發(fā)動(dòng)機(jī)可變進(jìn)氣歧管技術(shù)

1、一、可變進(jìn)氣歧管技術(shù)功能：一、可變進(jìn)氣歧管技術(shù)功能： 通過改變進(jìn)氣管的長(zhǎng)度和截面積，提高燃燒效率，使發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)更平穩(wěn)、扭矩更充足，高轉(zhuǎn)速時(shí)更順暢、功率更強(qiáng)大。進(jìn)氣歧管一端與進(jìn)氣門相連，一端與進(jìn)氣總管后的進(jìn)氣諧振室相連，每個(gè)汽缸都有一根進(jìn)氣歧管。發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)氣門不斷地的開啟和關(guān)閉，氣門開啟時(shí)，進(jìn)氣歧管中的混合氣以一定的速度通過氣門進(jìn)入汽缸，當(dāng)氣門關(guān)閉時(shí)混合氣受阻就會(huì)反彈，周而復(fù)始會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)頻率。如果進(jìn)氣歧管很短，顯然這種頻率會(huì)更快;如果進(jìn)氣歧管很長(zhǎng)的話，這個(gè)頻率就會(huì)變得相對(duì)慢一些。如果進(jìn)氣歧管中混合氣的震蕩頻率與進(jìn)氣門開啟的時(shí)間達(dá)到共振的話，那么此時(shí)的進(jìn)氣效率顯然是很高的。因此可變進(jìn)

2、氣歧管，在發(fā)動(dòng)機(jī)高速和低速時(shí)都能提供最佳配氣。 發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)，用又長(zhǎng)又細(xì)的進(jìn)氣歧管，可以增加進(jìn)氣的氣流速度和氣壓強(qiáng)度，并使得汽油得以更好的霧化，燃燒的更好，提高扭矩。(就像捏扁水管后，水流就會(huì)更有力)發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速時(shí)需要大量混合氣，這是進(jìn)氣歧管就會(huì)變的又粗有短，這樣才能吸入更多的混合氣，提高輸出功率。 二、技術(shù)原理： 由于混合氣是具有質(zhì)量的流體，在進(jìn)氣管中的流動(dòng)狀態(tài)是千變?nèi)f化的，工程上往往要運(yùn)用流體力學(xué)來優(yōu)化其內(nèi)部設(shè)計(jì)，例如將進(jìn)氣歧管內(nèi)壁打磨光滑減輕阻力，或者刻意制造粗糙面營(yíng)造汽缸內(nèi)的渦流運(yùn)動(dòng)。但是，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作轉(zhuǎn)速間隔高達(dá)數(shù)千轉(zhuǎn)，各工況所需的進(jìn)氣需求不盡相同，這對(duì)普通的進(jìn)氣歧管是個(gè)極

3、大的考驗(yàn)。于是，工程師對(duì)進(jìn)氣歧管進(jìn)行了深層次的開發(fā)讓進(jìn)氣歧管“變”起來。1、變長(zhǎng)度汽車用4沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞上上下下往復(fù)2次循環(huán)才算完成一個(gè)工作循環(huán)，進(jìn)氣門只有1/4時(shí)間打開，這樣在進(jìn)氣歧管內(nèi)造成一個(gè)進(jìn)氣脈沖。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，氣門開啟間隔也就越短，脈沖頻率也就越高。簡(jiǎn)單的說，進(jìn)氣歧管的振動(dòng)也就越大。工程師通過改變進(jìn)氣歧管長(zhǎng)度，改進(jìn)氣流的流動(dòng)。進(jìn)氣歧管被設(shè)計(jì)成蝸牛一般的螺旋狀，分布在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體中間，氣流從中部進(jìn)入。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在2000prm低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，黑色控制閥關(guān)閉，氣流被迫從長(zhǎng)歧管流入汽缸，此時(shí)，進(jìn)氣歧管的固有頻率得以降低，以適應(yīng)氣流的低轉(zhuǎn)速。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到5000rpm，進(jìn)氣頻率上升，此時(shí)

4、控制閥開啟，氣流繞開下部導(dǎo)管直接注入汽缸，這降低了進(jìn)氣歧管的共振頻率，利于高速進(jìn)氣。2、變截面 我們知道，低轉(zhuǎn)速時(shí)氣門會(huì)設(shè)置成短行程開啟，高轉(zhuǎn)速時(shí)氣門會(huì)設(shè)置成長(zhǎng)行程開啟，這都是“負(fù)壓”惹出來的禍。那么除了氣門，進(jìn)氣歧管就不能達(dá)到同樣的效果嗎? 流體力學(xué)的原理，管道的截面積越大，流體壓力越小;管道截面積越小，流體壓力越大。舉個(gè)例子：小時(shí)候我們都玩過自來水，將水管前端捏扁，自來水的壓力會(huì)變得非常大。 根據(jù)這一原理，發(fā)動(dòng)機(jī)需要一套機(jī)構(gòu)，在高轉(zhuǎn)速時(shí)使用較大的進(jìn)氣歧管截面積，提高進(jìn)氣流量;在低轉(zhuǎn)速時(shí)使用較小的進(jìn)氣歧管截面面積，提高氣缸的進(jìn)氣負(fù)壓，也能在氣缸內(nèi)充分形成渦流，讓空氣與汽油更好的混合。 以4氣

5、門發(fā)動(dòng)機(jī)為例，2進(jìn)2排設(shè)計(jì)，其中一進(jìn)氣管帶有氣閥，該氣閥受到ECU的直接控制。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需要的進(jìn)氣歧管截面積小，這時(shí)可以關(guān)閉氣閥，使兩個(gè)進(jìn)氣門只有一個(gè)能夠進(jìn)氣，這相當(dāng)于減少了一半的截面積。同樣，發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，氣閥在ECU控制下開啟，兩個(gè)進(jìn)氣門同時(shí)工作，這相當(dāng)于加大了截面積。 經(jīng)上訴2種技術(shù)原理，設(shè)計(jì)師們?cè)O(shè)計(jì)出了3中進(jìn)氣歧管可變氣技術(shù)，分別是： 1、可變長(zhǎng)度進(jìn)氣歧管 2、雙通道可變進(jìn)氣歧管 3、主副通道式可變進(jìn)氣歧管、 4、無級(jí)可變進(jìn)氣歧管 1 1、可變長(zhǎng)度進(jìn)氣歧管、可變長(zhǎng)度進(jìn)氣歧管 當(dāng)汽油機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，汽油機(jī)電子控制模塊指令轉(zhuǎn)換閥控制機(jī)構(gòu)關(guān)閉轉(zhuǎn)換閥。這時(shí)，空氣須經(jīng)空氣濾清器和節(jié)

6、氣門沿著彎曲而又細(xì)長(zhǎng)的進(jìn)氣歧管流進(jìn)氣缸。細(xì)長(zhǎng)的進(jìn)氣歧管提高了進(jìn)氣速度，增強(qiáng)了氣流的慣性，使進(jìn)氣充量增多;當(dāng)汽油機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，汽油機(jī)電子控制模塊指令轉(zhuǎn)換閥控制機(jī)構(gòu)，打開轉(zhuǎn)換閥，空氣經(jīng)空氣濾清器和節(jié)氣門及轉(zhuǎn)換閥直接進(jìn)入粗短的進(jìn)氣歧管。粗短的進(jìn)氣歧管，進(jìn)氣阻力減小，也使進(jìn)氣充量增多。 可變長(zhǎng)度進(jìn)氣歧管不僅可以提高汽油機(jī)在中、低速和中、小負(fù)荷時(shí)的動(dòng)力性，即提高有效輸出扭矩;還由于它提高了汽油機(jī)在中、低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的進(jìn)氣速度W，而增強(qiáng)了氣缸內(nèi)的氣流強(qiáng)度，從而改善了燃燒過程，使汽油機(jī)中、低速的最低燃油消耗率下降，燃油經(jīng)濟(jì)性有所提高。 此外，可變長(zhǎng)度進(jìn)氣歧管還有減少汽油機(jī)廢氣排放量的作用。因?yàn)槠蜋C(jī)燃燒過程改善

7、后，不僅油耗降低，經(jīng)濟(jì)性改善，汽油機(jī)的有害排氣污染物的排放量也能適當(dāng)減少，即轎車汽油機(jī)的排放凈化性能也可適當(dāng)改善。 使用車型： 福特Duratec 2.5L V6發(fā)動(dòng)機(jī)、奔馳新SLK（R171）發(fā)動(dòng)機(jī) 2 2、雙通道可變進(jìn)氣歧管、雙通道可變進(jìn)氣歧管 雙通道可變進(jìn)氣歧管：每個(gè)進(jìn)氣歧管都有兩個(gè)進(jìn)氣通道，一長(zhǎng)一短。根據(jù)汽油機(jī)的工作轉(zhuǎn)速高低、負(fù)荷大小，由旋轉(zhuǎn)閥2控制空氣經(jīng)過哪一個(gè)通道流進(jìn)氣缸。在長(zhǎng)進(jìn)氣道中安裝有噴油器。當(dāng)汽油機(jī)在中、低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)閥2受到由汽油機(jī)電子控制模塊發(fā)出的指令，在旋轉(zhuǎn)閥控制機(jī)構(gòu)(執(zhí)行器)作用下，將短進(jìn)氣通道1封閉，新鮮空氣充量經(jīng)空氣濾清器、節(jié)氣門沿長(zhǎng)進(jìn)氣通道3經(jīng)過缸蓋上的進(jìn)氣

8、道5和進(jìn)氣門6進(jìn)入氣缸;當(dāng)汽油機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，汽油機(jī)電子控制模塊發(fā)出指令，旋轉(zhuǎn)閥控制機(jī)構(gòu)(執(zhí)行器)作用將短進(jìn)氣道1打開，使長(zhǎng)進(jìn)氣道通道短路，將長(zhǎng)進(jìn)氣通道改變?yōu)檩o助進(jìn)氣通道。這時(shí)，新鮮空氣充量同時(shí)經(jīng)過兩個(gè)進(jìn)氣通道進(jìn)入氣缸。 與可變長(zhǎng)度進(jìn)氣歧管的功用相同，雙通道可變進(jìn)氣歧管可提高汽油機(jī)在中、低速和中、小負(fù)荷的有效輸出扭矩改善動(dòng)力性;降低汽油機(jī)在中、低速和中、小負(fù)荷的最低燃油消耗率改善經(jīng)濟(jì)性;適當(dāng)減少汽油機(jī)有害排氣污染物的排放量改善排氣凈化性。 3 3、主副通道式可變進(jìn)氣歧管、主副通道式可變進(jìn)氣歧管 主副通道式可變進(jìn)氣歧管是雙通道可變進(jìn)氣歧管的一個(gè)變型和特例。其結(jié)構(gòu)、 工作過程、作用機(jī)理及功用均與雙

9、通道可變進(jìn)氣歧管相似。 在由低速向高速過渡的狀態(tài)下，控制閥部分微開度。每一氣缸使用主進(jìn)氣通道(長(zhǎng))和副進(jìn)氣通道(短)。副進(jìn)氣通道中安裝有控制閥(圓盤閥)，主進(jìn)氣通道中安裝有噴油器。在主副通道式可變進(jìn)氣歧管中，控制閥的位置由 控制單元(ECU)根據(jù)轎車汽油機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)速高或低進(jìn)行控制。 當(dāng)汽油機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，控制閥4保持關(guān)閉，迫使所有的新鮮進(jìn)氣充量都經(jīng)主通道1高速地流入氣缸;當(dāng)汽油機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，控制閥4保持全開，以減少進(jìn)氣的流動(dòng)阻力。此時(shí)，所有新鮮進(jìn)氣充量同時(shí)經(jīng)主、副兩個(gè)通道進(jìn)入氣缸。 為了防止汽油機(jī)低轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)速兩種運(yùn)轉(zhuǎn)方式變更時(shí)，控制閥由全關(guān)變成全開，控制閥位置突變，引起進(jìn)氣氣流速度突變和進(jìn)氣流

10、量的突變，導(dǎo)致汽油機(jī)有效輸出扭矩的突變，人們?cè)鲈O(shè)了控制閥部分微開度的控制。 當(dāng)汽油機(jī)中速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，控制閥微微地開啟(部分開度)，這時(shí)，進(jìn)氣流量的大部分即主要進(jìn)氣量仍經(jīng)主通道流入氣缸;進(jìn)氣流量的小部分即輔助進(jìn)氣量會(huì)經(jīng)副通道流入氣缸。進(jìn)氣流量的主要部分和輔助部分的比例取決于控制閥微微開啟的比例。驅(qū)動(dòng)控制閥開關(guān)動(dòng)作起兩種方式的作用：通過電磁閥控制的真空膜片和通過伺服電機(jī)。伺服電機(jī)起驅(qū)動(dòng)作用控制圓盤閥(驅(qū)動(dòng)控制閥)，控制更精確。 此類進(jìn)氣歧管可增大汽油機(jī)中、低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的有效輸出扭矩，改善動(dòng)力性;降低汽油機(jī)中、低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的最低燃油消耗率，改善經(jīng)濟(jì)性。汽油機(jī)有害排氣污染物排放量有所減少，即排放凈化性有所提高

11、。 4 4、無級(jí)可變進(jìn)氣歧管、無級(jí)可變進(jìn)氣歧管 無級(jí)可變進(jìn)氣歧管是可變進(jìn)氣歧管最理想的一種方案。基本原理仍然是汽油機(jī)配置的進(jìn)氣歧管的長(zhǎng)度和截面面積能夠隨著汽油機(jī)轉(zhuǎn)速變化而無級(jí)、連續(xù)地改變。 低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，節(jié)氣門體可變進(jìn)氣管長(zhǎng)度閥(控制閥)關(guān)閉，進(jìn)氣歧管可變進(jìn)氣管長(zhǎng)度閥(控制閥)也關(guān)閉。此時(shí)，長(zhǎng)進(jìn)氣歧管工作，成為新鮮進(jìn)氣充量的主要通道。兩閥全關(guān)，其特征是長(zhǎng)進(jìn)氣歧管工作。 中等轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，節(jié)氣門體可變進(jìn)氣管長(zhǎng)度閥(控制閥)打開，而進(jìn)氣歧管可變進(jìn)氣管長(zhǎng)度閥(控制閥)關(guān)閉，此時(shí)，中等長(zhǎng)度進(jìn)氣歧管工作，成為新鮮進(jìn)氣充量的主要通道。其特征是：兩閥一開一關(guān)，中等長(zhǎng)度進(jìn)氣歧管工作。 高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，節(jié)氣門體可變

12、進(jìn)氣管長(zhǎng)度閥(控制閥)打開。而進(jìn)氣歧管可變進(jìn)氣管長(zhǎng)度閥也打開。此時(shí)，短進(jìn)氣歧管工作，成為新鮮進(jìn)氣充量的主要通道。1、變長(zhǎng)度汽車用4沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞上上下下往復(fù)2次循環(huán)才算完成一個(gè)工作循環(huán)，進(jìn)氣門只有1/4時(shí)間打開，這樣在進(jìn)氣歧管內(nèi)造成一個(gè)進(jìn)氣脈沖。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，氣門開啟間隔也就越短，脈沖頻率也就越高。簡(jiǎn)單的說，進(jìn)氣歧管的振動(dòng)也就越大。工程師通過改變進(jìn)氣歧管長(zhǎng)度，改進(jìn)氣流的流動(dòng)。進(jìn)氣歧管被設(shè)計(jì)成蝸牛一般的螺旋狀，分布在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體中間，氣流從中部進(jìn)入。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在2000prm低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，黑色控制閥關(guān)閉，氣流被迫從長(zhǎng)歧管流入汽缸，此時(shí)，進(jìn)氣歧管的固有頻率得以降低，以適應(yīng)氣流的低轉(zhuǎn)速。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到5000rpm，進(jìn)氣頻率上升，此時(shí)控制閥開啟，氣流繞開下部導(dǎo)管直接注入汽缸，這降低了進(jìn)氣歧管的共振頻率，利于高速進(jìn)氣。 以4氣門發(fā)動(dòng)機(jī)為例，2進(jìn)2排設(shè)計(jì)，其中一進(jìn)氣管帶有氣閥，該氣閥受到ECU的直接控制。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需要的進(jìn)氣歧管截面積小，這時(shí)可以關(guān)閉氣閥，使兩個(gè)進(jìn)氣門只有一個(gè)能夠進(jìn)氣，這相當(dāng)于減少了一半的