發(fā)動機(jī)可變進(jìn)氣歧管技術(shù).ppt

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1、可變進(jìn)氣歧管技術(shù)在汽車發(fā)動機(jī)中的應(yīng)用一、可變進(jìn)氣歧管技術(shù)功能：通過改變進(jìn)氣管的長度和截面積，提高燃燒效率，使發(fā)動機(jī)在低轉(zhuǎn)速時更平穩(wěn)、扭矩更充足，高轉(zhuǎn)速時更順暢、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，每個汽缸都有一根進(jìn)氣歧管。發(fā)動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時，進(jìn)氣門不斷地的開啟和關(guān)閉，氣門開啟時，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)閉時混合氣受阻就會反彈，周而復(fù)始會產(chǎn)生震動頻率。如果進(jìn)氣歧管很短，顯然這種頻率會更快;如果進(jìn)氣歧管很長的話，這個頻率就會變得相對慢一些。如果進(jìn)氣歧管中混合氣的震蕩頻率與進(jìn)氣門開啟的時間達(dá)到

2、共振的話，那么此時的進(jìn)氣效率顯然是很高的。因此可變進(jìn)氣歧管，在發(fā)動機(jī)高速和低速時都能提供最佳配氣。發(fā)動機(jī)在低轉(zhuǎn)速時，用又長又細(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，水流就會更有力)發(fā)動機(jī)在高轉(zhuǎn)速時需要大量混合氣，這是進(jìn)氣歧管就會變的又粗有短，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造汽缸內(nèi)的渦流運(yùn)動。但是，

3、汽車發(fā)動機(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，這對普通的進(jìn)氣歧管是個極大的考驗(yàn)。于是，工程師對進(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、變長度汽車用4沖程發(fā)動機(jī)的活塞上上下下往復(fù)2次循環(huán)才算完成一個工作循環(huán)，進(jìn)氣門只有1/4時間打開，這樣在進(jìn)氣歧管內(nèi)造成一個進(jìn)氣脈沖。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速越高，氣門開啟間隔也就越短，脈沖頻率也就越高。簡單的說，進(jìn)氣歧管的振動也就越大。工程師通過改變進(jìn)氣歧管長度，改進(jìn)氣流的流動。進(jìn)氣歧管被設(shè)計(jì)成蝸牛一般的螺旋狀，分布在發(fā)動機(jī)缸體中間，氣流從中部進(jìn)入。當(dāng)發(fā)動機(jī)在2000prm低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時，黑色控制閥

4、關(guān)閉，氣流被迫從長歧管流入汽缸，此時，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)動機(jī)轉(zhuǎn)速上升到5000rpm，進(jìn)氣頻率上升，此時控制閥開啟，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)簡單，但是只有2級可調(diào)，這顯然不能完全滿足各個轉(zhuǎn)速下發(fā)動機(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)氣歧管長度的機(jī)構(gòu)。寶馬760裝配的V12發(fā)動機(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)了一個轉(zhuǎn)子來控制進(jìn)氣歧管的長度，通過轉(zhuǎn)子角度的變化，使進(jìn)氣氣流進(jìn)入汽缸的長度連續(xù)可變。這顯然更能滿足各個轉(zhuǎn)速下的進(jìn)氣效率。動力輸出更加

5、線性，扭力分布更加均勻，燃油經(jīng)濟(jì)型更加優(yōu)秀。2、變截面我們知道，低轉(zhuǎn)速時氣門會設(shè)置成短行程開啟，高轉(zhuǎn)速時氣門會設(shè)置成長行程開啟，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。舉個例子：小時候我們都玩過自來水，將水管前端捏扁，自來水的壓力會變得非常大。根據(jù)這一原理，發(fā)動機(jī)需要一套機(jī)構(gòu)，在高轉(zhuǎn)速時使用較大的進(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)

6、動機(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)動機(jī)低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時，需要的進(jìn)氣歧管截面積小，這時可以關(guān)閉氣閥，使兩個進(jìn)氣門只有一個能夠進(jìn)氣，這相當(dāng)于減少了一半的截面積。同樣，發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，氣閥在ECU控制下開啟，兩個進(jìn)氣門同時工作，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)師們設(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、無級可變進(jìn)氣歧管1、可變長度進(jìn)氣歧管當(dāng)汽油機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時，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，空氣須經(jīng)空氣濾清器

7、和節(jié)氣門沿著彎曲而又細(xì)長的進(jìn)氣歧管流進(jìn)氣缸。細(xì)長的進(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，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?？勺冮L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)荷時的動力性，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，可變長度進(jìn)氣歧管還有減少汽

8、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