可變進(jìn)氣歧管
如今買汽車的人越來越多,問的問題也是各式各樣,所以汽車知識(shí)不斷的得到重視。有很多人都不知道可變進(jìn)氣歧管是什么,那么下面北邁小編就給大家講解一下可變進(jìn)氣歧管吧~
可變進(jìn)氣歧管通過改變進(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)氣歧管,在發(fā)動(dòng)機(jī)高速和低速時(shí)都能提供配氣。
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。
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)極大的考驗(yàn)。于是,天工程師對(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。
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。
上面這種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但是只有2級(jí)可調(diào),這顯然不能完全滿足各個(gè)轉(zhuǎn)速下發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣需求。解決的辦法是設(shè)計(jì)一套連續(xù)可變進(jìn)氣歧管長(zhǎng)度的機(jī)構(gòu)。寶馬760裝配的V12發(fā)動(dòng)機(jī)就采用了該設(shè)計(jì)。
寶馬的進(jìn)氣機(jī)構(gòu)中間設(shè)計(jì)了一個(gè)轉(zhuǎn)子來控制進(jìn)氣歧管的長(zhǎng)度,通過轉(zhuǎn)子角度的變化,使進(jìn)氣氣流進(jìn)入汽缸的長(zhǎng)度連續(xù)可變。這顯然更能滿足各個(gè)轉(zhuǎn)速下的進(jìn)氣效率。動(dòng)力輸出更加線性,扭力分布更加均勻,燃油經(jīng)濟(jì)型更加優(yōu)秀。
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??;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。
【擴(kuò)展閱讀】:
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)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
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。
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。
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4 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。
無級(jí)可變長(zhǎng)度進(jìn)氣歧管
無級(jí)可變進(jìn)氣歧管是可變長(zhǎng)度進(jìn)氣歧管最理想的一種方案?;驹砣匀皇瞧蜋C(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。其特征是:兩閥全開,短進(jìn)氣歧管工作。
車主們是不是對(duì)上面的內(nèi)容已經(jīng)了解了吧,可變進(jìn)氣歧管是汽車上很重要的一個(gè)部件了,對(duì)汽車駕駛安全有很大的作用,所以不能忽視。
最后編輯:Zerim
- 上一篇: 缸蓋材料
- 下一篇: 發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火方式