进气歧管位于节气门和发动机进气阀之间,被称为“歧管”,因为空气进入节气门后通过歧管缓冲系统后,空气流道在这里“不一致”,相当于发动机气缸的数量,如4缸发动机。
进气歧管的设计也很有内涵。为了使发动机中每个气缸的燃烧状态相同,每个气缸的歧管长度和弯曲度必须尽可能相等。
发动机由四个行程完成运行程序,所以发动机的每个气缸都是用脉冲吸入的。经验表明,长流形适合低转速,短流形适合高速驾驶。因此,一些车型使用可变长度进气歧管或连续可变长度进气歧管,使发动机在角速度区域发挥更好的性能。
#技术#
在上赛季的《引擎管理》中,我们简单介绍了ECU的控制逻辑和调整思路。
目的是告诉您ECU程序如何控制引擎操作,以及在更改引擎硬件后如何修改ECU程序。
本赛季将更详细地查看这些主题,内容将非常精彩。
为了便于大家查询资料,我们特意标注了英语关键词。
Author/GAVAL面朝天空
从早期涡轮车还没有广泛普及的时候开始,进气歧管和前端的进气道就是动力改造的必修课。
本田发动机常用的“猪肠”进气机构,KN的阿波罗和69式,进气加工,进气隔热。我们有很多方法来改造进气系统。其目的主要是增加最大流入气流(g/s),减少进气阻力,降低进气温度,利用增压效果。
在近几年的涡轮发动机改造中,进气系统大部分可以修改涡轮、中冷、排放阀等部件。
大家对进气歧管的热情不如磁吸时代。主要原因之一是,对于涡轮发动机来说,歧管对性能的影响不再重要。有涡轮气压时,涡轮提供的压力比进气道的压力波提供的压力要高得多。
另一个原因可能是,涡轮部件添加后,发动机舱的空间布局可能不足以放置性能更高的进气歧管。
对于四缸发动机,进气歧管大多在一个调节器室后分成四个管路,分别接入四个气缸。
对于6缸、8缸发动机,有时工程师会将歧管设计成两部分(总调节器腔后分为两个管路,每个管路都有单独的调节器腔)。
独立稳定钢后分为三个或四个管路,分别进入气缸或直接使用两个独立进气歧管。与排气歧管的4-2-1、6-2一样,进气歧管的这种组设计考虑发动机舱布局,目的是减少各气缸之间的影响,提高容积效率。
在特定转速下,可能会出现几个罐子互相争气量的情况。
例如,在典型的4缸发动机中,1缸利用增压效果吸气,提高VE,3缸吸入的气量会减少,从而降低3缸的VE。在分组流形设计中,圆柱体为了最大限度地减少相互影响,将每组流形的风量交替使用。
部分两阶段复合管的第二段还设计了襟翼。在低转速下,襟翼打开,两个二次调节器腔用一个更大的音量调节腔工作,提高低转速扭矩。(威廉莎士比亚,哈姆雷特,转,转,转,转,转,转,转)。
最理想的设计是每个气缸都有单独的油门和管道。但是,这样设计的话,总大小可能会非常大。(大卫亚设,Northern Exposure(美国电视))团体流形被认为是性能和大小的妥协。
#进气和废气的详细说明
蒸压效应
20世纪50年代以前,人们认为短进气道有助于动力,但后来发现更长的管道可以产生增压效果。在
是就有了可变进气歧管。
增压效应的原理是:进气门关闭后,进气管路中空气的惯性不会消失。
空气会撞击进气门外侧并产生局部高压,高压空气沿着管路向外反弹,高压空气撞击到稳压腔(容积扩大的管或盒)后再次向内反弹。
压力波在管路中反复传递,直到进气门再次打开时,压力波正好到达进气门前。此时从进气门进入缸内的空气压力较高,有利于提高引擎的换气效率。
为了获得最好的增压效应,需要控制气门再次打开时,压力波正好传递到气门前。这就需要将压力波的频率和转速进行匹配。
进气管路长度越大,压力波回弹的时间就越长,也就越适合提高低转速时的增压效应。进气管路越短,越适合高转速时的增压效应。除了要让压力波在气门打开时处于气门前之外,还需要减少压力波反复转递的次数。
这样可以减少空气的压力损失。
真正能和进气管路长度较好匹配的转速范围很小的,所以我们需要可变进气歧管来改变进气管路的长度,进而在更大的转速范围内提高增压效应。
可变进气歧管
相比可变气门来说,可变进气歧管的成本更低,更适合于自吸引擎。
长度可变式进气歧管
这类型的进气歧管一般是由长短两套管路组成,在两套管路之间使用类似节气门的结构控制空气走向。由于结构复杂,每个管路不能设计的太粗大,这就使得这类歧管多用在对进气量需求不大的引擎上。
奥迪可变进气歧管系统的原理是在圆环型管路中,建立3种空气走向。
宝马DIVA系统的原理是在歧管内加入了可转动的结构,这就让管路长度变成了连续可变的。管路长度可变范围是231mm-673mm。转速达到3500以上时,转子开始调整管路长度。
法拉利F12TDF是通过歧管在稳压室内的伸缩,改变其长度的。这种结构的缺点是可变范围很小。
共振式进气歧管
在H型和V型引擎中,可以通过改变稳压室的共振频率来适应不同转速下引擎对进气谐振的需求。
如图,保时捷993在低于5000转时采用单侧小容积的管路(A)。5000-5800转时采用两侧大小两个管路(B)。5800转以上时,在大容积长管路中再打开一个阀门,进一步加大容积并调整歧管总体的共振频率。
可变回压排气
在排气管中的气流不是连续的,一个缸排出一团废气后,其它缸的废气不会立刻排出。所以排气管中的气压是波动的,有正压也有负压。
扫气效应的原理是:前一团废气后方的负压会吸着后一团废气往外走。这种效应有利于提高排气效率,甚至在进排气门重叠时段内可以提高进气效率。
为了获得排气管内均匀的压力分布,提高扫气效应,需要将排气头段设计成等长的。为了减少不同缸之间的排气干扰,需要将头段中每个缸的独立管路尽量加长。甚至有些车会为每个缸配上完全独立的一根排气管。
为了提高扫气效应,还应该尽量提高排气管内的废气流速。这就要求管路不能太粗。但过细的管路也会产生回压,阻碍排气速度。
在高转速时,过细的管路所产生的排气阻力远大于扫气效应的收益。所以需要可变排气管路以适应不同转速时的排气需求。
多数性能车型或改装可变排气在高速时会变为直排模式,将排气回压降至最低。
# 硬核例子来了
# 马力大不一定好,合适最重要
—— From Wush
最后,关于进气歧管我想举一个例子,福特有一款5.0升Ti-VCT V8发动机,福特Mustang和F-150等都可搭载这款发动机。2010年发布以来,随着这款引擎的更新,进气歧管也一直在更新,福特同时推出了几个性能和竞技版本的进气岐管。
使用同样的引擎放在马力机上,EngineLabs做了一个横向对比测试。以MustangGT原厂进气歧管为基础,与性能版Boss 302、GT350和竞技产品CobraJet进气歧管对比功率和扭矩输出。
曲线图可见,不同进气歧管放在同一个引擎上也会得到完全不同的动力曲线,而且峰值功率和扭矩都相差不少。
上图可见,原厂GT进气歧管(红色)在6500rpm之前都完爆Boss 302性能版进气歧管(蓝色)的输出,而Boss 302在6500rpm以上则有明显优势且红线也可以从7500rpm提升至7800rpm。
CobraJet作为竞技产品,在输出上全面优于Boss 302的动力曲线,但有得必有失,CobraJet由于低转速性能不佳,怠速非常不稳,完全无法日常使用。
所以这里想告诉大家的是在选择进气歧管时,最大功率的对比意义不大,一定要注意曲线本身、平均功率和扭矩。
在赛车上,根据实际使用的发动机转速范围,选择范围内输出最佳的进气歧管。
而在日常走街的车上,一定要考虑到平时的实用性和驾驶习惯来选择合适的产品,不能只图爆tec一时爽,结果红绿灯起步总是熄火!
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