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平衡呼吸——可变进气歧管对发动机性能的影响  

2009-05-12 13:27:43|  分类: 气门技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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我们在看发动机的特有技术时,不仅会看到可变气门正时和可变气门行程,而且会常看见类似可变进气歧管、可变进气道等名词。实际上这种可变技术与前两种一样,也是为了实现兼顾发动机在高、低不同转速时的进气需求,使低速运转更平稳、低速扭矩更强,高速时运转更顺畅、功率更大。那么这个可变进气歧管到底是基于什么原理开发和设计的呢?它是如何实现兼顾高、低转速的不同需求呢? 

平衡呼吸——可变进气歧管对发动机性能的影响 - gunwww - gunwww的博客    发动机的进气歧管是指一端与进气门相连,一端与进气总管后的进气谐振室相连的管道。一般来说每个气缸会有一根进气歧管,进气歧管设计的不同,同样会影响到发动机的性能。其中,长度就是很重要的一项。 

    不同的进气歧管长度对应不同的转速需求,这是与进气歧管内混合气的运动特性息息相关的。 

    在发动机运转时,进气门不断的开启和关闭。当进气门开启的时候,进气歧管中的混合气会以一定的流速通过进气门进入气缸,而当进气门关闭时,这种有一定速度的混合气会遇到阻力。混合气是可以压缩的,因此这种有流速的混合气会在进气门附近堆积,就好比被压缩一样。可以想象,这种堆积起来的混合气在堆积到一定程度以后,会产生一个弹性,向另一端释放,也就是说这种堆积的“混合气团”又会向相反的方向运动。当“混合气团”运动到进气歧管另一端时,又会被“弹”回来,如此周而复始,会产生一个震荡频率。在这里用文字表述仿佛这个过程很漫长,实际上在进气歧管里,这种频率是非常快的。 

    那么我们可以设想一下,如果进气歧管很短,显然这种频率会更快;如果进气歧管很长的话,这个频率就会变得相对慢一些。我们知道共振的原理,如果进气歧管中混合气的震荡频率与进气门开启的时间达到共振的话,那么当进气门打开的时候,恰好是堆积的混合气达到进气门口时,此时的进气效率显然是很高的。发动机设计师在设计发动机的时候,就必须考虑到这一点。 

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较短的进气歧管更适合于高转速,而较长的进气歧管则更适合于低转速。    除了以上说到的进气共振以外,进气歧管的长度还与进气阻力以及进气混合能力有关。较短的进气歧管进气阻力显然更小,高速时候的响应更快,而较长的进气歧管则有利于进气歧管中油与气的混合——这很容易理解,显然较短的进气歧管更适合于高转速,而较长的进气歧管则更适合于低转速。 

    那么设计师在设计发动机的时候,该采用那种长度的进气歧管呢?从上面的分析可以看出,固定长度的进气歧管显然无法兼顾高转速和低转速时的进气共振,因此对于采用固定长度进气歧管的发动机,只能选择一个折中的长度,这一点与气门正时和气门行程设计上的折中取值是一个道理。显然这只是一个折衷的办法,在发动机低速和高速运转的时候,固定长度的进气歧管都不能提供最佳配气,因此可变进气歧管就显得很有必要了。 

    与可变气门正时和可变气门行程一样,可变进气歧管长度同样是通过技术手段,实现其进气歧管长度在不同转速的时候可以变化,从而兼顾高低转速时的进气需求。下面我们来看看目前已有的可变进气歧管长度技术。这种技术分为两种,分段可调与无极可调。 

    采用两段可调技术的发动机在每个气缸上有两根进气歧管(一长一短)。低转速时短进气歧管关闭,发动机使用长进气歧管进气;高转速时则相反,关闭长进气歧管,使用短管进气。多段可调则是在进气歧管内设有多个控制阀,通过开关不同的控制阀来获得不同的进气歧管长度。显然,分段可调也不能满足发动机在各个转速对进气的要求,要解决这个问题就需要进气歧管的长度连续可变。连续可调的进气歧管由一个回旋的进气歧管和一个中央转子来实现的。调节转子的角度来改变进气歧管的长度。这样的设计满足了发动机在各个转速下对进气的要求,使得动力输入更平稳、扭矩更平均、燃油经济性也更好。 

平衡呼吸——可变进气歧管对发动机性能的影响 - gunwww - gunwww的博客    所有的可变技术都是为了实现发动机在不同转速区域的需求,可变进气歧管也不例外。我们在买时,如果特别在意发动机在不同转速区域的综合表现,除了要看其是否有VVT等技术,对于可变进气歧管这种技术也同样不可忽视。打个比方,如果两台同级别的发动机,在其它设计方面不想伯仲(比如都具备VVT、双顶16气阀等等的时候),如果其中一台配备了可变进气歧管,那么这台发动机就更值得考虑。

 

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