汽车基础知识储备之进气歧管的原理与改装
2022-06-03 07:53 艾森ECU升级(北京运营中心)
进气系统的工作原理
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市适当比例的油气,由进汽门送入汽缸内点火燃烧,产生动力。活塞在汽缸内的运作,当引擎处于进气行程时,活塞往下运动使汽缸内产生真空(也就是压力变小),好与外界空气产生压力差,让空气能进入汽缸内。举例来说,大家都应该有被打过针,也看过护士小姐如何将药水吸入针桶内吧!假想针桶就是引擎,那么当针桶内的活塞向外抽出时,药水就会被吸入针桶内,而引擎就是这样把空气吸到汽缸内的。由于进气端的温度较低,复合材料开始成为热门的进气歧管材质,其质轻则内部光滑,能有效减少阻力,增加进气的效率。
进气歧管的位置
进气歧管位于节气门与引擎进气门之间,之所以称为「歧管」,是因为空气进入节气门后,经过歧管缓冲统后,空气流道就在此「分歧」了,对应引擎汽缸的数量,如四缸引擎就有四道,五缸引擎则有五道,将空气分别导入各汽缸中。以自然进气引擎来说,由于进气歧管位于节气门之后,所以当引擎油门开度小时,汽缸内无法吸到足量的空气,就会造成歧管真空度高;而当引擎油门开度大时,进气歧管内的真空度就会变小。因此,喷射供油引擎都会在进气歧管上装设一个压力计,供给ecu判定引擎负荷,而给予适量的喷油。
进气歧管复合材料材料
进气歧管是发动机周边的重要零件,国外早在20世纪70年代就开始研究树脂基复合材料汽车进气歧管。与传统的金属进气歧管相比,树脂基复合材料进气歧管的优点为:①轻量化,可以减轻40%-60%;
②零件数量减少,易于实现多零件的集成和整体成型;
③提高发动机性能,由于复合材料管内表面的平滑性和低的传热系数而使吸人空气的温度降低。
因此用树脂基复合材料进气歧管代替传统的金属进气歧管已成为新的发展趋势。在欧洲、美国和日本等国已经基本实现普通用车(主要是轿车)采用塑料进气歧管。目前国外轿车用汽油机90%都采用塑料进气歧管。我国的汽车进气歧管仍然以传统的铸铁或铸铝材料为主,部分汽车使用的塑料进气歧管也主要依靠进口。
塑料进气歧管的材料,不论用那种材料都必须能承受住现代发动机室内的苛刻环境。因此,为了确保塑料进气歧管能长期正常工作,材料的耐热、耐老化、抗拉强度、刚性和抗蠕变性能非常重要。
目前塑料进气歧管的材料主要使用尼龙(PA)/玻璃纤维(GF)复合材料。这种材料不仅具有较好的机械性能、更轻质、韧性好、耐水,耐酸碱性、生产周期短、适合大批量工业生产、为环境友好型材料等优点。尼龙中加入玻璃纤维可以增加塑料的拉伸强度和弯曲强度及弹性,提高产品的抗冲击和抗拉伸能力,同时也能提高产品的工艺尺寸稳定性:缺点就是注塑时容易出现玻璃纤维外露,质量难以确保。
进气歧管的改装
1)内壁抛光
进气歧管的内壁应当十分光滑,以减少进气阻力。原厂进气歧管都是采用铸造翻模而成的,内壁粗糙、铸模线明显,直接影响进气效率和气流顺畅性。对进气歧管内壁进行抛光是使其内壁光滑的一种比较简单的改装途径。
2)换件改装
由于一般进气歧管管体比较扭曲,很难进行完全彻底的抛光,提高进气效率幅度很有限。于是就出现了替换原厂型高性能进气歧管,这类进气歧管采用内壁光滑的等长等径渐变扩大的铝合金管路直接焊接在渐变收缩的侧漏斗型稳压室之上,可造就出近似均一的进气流量,而且喷油嘴安装位置也更靠近发动机进气口,可大大提高进气效率和动力输出。
需要注意的是,更换这种进气歧管由于改变了原车的进气量,供油量如果不相应提高会导致发动机温度过高、爆燃、无法正常工作,有些车型会因进气传感器信号异常,致使行车电脑进入安全模式。因此需要重新改写行车电脑管理程序,并对供油系统进行加强。
3)可变进气歧管
可变进气歧管是为了适应发动机在不同转速和负荷条件下的要求而设计的。为了充分利用进气波动效应和尽量缩小发动机在高、低速运转时进气速度的差别,从而达到改善发动机经济性及动力性,特别是改善中、低速和中、小负荷时的经济性和动力性的目的,要求发动机在高速转、大负荷时装备粗短的进气歧管,而在中、低转速和中、小负荷时配用细长的进气歧管,通过旋转阀进行控制。发动机采用可变进气歧管,可使转矩在所有转速下都能平均提高5%。
进气歧管主要作用
歧管真空不只可用来供给判定引擎负荷的压力讯号,还有许多用处呢!如煞车也需要利用引擎的真空来辅助,所以当引擎发动后煞车踏板会轻盈许多,就是因为有真空辅助的缘故。还有某些形式的定速控制机构也会利用到歧管真空。而这些真空管一旦有泄漏或者不当改装,会造成引擎控制失调,也会影响煞车的作动,所以奉劝读者尽量不要于真空管上作不当的改装,以维护行车的安全。
进气歧管的设计也是大有学问的,为了引擎每一汽缸的燃烧状况相同,每一缸的歧管长度和弯曲度都要尽可能的相同。由于引擎是由四个行程来完成运转程序,所以引擎每一缸会以脉冲方式进气,依据经验,较长的歧管适合低转速运转,而较短的歧管则适合高转速运转。所以有些车型会采用可变长度进气歧管,或连续可变长度进气歧管,使引擎在各转速域都能发挥较佳的性能。
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