科普，关于四冲程摩托车排气回压

作者：本站管理员  叶落知秋

四冲程发动机的排气过程分为自由排气，强制排气，过后排气，三段。

自由排气：在活塞到达爆炸冲程下止点之前，排气门就在某个角度提前开启，为的是保证活塞运行到排气冲程上止点时排气门有较大的开度。一般是把排气门开启到下止点这段时间称为自由排气段，这段时间在总的排气时间中所占的比例虽然短，但是由于气缸内爆炸气体压力的原因，排出的废气量是很大的，可以达到总排气量的60%，由于排气管压力与气缸压力之间巨大的差异，排气是处于超临界状态，以声速排出的，膨胀不完全，因此声音很大，必须要装排气管来消声。

强制排气：活塞从爆炸冲程下止点开始向排气冲程上止点移动时，这段时间的废气是被向上移动的活塞强制推出去的，所以称为强制排气阶段。

过后排气：活塞到达排气冲程上止点后，转向下行进入进气冲程，但是此时排气门并没有完全关闭。虽然活塞在下行，但是由于排气气流还有一部分能量，可以利用气流的运动惯性进一步排出废气，这段时间也被称为“惯性排气”。

注意看哈，好戏来了，如果排气门开启的时间没有设计好，就是说凸轮型线没有搞对，那么在强制排气阶段，活塞接近排气上止点时，此时的进气门为了气缸充量系数的需要，将提前开启，存在一个进排气门同时打开的夹角状态。这个时候，排气的能量还很充足，杯具就出现了，废气通过打开的进气门，冲进了进气道，本来想要冲进气缸的可燃混合气，遭到了废气的迎面阻击，被迫后退，等到废气的能量小于活塞下行吸气的能量后，这股失去势力的废气被可燃混合气重新推回了气缸。

这就是排气回压（背压）的厉害之处。

我们可以想象下，夹杂着废气的可燃混合气，给我们带来了什么？进气效率下降，充量系数降低。直接表现就是同样工况下，动力下降，油耗升高。呵呵，各位看官是不是觉得爽歪歪啊！

再来说说排气管长度的事情，当排气门打开的时候，随着废气的冲出，在排气门端将产生很大的正压波，这个压力波传到排气管口子的时候，反射成负压波回传到排气门端，这是一个来回波动的压力波转变。很枯燥的专业语言，不过可以很好理解，往小水塘里丢一个石头，水面是不是荡起了水波（涟漪）？注意看，水波荡到水塘岸边的时候，又会返过来往水塘中间荡，反反复复，直到停止。此时如果水面有片树叶，呵呵，将会看的更清楚。所以多么高深的术语，其实都可以简单解释的。简单问题复杂化的是专家，复杂问题简单化的才是砖家。

跑题了，呵呵，重新回来。排气的正压，就是阻止排气冲出的压力，废气在气缸内冲出时，体积突然膨胀，压力急剧释放，于是在哪些没有排气管的车上，我们听到了犹如放鞭炮一样的响声。道理其实是一样的，无非一个是爆炸的汽油，一个是爆炸的炸药而已。在突然膨胀的气体周围，是不是产生了一个推动力？阻碍气体外的东西靠近。所以说正压是把废气往气缸里压的，而负压，是把废气往气缸外带的压力（吸力）。

对于四冲程发动机，如果在排气过程的后期，使排气门端形成稳定的负压，那么就能吸出更多的废气，促进可燃混合气的进入。反之，如果此时形成的是正压，呵呵，你懂的。废气又被压回气缸，充量系数再次下降。我们又面临着动力和油耗的困扰。

压力波传播是有一定速度的，也是有变化规律可循的，通过设计适合的排气管长度，就能满足发动机工作原理的需要。

本版版主大哥发的图片是排气可变阀系统，一般是在多缸机排气管后端的汇总处，设置一个开度可变的旋转节流阀。它是由伺服电机控制，根据发动机的转速，相应改变节流阀开度。它主要是利用了排气通道截面的变化使排气管压力波得以最佳调谐，而使低中速区域的燃烧更加完善，使怠速稳定，同时减少了HC排放，降低了噪音。这种设置最大的特色是提高了发动机的中低速性能。

这种结构存在于配气相位与气门开闭时刻无法调节的车型中，这是早期的科技，为了追求更好的高速性能，发动机的配气相位设计必然要倾向于高转速，但是这造成了低转速下的性能下降，为了弥补这种设计缺陷，厂家使用了排气可变阀系统，其目的等同于在一定程度上改变了气门开闭时刻。这也就解释了一个现象，安装了排气可变阀的车型，没有谁还同时使用了配气相位可变化技术。同时还有两个现象，其一是在以榨取发动机最大功率的MOTO GP赛场上，车辆都安装了排气管，那些车可不需要环保与噪音指标，排气管的合理设置，是为了更好的利用排气压力波效应；其二是大家比较熟知的，没有排气管的车反而并不是跑的快的车，典型代表为JOG50，可以试试取了排气管是什么感觉。

排气回压（背压）并非是指正向压力，它是指排气管内的脉动压力，是正负压，合理利用负压波区域，避开正压波区域，才能使发动机的动力输出更佳。所以网上才会出现各种排气管改装的东东，不同使用条件下改装不同的排气管，因为是死货管子一根，所以只能满足某种工况下的需要，不能全转速段满足，这就是排气压力波的有效应用。玩过排气管改装的发烧友们，对这点该是体会最深的了。

看到管理员发在别处的探讨文章，转发过来学习一下，深刻的分析了 摩托车排气的回压原理，不可多得的好文章。
另外EXUP系统的排气阀 还有vtec的可变气门又是什么东东，是不是都是相关的

学习了

所谓的EXUP,就是通过伺服电动机根据发动机的转速不同， 改变排气管内可变节流阀的开度，使排气管通道的截面积改变， 从而得到最佳的节流比（节气门开启时的进气道截面积与排气 管截面积之比），以消除气门叠开期间排气门处的正压力波，促进废气排出气缸，并利用废气排出气缸的惯性引人新鲜混合气， 达到最佳的换气效果，改善可燃混合气的燃烧条件，提高发动机 的功率。

车车 发表于 2016-2-16 13:37
看到管理员发在别处的探讨文章，转发过来学习一下，深刻的分析了 摩托车排气的回压原理，不可多得的好文章 ...

VTEC,根据发动机转速、负荷、水温等运行参数的变化，而适当地调整配气正时和气门升程，使发动机在高、低速下均能达到最高效率的技术。

捂着半边嘴说理，厚黑学研究的不错啊。

叶落知秋 发表于 2016-2-17 20:48
捂着半边嘴说理，厚黑学研究的不错啊。

啥意思
来自: 微社区

御龙千里 发表于 2016-2-18 10:11
啥意思

VTEC系统，也是调节排气回压的一种装置，只是它同时还调节进气门的开闭时刻，因此比排气可变阀系统更先进。这才是正解。