壹篇文章搞懂排氣背壓，排氣系統遠比妳想象的要復雜

大部分人都知道，發動機在工作時，需要進氣系統和排氣系統的輔助。空氣通過進氣系統進入燃燒室，與燃油進行混合形成可燃混合氣，經過壓縮後被火花塞點燃，推動活塞運動，再帶動曲軸轉動，燃燒的廢氣再通過排氣系統被排出車外。從而完成我們常說的進氣、壓縮、做功、排氣四個沖程的工作循環。

這聽起來並不復雜，尤其是在排氣階段。在很多人看來，無非是排氣門打開，高溫廢氣被活塞擠出氣缸，並順著排氣管路排出車外而已。但實際上，排氣系統在設計時要考慮很多因素，並非簡單地將排氣管和消音器連在壹起，而且排氣系統的設計也會影響到發動機的動力輸出表現。

如果妳對排氣改裝有壹些了解，相信「排氣背壓」這個詞對妳來說並不陌生，但並不是所有人都真正了解它。那麽排氣背壓到底是什麽，它是怎麽產生的呢？

在做功行程接近終了時，發動機的活塞在下止點的位置。此時進入排氣沖程，排氣門開啟，由於這時缸內壓力高於缸外壓力，幾乎能達到外界大氣壓的6-7倍，於是燃燒後的高溫廢氣迅速從排氣門排出氣缸。與此同時，活塞越過下止點向上止點移動，強制將缸內廢氣擠出，活塞到達上止點附近時，排氣過程結束。

在排氣門打開的壹瞬間，由於內外的氣壓差比較大，會形成壹個壓力波，並以音速向氣缸外推進，氣缸內的燃燒廢氣也會隨著壓力波被帶出。而所形成的壓力波，在遇到排氣管管徑變化時，都會發生部分的反射，並沿著進氣歧管返回排氣門。這也就是我們所說的排氣背壓。

簡單理解，排氣背壓也可以看作是排氣阻力，它的產生來自於排氣管的彎曲、交匯等等。排氣背壓越大，說明排氣阻力越大，廢氣越不容易排出；排氣背壓越小，說明排氣阻力越小，排氣越順暢。

按照常理來說，排氣背壓會阻礙排氣的順暢度，進而影響到發動機的動力輸出。但為什麽在排氣系統設計時不能避免掉排氣背壓呢？

其實，在排氣沖程中，當活塞向上運動到壹半左右的位置時，氣缸內外的壓差已經基本消失。這也就意味著氣缸內的燃燒廢氣不會再主動從排氣門排到氣缸外。這時問題就產生了，我們顯然不希望燃燒廢氣留在氣缸內，因為這會降低下壹次燃燒循環的效率。

此時，由於排氣背壓所產生的反向壓力波，如果可以在恰當的時機，也就是在特定的轉速範圍內，正好在排氣門關閉時到達排氣門處，並把此處的剩余低壓燃燒廢氣帶走，再次形成真空區，則是最理想的。所以，排氣背壓在壹定情況下是有益的。

也因此，動力系統的工程師在進行排氣系統設計時，會反復模擬計算排氣管的長度、直徑、彎曲方式，以及排氣管頭段的設計等等。綜合考慮排氣速度與排氣背壓之間的關系，從而讓引擎的效率最大化。

當然，我們在後期進行排氣改裝時，也不能壹味地減小排氣背壓，只考慮排氣聲浪。因為這樣雖然可以提升發動機在中高轉速下的動力表現，但是面對日常大多數低轉速工況，動力表現反而會有所下降。

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