我要这铁棒有何用—论排气管的作用以及选型

经常玩油车的朋友们都知道，车上关乎动力的东西除了引擎以外还有一个很重要的长长东西，这玩意就是排气管。它除了降低发动机的排气噪声外，对引擎性能的影响也是非常大的。相信大家对于引擎的选型基本上都有自己的一套理论，但关于排气管却没有任何教程去进行选择。这次想针对排气管进行一次科普。才疏学浅知道的不多，欢迎各路大佬来一起讨论。（本次科普只针对竞赛级二冲程发动机，仿真车为了仿真而妥协的排气种类不进行讨论。）
      
二冲程性能排气都会有一个超大的鼓包，具体为一段带有前后锥的管子。它利用发动机排气脉冲的惯性，当谐振排气管的长度、外形与发动机的转速、扫排气角度以及相位匹配时，不但消除了一般排气管的“反压”效应，而且有助于把发动机内的废气排除干净，增加新鲜混合气体在缸内的充填体积，有利于提高发动机的效率（一般可以让发动机的最大功率提高40%左右）。目前我们所用的排气管内也是带有谐振腔的，不过头部被消声段盖住了。

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采用谐振排气管可以使模型发动机提高功率的原理到底是什么呢？
   
二冲程发动机开始排气时的排气速度、压力和温度都很高，排气量很大，因此排气管中振荡气体的能量很大。而且不论扫气形式和扫气数量，发动机在扫气过程中，扫气口和排气口同时打开的时间很长（占排气口打开时间的75%—85%），因此换气过程非常剧烈。当发动机运转的时候，当排气口打开的瞬间，由于气缸中的高温高压废气从排气口高速排除，使排气口附近压力增大，加上排气气流具有很大的惯性，所以形成压力波在排气管中推进。压力波波峰过去后，在排气口附近便形成低压波，这一低压波必然向气缸内传播，从而增加了气缸与活塞下部机匣内混合气的压力差，促使新鲜混合气更多、更容易的通过扫气道进入气缸，使得气缸内新鲜可燃混合气的填充量增加。

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当排气压力波在排气管内前进到排气管后锥末端时就开始反射，如果排气管谐振腔和排气管长度合适的情况下，就能使反射的压力波在排气口再次接近关闭前正好返回到排气口，由此在排气口处形成高压区。这样不但会阻止新鲜混合气从排气口处流失，还会将一部分已经流失的混合气推回到气缸内，使气缸在一次扫气过程中获得更多新鲜混合气，因此实现了排气增压。

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相比于没有使用谐振腔的发动机，用了谐振腔的发动机有什么优缺点？
   
采用谐振管前，当发动机正在排气时，压力波返回，结果使进入气缸内的新鲜混合气减少。而当发动机进入压缩过程开始，排气口快要关闭时，排气口附近仍处于低压，结果使新鲜混合气流失，气缸内的混合气填充量明显减少。正确利用谐振排气管后，扫气过程中气缸内一直处于低压状态，使新鲜混合气快速进入气缸。而在压缩开始时，由于排气口已经处于高压状态，结果产生增压效果。

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当然谐振腔的形状固然重要，但排气管的长度也至关重要
   
随着谐振排气管的长度增加，发动机的最大功率转速下降，反之排气管长度越短，发动机的最大功率转速越高。但越短，发动机的谐振不稳定性会加剧，谐振转速范围变窄。这是因为在短的谐振排气管中，气体振荡的惯性比较小，在排气口处维持低压的时间和反射后的压力波在排气口处维持的时间都较短，气体振荡与排气口开关的时间容易失调，因而造成发动机工作不稳定。

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太深奥了

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讲了这么多，排气管到底该怎么选择才能使发动机动力最大程度利用起来？
1、各种不同类型、不同转速的发动机需要匹配不同的谐振排气管。不同型号的谐振排气管都有不同的最佳谐振转速区间，选用排气管时，要让发动机的使用转速和谐振排气管的最佳谐振转速匹配上
2、谐振管的长度通常由连接谐振腔的弯管来决定。使用转速越高，需要的弯管就越短；使用转速越低，需要的弯管就越长。气温低，声音传播速度慢，相应弯管要缩短；气温高则反之。使用高硝基含量的燃油，发动机排气温度提高，所以在相同使用转速下弯管要放长。
3、谐振排气管的后锥角越大，发动机得到的转速增益将会提高，但发动机较难进入谐振状态，谐振转速区间也较窄。
4、使用谐振排气管后，发动机一般趋向于启动困难，调速性能变差。
5、当发动机进入谐振状态后转速会急剧提高到最佳谐振转速，但发动机的油耗同时也会急剧增加。

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十二缸的夏利 发表于 2024-11-11 21:15
    讲了这么多，排气管到底该怎么选择才能使发动机动力最大程度利用起来？
1、各种不同类型、不同转速的发动机需要匹配不同的谐振排气管。不同型号的谐振排气管都有不同的最佳谐振转速区间，选用排气管时，要让发动机的使用转速和谐振排气管的最佳谐振转速匹配上
2、谐振管的长度通常由连接谐振腔的弯管来决定。使用转速越高，需要的弯管就越短；使用转速越低，需要的弯管就越长。气温低，声音传播速度慢，相应弯管要缩短；气温高则反之。使用高硝基含量的燃油，发动机排气温度提高，所以在相同使用转速下弯管要放长。
3、谐振排气管的后锥角越大，发动机得到的转速增益将会提高，但发动机较难进入谐振状态，谐振转速区间也较窄。
4、使用谐振排气管后，发动机一般趋向于启动困难，调速性能变差。
5、当发动机进入谐振状态后转速会急剧提高到最佳谐振转速，但发动机的油耗同时也会急剧增加。

太厉害了

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这才是真正的技术贴 真大佬

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