棉花糖牌宝马教程二十七：不完全排气改装

mianhuatang · 发表于 2010-5-3 08:35:57

棉花糖牌宝马教程二十七：不完全排气改装

前面已经讲过进气完全改装了，这次的主题是排气改装。这不是一次完全改装，原因在下面会有解释。

宝马的引擎一般只能用高标好的汽油，原因很简单，压缩比比较高，压缩比高的后果就是动力比较强劲，但是带来的后果也很明显，就是燃烧以后的废气温度会比较高。在一般量产车上面，能承受得住高温，并且比较便宜的材料就是铁，而且是高碳铁。铁是很好的东西，没有铁器，人类文明就不可能发展到现在。高碳铁的问题在于，它是一种比较好的导热材料，而且在多次的热循环，暴露在环境因素下（包括水蒸气和氧气），高碳铁就不可避免地会锈蚀。而且最重要的是，因为它是比较好的导热材料，废气的温度会很快的降低，换句话说，也就是排气管能很好的加热你的引擎舱，并且温度低的废气，排除的速度比较慢，也就是会产生比较大的back pressure，不利于提高动力，而且把引擎舱的温度进一步加高。

这次不完全排气改装其实已经进行了很久了，只不过大部分时间都是在等待零件的过程中。主要的改装包括了

1．       更换OEM的exhaust manifold，更换某大厂（为了避免广告嫌疑，就不写厂名了）的整条排气管，
2．       更换新的primary o2 sensors，安装secondary o2 sensor bypass，
3．       把所有的排气管都要涂上陶瓷的隔热材料，
4．       更换所有的铜固定螺丝，
5．       使用以铜为基础的防止锈蚀的涂料，
6．       并且顺手更换汽油滤清器。

写出来好像很多的事情要做，但是实际上如果改装设计的比较好的话，做起来是非常顺手的。这也就是我以前所说的，做什么东西都要心里牢记是个系统工程。

在整个工程中，最最重要的就是要隔热，这个就要用到前面提到的特殊的陶瓷隔热涂料。这种涂料看起来，闻起来都和普通的水溶性油漆差不太多（吃起来的感觉就不知道了），但是粘稠度要大于普通油漆，在用HVLP（高流量低压力）喷枪喷涂的过程中要非常小心，这么小小的一瓶就要$100，喷图exhaust manifold要1瓶，伸下来的整条排气管要1瓶。。。这就是$200没有了，车子上的东西还是很烧钱的。当然在做喷涂之前，还要把排气管给用200 / 400 / 800的砂纸依次打磨以下，并且要用Acetone清洁干净。这也就是一般来说喷漆工艺的好坏很大程度上取决于前期准备工作。

其次的是大量采用不锈钢的排气管。很多同学都知道performance的排气管大部分都是不锈钢的，但是知道为什么采用不锈钢的同学却不太多。当然是用不锈钢排气管永远不会锈，看上去要好看很多，但是最重要的原因是因为对比高碳钢来说，不锈钢是一种相对比较好的绝热材料。一般是用在机械部件上的不锈钢是SS316规格的，但是排气管上采用的经常是SS304不锈钢。从绝热角度来说，再能承受排气温度的材料中，不锈钢是传热能力最低的。这样的话，排气温度就会越高，排气速度越快，back pressure就越小。

下表是各种材料的传热能力对比

Thermal Conductivity - k - (W/mK)
Material       Temperature (C)
      25       125       225
Aluminum       250       255       250
Copper       401       400       398
Carbon Steel       54       51       47
Gold       310       312       310
Iron       80       68       80
Platinum       70       71       72
Stainless Steel 304       16       17       19
Water       0.58       --       --
Water Vapor       --       0.016       --

使用这条排气管的另外一个好处就是减轻重量。Cat-back的那一段（也就是最后一段排气管），原厂的重48磅，这个只有28磅。催化器的那一段，原厂的有50磅，这个只有20磅。。。一条排气管就省了50磅，实在是物超所值。另外因为使用了陶瓷隔热，车身上很多铝制隔热板也可以拆掉了，这样又最少省了6磅。

图片开始

这是买来的原厂的exhaust manifold二人组，因为忘记派图片了，只能用他们ebay的广告吐了

被sand blast清洁过以后的样子，完全没有锈了

喷过陶瓷涂料以后

干了

这个是轻量化的中段排气管

Cat back排气管

原厂沉重的cat back

把排气管用砂纸打磨以后，清洁完毕准备喷气

喷好了

拆掉的隔热

原厂的exhaust manifold被灭掉以后的样子

上面的螺丝因为长年的高温都已经锈死了，完全没有办法弄下来，只能把螺丝拧断了

这些是固定manifold的studs，同样也锈死了

看看BMW引以为豪的MLS, multi layer steel gasket

全新的MLS

准备就绪的新的hardware

这些是o2 sensor bypass and fuel filter

这就是我们的英雄ceramic coating

这里需要特别提出的就是使用了基于铜的anti seize。一般在高温周期循环的情况下，部件之间会锈死，上面的图片里被拧断的螺丝，或者是螺母锈死在studs上面都是因为这个情况。宝马已经是用了铜螺丝，因为铜和铁的晶体结构差很多，一般来说不太容易锈死，但是如果没有anti seize来帮忙的话，还是不行。一般的anti seize都是基于镍的，价钱便宜量也足，但是用在宝马上，我还是喜欢价钱贵一些，效果好一些的copper anti seize。

就是这个copper anti seize

一切安装完毕

在所有以上工作做好的前提下，我做了1个试验，比较使用这种陶瓷材料的隔热性能。第一次控制实验在环境温度80F，相对湿度65%rH的情况下，开车20分钟，让油温达到190F。这时候是用红外测温，测出来在exhaust manifold上面的温度是230C，直接面对exhaust manifold的strut tower上面的温度是70C，记录温度的这张图片不是很清楚，因为闪光的原因。对比试验是在77F的环境温度下，60%rH相对湿度下进行的。开车22分钟，油温达到190F，侧出来的温度分别为116C和60C，同比来说下降幅度是非常明显的，特别是在manifold上面直接册的温度。在车体上的温度下降幅度不大的原因可能是因为车体的隔热比较大，而且作为一个整体的heat sink，降温不会那么明显。

看看我的实验数据

花絮：这种陶瓷涂料有个特殊的性质，就是在常温下它也会干掉，摸上去和普通油漆没有什么不同，但是一旦在高温下，经过一段时间的烘烤，才能真正的cure陶瓷。在这个烘烤的过程中，整条排气管上的陶瓷会发出大量的烟，并且产生大量气味，以至于我在烘烤的过程中（也就是在20分钟的正常驾驶里面）等红灯的时候，有3个人提醒我的车着火了???!!!然后他们在看我毫不在意的情况下，就差点没打911乐。。。

这次排气改装称为不完全的原因就是，仍旧是用了原厂的manifold，不是没有钱买equal length manifold，唯一没有选等长manifold的原因是重量，我看的上眼的最少要比原厂的重15磅，马力提升也就是在10个以内，所以就放弃了。所以这次的改装只能算是不完全改装。