但是,以往在国道一号林口上坡路段四档软弱无力的窘境已经突破。如果降三档,更可以在时速一百公里以上的速度下保有再加速能力。在一般山路陡坡上行驶,退二档,可以在1500~2500rpm的转速下稳定爬行不会掉速度(未换装前的状况更糟,1500~2500rpm真的很虚),不过要得到上坡超车的加速力道,还是要将引擎保持在2500rpm以上的转速(换句话说就是要用一档将转速拉到5000~6000rpm间再换档才能在陡坡超车)。若是使用原厂头段,二档在3000转以前然仍处于「半梦半醒之间」,就算退一档将转速拉到红线再进档,因为一、二档齿比落差几乎是一倍,因此也无法将二档逼入3000rpm以上,换句话说:原厂设定在极陡上坡段就是没辄。不过别把雷力头段当神话故事看待,它可以让Mondeo Zetec引擎提前发功以增加行驶乐趣,解决原本的动力传输盲点,但不可能「脱胎换骨」,加速感只能用「顺畅」、「较直接」来形容,要猛爆?装Turbo吧!
中高速的表现如何?原以为四合一头段只能提升中低转速性能,没想到高转速也有顺畅的拉转速快感,原本Zetec引擎就是高转速取向的特性,但转速攀升后虽能感觉到推力够饱,却总有「堵塞」的抑郁存在,拉转速不够畅快。四合一头段能够在4000~6000rpm间铿锵有力,而非以往的「闷」,究其原因并非四合一头段利于高转速,毕竟高速顺畅性还是以四合二合一头段设计较具优势(不过「雷力」有把握在一般市售车引擎使用条件下,四合一花瓣膜排气头段的马力测试不输四合二合一头段,中低转速性能表现甚至更漂亮,但赛车使用的高转速引擎就另当别论)真正的道理应该是:原厂头段实在是「堵」得太凶了!以致将Zetec引擎性能封印起来。
笔者建议:头段换装可寻回走失的马匹,但排气端畅通后,进气端适时强化才可发挥更猛的战斗力,进排气都顺畅后,点火系统当然也要提升,这是牵一发动全身的连锁反应。此外,头段强化,尾段也就有升级的空间,如果车主开始纵情于性能上的快感,接下来就会觉得机油衰退太快、自排油温频频上升、煞车越来越不够用,甚至会发现「悬吊性能无法配合」。为何改车是条不归路?因为人性是贪婪、难以满足的!
碍于篇幅及主题,其他改装品的介绍留在以后慢慢谈。
噪音情形确实是稍微变吵了,先不论造型设计,不锈钢材质头段的排气噪音本来就比铸铁头段排气声浪更高亢,而四合一造型在流速增加后更会听得到「嘶」声,整体而言音频变高、变「清晰」,所幸噪音增加幅度都比不上轮胎、尾管、风切的噪音,因此虽能感受到噪音「频率」上的变化,却不会觉得吵。
目前雷力有多少种车型的排气管?
很遗憾,无法寻找一个四合二合一头段来测试比较,因为Mondeo是改装界大冷门之一,除非换装进口排气管,此外就求「改」无门了,偏偏雷力就是有许多冷门车的头段,而反应迟钝的Mondeo正好能考验雷力四合一头段的威力。至于油耗特性嘛,如果油门轻踩会比较省油,但是换装后因加速反应快,习惯就会将右脚「稍微」伸直些来享受速度感,开车习惯也从「乖乖牌」变成「钻钻牌」…,因为动力直接就有本钱像日系车一样快速变换车道嘛,省油关键还在于右脚!



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