可變進氣歧管技術(shù)原理

由于混合氣是具有質(zhì)量的流體，在進氣管中的流動狀態(tài)是千變?nèi)f化的，工程上往往要運用流體力學(xué)來優(yōu)化其內(nèi)部設(shè)計，例如將進氣歧管內(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)的渦流運動。但是，汽車發(fā)動機的工作轉(zhuǎn)速間隔高達數(shù)千轉(zhuǎn)，各工況所需的進氣需求不盡相同，這對普通的進氣歧管是個極大的考驗。于是，工程師對進氣歧管進行了深層次的開發(fā)--讓進氣歧管"變"起來。

汽車用4沖程發(fā)動機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)，進氣門只有1/4時間打開，這樣在進氣歧管內(nèi)造成一個進氣脈沖。發(fā)動機轉(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，進氣歧管的振動也就越大。工程師通過改變進氣歧管長度，改進氣流的流動。進氣歧管被設(shè)計成蝸牛一般的螺旋狀，分布在發(fā)動機缸體中間，氣流從中部進入。當(dāng)發(fā)動機在2000prm低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時，黑色控制閥關(guān)閉，氣流被迫從長歧管流入汽缸，此時，進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)動機轉(zhuǎn)速上升到5000rpm，進氣頻率上升，此時控制閥開啟，氣流繞開下部導(dǎo)管直接注入汽缸，這降低了進氣歧管的共振頻率，利于高速進氣。

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)動機的進氣需求。解決的辦法是設(shè)計一套連續(xù)可變進氣歧管長度的機構(gòu)。寶馬760裝配的V12發(fā)動機就采用了該設(shè)計。

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，進氣歧管就不能達到同樣的效果嗎?

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)動機需要一套機構(gòu)，在高轉(zhuǎn)速時使用較大的進氣歧管截面積，提高進氣流量;在低轉(zhuǎn)速時使用較小的進氣歧管截面面積，提高氣缸的進氣負(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。

共鳴進氣也稱為共振進氣增壓，是指利用在氣缸群中的壓力振動來實現(xiàn)進氣系統(tǒng)的調(diào)諧共振。水平對置發(fā)動機和V型發(fā)動機常采用這一技術(shù)來改善發(fā)動機的充氣效率。同一端的氣缸通過獨立的歧管共享一個諧振室，兩個諧振室之間通過管徑不同的兩根歧管相互連接，其中一根歧管的通路上設(shè)有可變進氣控制閥。由于水平對置及V型發(fā)動機兩端的氣缸工作交替進行，所以進氣交替地在這兩個諧振室之間進行，這樣在諧振室之間就形成壓力波。如果壓力波頻率與轉(zhuǎn)速相匹配，就會大大有助于空氣進入氣缸，從而改善充氣效率。在共鳴進氣系統(tǒng)中，壓力波的頻率取決于安裝在兩諧振室之間連接管上的可變進氣控制閥，在低轉(zhuǎn)速時關(guān)閉，壓力波的頻率減小，與相對較低的進氣頻率相吻合，從而可以提高中低轉(zhuǎn)速的扭知輸出:在高轉(zhuǎn)速時閥門開啟，這時壓力波的頻率增大，與較高的進氣頻率吻合，從而可以改善高轉(zhuǎn)速時的充氣效率。

因此可變進氣歧管，在發(fā)動機高速和低速時都能提供最佳配氣。發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速時，用又長又細(xì)的進氣歧管，可以增加進氣的氣流速度和氣壓強度，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)動機在高轉(zhuǎn)速時需要大量混合氣，這是進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。

如果有長短兩根進氣歧管，在低轉(zhuǎn)速時短進氣歧管關(guān)閉，發(fā)動機使用長進氣歧管進氣;高轉(zhuǎn)速時則關(guān)閉長進氣歧管，使用短管進氣;或者在進氣歧管內(nèi)設(shè)置閥門，通過開關(guān)來控制歧管內(nèi)的閥門，以此來控制進氣歧管的長度，分段可調(diào)能夠?qū)崿F(xiàn)多種長度，更能后適應(yīng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的要求。

發(fā)動機在運轉(zhuǎn)時，進氣門不斷地的開啟和關(guān)閉，氣門開啟時，進氣歧管中的混合氣以一定的速度通過氣門進入汽缸，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。

如果進氣歧管很短，顯然這種頻率會更快;如果進氣歧管很長的話，這個頻率就會變得相對慢一些。如果進氣歧管中混合氣的震蕩頻率與進氣門開啟的時間達到共振的話，那么此時的進氣效率顯然是很高的。