四行程排氣管小教室:只改尾段跟改全段差在哪?重車的便當盒設計又是為了什麼?

四行程排氣管小教室:只改尾段跟改全段差在哪?重車的便當盒設計又是為了什麼?
插管在大型重機上相當常見。|Photo Credit: Moto7

我們想讓你知道的是

這篇會一一釐清這些關於排氣管的問題:排氣管分成哪幾種?為什麼重車會有便當盒?觸媒轉換器有什麼功用?只改尾段跟改全段差在哪?改排氣管就能改變聲浪?速克達改插管有什麼好處?

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排氣管是車友們最常改裝的物品之一,但改管真的有幫助嗎?改管後對聲音有什麼影響?只改尾段跟改全段差在哪?重車的便當盒設計又是為了什麼?這次Moto7知識小百科就以目前佔多數的四行程排氣管為例,帶各位一探究竟吧!

排氣管分成哪幾種類型?

常聽到的回壓管、直通管、擴散管主要差別在於內部構造的設計。從排氣管尾段來看,回壓管為保持整體的回壓阻力,於管身內部安置數個交叉隔板,這種設計同時也能夠降低噪音,而原廠車在考量環保法規後,大多採用回壓管設計;直通管為了降低排氣阻力,將回壓管內部的隔板移除,讓廢氣能夠更順暢、快速的排出,但直通設計產出的噪音時常被人詬病。

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Photo Credit: Automotive Basics
回壓管內部示意圖。

至於擴散管比起前兩款,在構造上較為特殊,沒有明顯的出口設計,而是利用尾端擴散片之間的縫隙排出廢氣。透過擴散片數量的改變,就能夠調整排氣管的回壓阻力。

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Photo Credit: crdmotorcycles.com
擴散管是利用擴散片數量來調整排氣管的回壓阻力。

為什麼重車會有「便當盒」?

許多大排氣量車輛為符日益嚴格的環保法規,將排氣管管身越做越長,以利隔板的增加,但過長的排氣管除了增加重量之外,也會改變車輛的重心比例。

而輕量化、重心集中是現代車款在設計時的一大重點,而便當盒的設計將管身內部隔板設計移至排氣管中段,減輕尾段的負擔,搭載於車輛底部與觸媒轉換器一起安裝,能讓車輛重心更集中。

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Photo Credit: Moto7
便當盒的設計能將管身內部隔板、觸媒轉換器移至排氣管中段,減輕尾段的負擔,使車輛重心更集中。

觸媒轉換器有什麼功用?

觸媒轉換器為含有多種貴金屬的催化劑,能將引擎所產生的廢氣,轉換成無害的氣體排出,減少污染。而鉛的化合物會附著於觸媒貴金屬的表面,導致功能喪失,因此汽油只能使用無鉛汽油,也盡量避免加入成分不明的添加劑。另外,觸媒轉換器所需的工作溫度相當高,因此常設計於排氣管頭段或中段位置。

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觸媒轉換器位於排氣管內部,大多為網狀呈現。

只改尾段跟改全段差在哪?

你可能常聽見有些車友改管時只改尾段,但你是否好奇過改尾段跟改全段到底哪個好?尾段為整支排氣管體積最大、重量最重的地方,更換為質地較輕的改裝管,能有效減少車體重量。同時透過內部管路與口徑大小的改變,也可以改變排氣聲浪。

而改全段排氣管,並透過電腦的重新調教,能有效增加整體引擎輸出。雖然改尾段也能夠增加性能,但增加幅度並不如改裝全段明顯。若是希望提升車輛性能的車友,在改管時可以考慮改全段。

改排氣管就能改變聲浪?

改裝排氣管的確能改變車輛所發出的聲音,而聲音主要可分為三種面向:響度、音調、音品。所謂的響度,就是聲音的能量,越大聽起來也就是越大聲。音調與頻率有關,也就是大家常說的高音、低音。音品就是聲音的特質,用波形畫出來就是每個人的聲音的波形看起來不同,所以可以分出是誰在說話。

在摩托車上,聲音大不大,這和發聲的源頭有關。若發聲的源頭能量大,聲音自然大,所以排氣量越大,響度基本上是越大。另外也和消音的程度有關,同一個引擎,消音做得多,最後的響度自然小。

音調高不高與發聲頻率有關,即引擎的轉速。所謂的頻率單位Hz就是一秒有幾次,而引擎轉速的rpm正是一分鐘轉幾圈,是相同的概念。因此引擎轉速高時,聲音聽起來自然會較為高亢。

至於音品如何,就和機構天生的基因、後天如何調教有關了。排氣管形狀若有所改變,雖然聲音大小一樣,頻率高低差不多,但聽起來就是不一樣,正是音品的差異。

改裝插管有什麼好處?

由於大型重車所需的排氣管體積較為龐大,若採一體式在製程上會複雜許多,因此大多採用插管式設計。但有些廠商推出小型速克達使用的插管又是為了什麼?對於小型速克達而言,方便換機油、後輪輪胎都是一大優點。另外,插管也能夠在尾段配置上有更多選擇。

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插管具有較高的方便性與改裝自由度,在大型重機上相當常見。

排氣管的口徑越大,馬力就越大嗎?

以流體力學的角度來看,將廢氣想像成水流,排氣管則是水道,若是水道太小勢必會造成水流阻塞,此時引擎效率會降低。但若水道太寬廣,水流在水道中四處竄流造成渦流,產生反效果,此時引擎效率仍然無法提高。

簡單來說,當引擎處於高轉速時,需要較為通暢的排氣環境,於低轉速運轉時,則希望管路縮小以增加延續性。因此在設計上,排氣管並非越粗大、越暢通,動力輸出就能提升。

為什麼有些重車會安裝排氣閥門?

承上,在排氣管尾段設置閥門,透過閥門的開閉來控制各轉速域的回壓,能使引擎輸出達到最佳效率。並且在主打增加引擎效率的同時,也是為了因應環保法規,利用閥門來控制排氣與噪音音量,以通過環保法規。

排氣管有哪些材質?

常見的材質有鐵、不鏽鋼、碳纖維、鈦合金。鐵管的外層使用黑色耐熱漆處理,俗稱「黑鐵管」,成本低的特性深受廠商喜愛,不過黑鐵管容易生鏽與散熱性能較不足的缺點,需要多加注意;不鏽鋼管又稱「白鐵管」,比起黑鐵管擁有更高的耐用度及導熱性,價格不會過於昂貴,因此許多改裝管皆使用不鏽鋼作為材質。

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成本較低的黑鐵管深受廠商喜愛。

碳纖維管與鈦合金管都能達到車體輕量化的效果,而碳纖維獨特的顏色更是吸引了許多車友們的熱愛,防燙效果也比一般金屬尾管來得好。由於材質特性的關係,目前所看見的碳纖維管皆為尾段部分,無法全段採用。

鈦合金材質可見於航太材料上,可想而知其強度及輕量表現相當優異,但價格相對昂貴許多。而市面上許多鈦合金排氣管並非整支由鈦合金製成,有些是前段保留不鏽鋼材質,尾段才使用鈦合金原料。車友們還須注意的是,某些標榜鈦合金的排氣管,只是將白鐵管鍍上鈦或彩鈦燒色處理而已,因此在選購前需特別注意。

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鈦合金常見於航太材料上,強度及輕量表現都相當優異。

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本文經Moto7專業機車資訊網授權刊登,原文發表於此

責任編輯:游家權
核稿編輯:翁世航


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