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排氣界的“VTEC”詳解可變閥門排氣原理

排氣界的“VTEC”詳解可變閥門排氣原理

車主之家 用車知識】近年來,可變閥門排氣系統像雨后春筍般出現在改裝市場上,大家有沒有想過可變閥門排氣系統為什么受到廣大改裝愛好者的歡迎呢?從普通的排氣系統的原理來看,要打造一款兼顧馬力與扭力的排氣系統,就要消除排氣阻礙和保持低扭的輸出,毫不夸張的說,這是一件非常復雜的事情,甚至是不可能完成的事情。為了突破這種難題,排氣管生產商開發出了一種“可變閥門排氣系統”,應該可以稱之為排氣界的“VTEC”吧。其實在進氣系統,很多的車廠都已經開發了可變長度或者截面的進氣系統,務求滿足發動機高轉低轉高負荷低負荷的各種復雜工況下,都能取得較好的進氣效率。但鑒于排氣系統的復雜性和加工成本,可變排氣系統除了出現在某些身價至少8、90萬的高性能車種之外,就只有靠改裝廠商來滿足其他人的需求了。

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      “可變閥門”這個詞很容易理解,從整體外形上看,它像一個簡單的節氣門體,該系統的原理是在排氣管焊接一個可變閥門裝置,該系統的工作原理是在排氣管焊接這個可變閥門機構(將閥門安裝在排氣管系統中的適當位置,通常是安裝在排氣中尾段),當引擎轉速較低時,閥門會關閉,讓排出氣流由較小管徑位置或單一管路排出,保持排氣管內的回壓,讓低轉速扭力不流失;高轉速時閥門則會開啟,而排出的廢氣就會直接通過大管徑位置或雙重管路排出,讓廢氣有更多的通道與出口宣泄,進而降低排氣管內回壓,如此一來馬力的延續性會有更理想的表現。至于可變回壓排氣閥門的控制技術,目前主要可分成手動與自動控制兩種,而接下來我們將在第二頁詳細了解一下它們吧。

       以通用型可變閥門排氣裝置的原理圖為例,它安裝在排氣系統的中尾段,閥門閉合時,廢氣從阻力較大的“L”管路排走。

       在前言,小編簡單得介紹了一下可變閥門排氣系統的原理,手動和自動的兩種控制方式皆需通過電子系統的輔助才能順利控制排氣閥門,大家不用想象得這么復雜,其實手動的控制方式只是較為“被動”,開啟或者關閉的切換需要車主遙控來控制按鈕才會執行閥門的開啟,這樣的系統還可以分成全時開啟、全時關閉或是自動開啟等不同開啟方式(每個品牌開發商的設定不盡相同),可依車主的使用需求自行做調整。而該項產品的功能,除了獲得全面的動力反應外,還可讓車輛開起來更加熱血。只是“手動”有時候會顯得非常不方便,我們假設在激烈駕駛的環境下使用這種手動可變閥門排氣系統,車主就需要一邊駕駛,一邊找遙控器,車主往往容易分神,造成安全隱患,即使自己是一名經驗豐富的的賽車手,難免也會影響到駕駛的樂趣,因此手動可變閥門系統并非主流配置,很快就被“自動控制”所取代。

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 圖:手動的控制方式需要通過電子系統的輔助才能順利控制排氣閥門的。

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圖:可變排氣閥門的原理是需要利用進氣歧管與排氣管內的氣壓差,控制閥門的開合,令廢氣在不同的工況下,被引導至不同的排氣管道。另外,大家所看到的“閥門”不是全封閉的設計,這樣的好處就是不需要在原廠排氣管上焊接一個“L”管路將尾氣排走。

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 科技在進步,舊技術被新技術所取代,一種更智能的電腦核心技術介入讓可變閥門排氣系統變得“聰明”了很多,電腦控制模塊更像它的大腦指揮官,可以讓閥門在引擎達到某個預先設定的轉速或油門踏板達到某個深度后自動開啟,這就是小編要說的自動控制形式。就目前而言,它主要可以分成兩種控制形式:一是通過引擎轉速設定控制,二是油門踏板深度的控制。先說第一種轉速控制,車主可以根據不同的駕駛方式設定轉速值,當轉速達到某一個設定值時,排氣閥門自動打開。具體來說,以“超車-收放油門-再超車”的一種方式駕駛的話,踩下油門超車,轉速到達設定值時,閥門控制電腦獲取曲軸傳感器信號,此時閥門開啟,即使超車后松開油門,然后再踩下油門這一連續動作,排氣閥門依然會保持開啟狀態,讓車輛隨心所欲。還有一種是通過電腦控制器來感應油門深度的方法,當踩下油門,閥門才會開啟,當松開油門的時候,閥門關閉,如果在市區走走停停時,這種方式顯然更好,而且電腦控制器的處理速度非常迅速,無需再被“手動”的弄的自己手忙腳亂了,原本安靜的排氣聲會也轉為高分貝咆哮,而“深度”車主還享受著不同的聲浪魅力。


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   圖:其執行器并沒有在結構樣式上有多大區別,而最大的區別在與它們的電腦控制形式。


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   圖:鈦合金可變中尾段排氣閥門結構(寶馬M3)。

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圖:奔馳SLS AMG安裝的可變排氣。

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    圖:還有一種可變閥門排氣系統的形式是內置式結構(例如巨石品牌的內置排氣閥門)。隨著油門的深淺與轉速的增減,自動偵測排氣流量及壓力,漸進式開啟或關閉。

       就目前改裝市場的可變閥門系統而言,除了可以購買到通用型的閥門裝置以外,還有些品牌將閥門裝置已經配套安裝在排氣中尾段一起銷售,實屬方便,但價錢相對較高,預算有限的車主可以選擇通用型閥門裝置,而至于通用型的閥門應該裝在何處才能真正發揮其效果,這也許是在改裝車主最關心的問題。據了解,不同車款因有不同排氣管路走向與管徑設計,因此很難找出一個安裝排氣閥門的固定方法,排氣閥門安裝位置往往沒有可固定依循的原則,各家工法也不同,但只要挑選有口碑,且設計時已將閥門考慮進去的排氣管,原則上效果都不會太差。另外,大家“擺脫”不了一個原則問題,那就是安裝排氣閥門的初衷是什么?那就是對原本排氣效率的回壓控制,而原廠車型的排氣效率好不好需要考慮到排氣管整體的設計,如果原廠排氣管的設計原本就不佳,就算升級了排氣閥門也不可能完全將所有缺點進行改善,因此不能過度依賴排氣閥門裝置了,而是應該先選擇升級原廠排氣系統,再通過排氣閥門強化,其效果才能相得益彰。而至于車主選擇什么樣的控制形式,小編在第二頁所敘述的觀點已經很明確,不過同樣是一個很“現實”的問題:價格。選擇手動控制形式的可變閥門排氣裝置的車主,小編有些建議給到大家,手動排氣閥門的控制方式也建議最好采用“全開”與“全關”的方式來進行,盡量少用“微微打開”的形式,長期使用的話,會損壞真空閥的壽命,因為真空閥的構造相當簡單,只有一個耐高熱膜片來維持內部真空并提供作用力,微開的排氣閥門會被強大排氣壓力沖擊,一旦長時間承受排壓推擠,使用壽命可能難以維持長久。




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