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发动机呼吸通畅的秘诀—进气系统的改装与升级

2017-11-07 08:48    艾森ECU升级(北京运营中心)


      提高发动机马力的方法有很多,最简单同时成本最低的方法就是改装进气系统了。那么为什么改装进气系统能提高马力呢?我们又应该如何改装呢? “单位时间内进入气缸的空气重量;简称为进气量。汽车上的空气流量传感器感知到进入的空气量越多,ECU就会发出指令,喷射更多的燃油与其匹配。使燃烧更加充分,发动机就能产生更大的能量。所以说进气量的加大与发动机的性能是成正比的。那么我们应该如何改装进气系统呢?

一:先从进气系统的工作原理开始

 进气系统包含了空气滤清器、进气歧管、进汽门机构。空气经空气滤清器过滤掉杂质后,流过空气流量计,经由进气道进入进气歧管,与喷油嘴喷出的汽油混合后形成适当比例的油气,由进汽门送入汽缸内点火燃烧,产生动力。

1 容积效率

引擎运转时,每一循环所能获得空气量的多少,是决定引擎动力大小的基本因素,而引擎的进气能力乃是由引擎的『容积效率』及『充填效率』来衡量的。『容积效率』的定义是每一个进气行程中,汽缸所吸入的空气在大气压力下所占的体积和汽缸活塞行程容积的比值。

之所以要用在所吸入空气在大气压力下所占的体积为标准,是因为空气进入汽缸时,汽缸内的压力比外在的大气压力低,而且压力值会有所变化,所以采用一大气压的状态下的体积作为共同的标准。并且由于在进行吸气行程时,会遭受其他的进气阻力,加上汽缸内的高温作用,因此将吸入汽缸内的空气体积换算成一大气压下的状态时,一定小于汽缸的体积,也就是说自然吸气引擎的容积效率一定小于1。进气阻力的降低、汽缸内压力的提高、温度降低、排气回压降低、进汽门面积加大都可提高引擎的容积效率,而引擎在高转速运转时则会降低容积效率。

2)充填效率

由于空气的密度是因进气系统入口的大气状态(温度、压力)而有所不同,因此容积效率并不能表现实际上进入汽缸内空气的质量,于是我们必须靠"充填效率"来说明。"充填效率"的定义是每一个进气行程中所吸入的空气质量与标准状态下(1大气压、20、密度:1.187Kg/cm2)占有汽缸活塞行程容积的干燥空气质量的比值。在大气压力高、温度低、密度高时,引擎的充填效率也将随之提高。由此也可看出,容积效率所表现的是引擎构造及运转状态所造成引擎性能的差异,充填效率表现的则是运转当时大气状态所引起引擎性能的变化时进气岐管与容积效率 


 

二:改装进气需要注意什么?

1.风隔的过滤性能

风隔也就是我们常说的空气滤清器了,作为汽车进气工作的第一个重要入口,风隔能够过滤掉进气中的灰尘和杂质,保证进气的纯净,而在这个过程中,风隔在过滤空气的效率直接影响到了进气量,而这里也特别提醒大家,风隔的主要作用还是过滤空气,切忌不可因为便宜而选择劣质进气风隔,较差过滤能力的风隔容易导致发动机吸入过多的灰尘,最终造成对发动机的永久损伤。所以替换风格的前提是在保证了过滤性的情况下,在考虑对进气效率的影响。

那么如何选择过滤性有保证,又能提高进气效率的产品呢?最简单的方法就是买有多年进气系统改装经验的大品牌,虽然价格比较贵,不过一分钱一分货的道理大家都懂,比如K&N、ARC、AEM、BMC等,而且一般建议购买街道型产品,虽然竞技型产品进气效果更好,不过也因为追求最大功率的发挥,损失低转速扭矩,而且耐用性也不如街道型产品,当然,如果是为了下赛道就另当别论了。

2.看不见的温度影响

空气因为有预热膨胀的特性,所以进气温度越高,相应的同体积的空气中含氧量就会相对更少,而发动机功燃烧是需要依靠氧气的,所以要保证进气系统吸入的空气温度越低越好,而原厂的车型的风箱的进风口大小与安放位置因为要照顾到成本和各个部件的位置,还是有不少提升的空间。

因此改装的时候也可以针对这点进行改装,比如材质上选择隔热材质、选择远离高温部位(排气歧管)等方法可以进一步提高进气性能。

3.进气管的造型也会有影响

和改装头段排气原理一样,通常风箱造型越圆滑,进气管管路越直、越粗、管壁越圆滑,整个进气风箱的性能就越好,对高转速情况下更有力度;而反过来,适当的延长进气管的长度和造型,更有利于低扭输出。

通常风箱轮廓越圆滑,风箱前的进气管道越粗、越少弯曲、管壁越圆滑,整个进气风箱的性能就越好。改装碳纤维风箱对于动力性能的提升相比简单的更换原装位进气风格要好,当然价格也更高,而铝合金风箱相对于碳纤维的隔热性能差一些,但通过合理的设计也可以达到不错的效果。

当然,这是理论上,因为每辆车在设计的时候发动机都有着不同的扭矩输出特性,除非是针对性的设计改装,不然直接根据理论而改变进气管路的造型和布局,可能无法提升动力性能,甚至得到适得其反的效果。而针对这个,一些进气改装品牌也会针对特定车型推出针对性设计。

进气量是不是越大就越好?

知道上面这些,可能会有车友觉得进气量越大越好呢?其实不是这样的,就像我们改装排气需要加大进气量一样,汽车改装是注重系统协调性的,作为四冲程发动机做功第一环节,如果进气量提升明显,而原厂的ECU、活塞、排气等都没有及时跟上的话,反而会因为承受不起如此的的进气量,也就是说会导致功率差或者说低扭差的一些车型出现怠速不稳、异响不正常、抖动等问题。

进气改装不都是好的?

进气改装最明显的好处就是提升动力、提升马力了,大品牌的过滤效果也可能会比原厂的好,而且一般改装的进气风隔为棉质、泡沫质的,因为可循环利用,不用二次再购买。

而弊端就是动力提升了,油耗会有轻微的增加,这是避免不了的。而进气改装真正影响的是低扭上的损失,不过如果是合格厂商的产品,对低扭的损失也是有限的。

三:常见的进气改装方式推介:
 

1.原装位风隔

不少改装品牌都会针对车型推出专门的原装位风隔,因为替换成本较低,所以有着不错的性价比,加上是原装位替换,没有涉及到其他方面的改动,所以不会改变发动机的输出特性,在保证低扭的同时可以有效提高进气效率。当然效果是有限的。

因为原厂的空气滤芯出于成本考虑,大多都是干式纸质材料,这种干式纸质材料利用纸质滤网来过滤灰尘和异物,空气会透过滤网中的小孔进入发动机,在长时间使用后,表面会吸附大量灰尘,对进气形成阻力,进气效率随之降低。因此需要经常替换。

而改装高性能空气滤芯都是采用棉质或海绵材料制成,加上专用的滤网油来阻隔灰尘,由于采用了立体式的过滤介质(纵横交错的棉质滤芯),灰尘会被阻隔在层层包裹的棉质滤芯中,较大的灰尘会被滤油粘黏在滤网表面,还可起到过滤作用。棉质滤芯不会像纸质滤芯一旦小孔被灰尘堵住便丧失进气性能,因此进气效率更高并且更持久。而海绵材质的滤芯比棉质滤芯有着更高的吸尘容量。市面上针对各种车型推出的高性能风隔通常价格在几百元左右,绝对算得上一项极具性价比的改装项目。

2.碳纤维风箱

上面也说到了温度对空气体积的影响,而碳纤维材质的特性之一就是具有传热慢的特性,所以改装碳纤维材质的风箱可以更好的隔离发动机仓内的大部分热量,使进气温度降低,达到提高进气性能的目的。当然,只要和碳纤维沾边了,价格也就上去了。

 

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