KANON 发表于 2010-9-6 19:20

可变进排气歧管和进气共振技术

90年代中期以后,可变进气歧管技术在汽车上越来越流行。这种技术能提高发动机在中低转速时的扭力输出,对燃油经济性和高转速动力没有坏的影响,因而能改善发动机的适应性。通常的固定式进气歧管,只能按照发动机的具体要求,或者按照高转速和低转速时的要求进行最优化的几何设计,或者采用折中的办法,但是无论那种设计,都不能兼顾到不同转速时的需求。可变进气歧管技术则可以分两段或更多的级数来适应不同的发动机转速。

    可变进气歧管技术与可变配气技术有些类似,但是可变进气歧管技术更注重的提高低转速时的扭力输出(对高转速时功率的输出提高效果不是很明显),因此这种技术被非常广泛的应用于普通的民用轿车上。不过这也不是绝对的,由于它能提供更好的引擎响应性,所以在运动型车上也逐渐开始采用这种技术,例如法拉力的360和575。

    与可变配气技术相比,可变进气歧管技术成本更低——它只需要一些简单的电磁阀和进气管形状的设计就能够实现;而可变配气技术则需要复杂而精确的液压系统进行驱动,如果改变气门行程,还需要一些特制的凸轮轴。

    目前,有两种可变进气歧管技术:可变进气歧管长度和可变进气共振,他们都是通过进气歧管的几何设计实现的。下面我们就分别讨论一下这两种技术。

    可变进气歧管长度

    可变进气歧管长度是一种广泛应用于普通民用车的技术,进气歧管长度大部分被设计成分两段可调——长的进气歧管在低转速时使用,短的进气歧管在高转速时使用。为何在高转速时要设计为短进气歧管?因为它能使得进气更顺畅,这一点应该很容易理解;但是为什么在低转速时需要长进气歧管呢,它不会增加进气阻力吗?因为发动机低转速时发动机进气的频率也是低的,长的进气歧管能聚集更多的空气,因而非常适合与低转速时发动机的进气需求相匹配,从而可以改善扭矩的输出。另外,长进气歧管还能降低空气流速,能让空气和燃料更好的混合,燃烧更充分,也可以产生更大的扭矩输出。http://ati.nstl.gov.cn/car/Technical/Technology/images/20062540255.jpg左:福特Duratec 2.5V6发动机  右:丰田2升可变进气歧管发动机    福特Duratec 2.5V6发动机,从图中可以看出两列气缸之间有一根长进气管和一根短进气管。

    丰田2升可变进气歧管发动机,从图中可以看出两段不同长度的进气管。    为了更好的适应不同转速的进气需求,有一些系统采用了分三段可变进气歧管长度的设计,例如奥迪的V8发动机。每列气缸都有分三段可调的进气歧管,一共有24个进气歧管。事实上,奥迪并没有把进气歧管分开,它在中央转子周围布置了回旋的进气歧管,转子转到不同的位置就能获得不同的进气歧管长度。整个系统布置在V型发动机的V型夹角内侧。

    可变进气共振

    Boxer发动机和V-type发动机(非直列发动机)采用的是通过进气共振来提高发动机中高转速的动力。每个气缸都共享着同一个谐振室,他们两个互相连接,其中一个进气管能在ECU的控制下,通过阀门打开和关闭。这个阀门开关频率与各个气缸之间的进气频率(进气频率实际上又取决于发动机的转速)相关。这样,在气缸与气缸之间就形成了一种压力波。如果进气频率与压力波转速相对称,根据共振的原理,空气就会因为强烈的共振而被强力地推进气缸,从而改善了进气效率。具体改变频率的原理是这样的:压力波的频率通过相互交错的进气管控制,在低转速时关闭其中一组,这样压力波的频率减小,与相对较低的进气频率刚好吻合,从而可以提高中低转速的扭力输出;相反,在高转速时,阀门打开,这样压力波的频率增大,与较高的进气频率吻合,从而可以改善高转速时的进气效率。http://ati.nstl.gov.cn/car/Technical/Technology/images/20062540256.jpg    保时捷996 TURBO分两段可调的可变进气共振系统。

    可变进气共振系统从保时捷964卡雷拉开始,被广泛使用在保时捷的车型上。从993开始,保时捷广泛采用了分三段可调的可变进气共振系统,这种技术被保时捷命名为Varioram。这种技术在996车型上得到了继续的发展。Varioram的工作原理可以参考下表,分别在高中低转速区域有着不同的匹配。

    本田NSX也采用了一套罕见的可变进气共振系统。    保时捷的Varioramhttp://ati.nstl.gov.cn/car/Technical/Technology/images/20062540257.jpg    5000rpm以下(如图A):采用长进气管,进气共振阀不起作用。

    5000-5800rpm(如图B):长进气共振管+短进气共振管,进气管之间相互连接,在中高转速时产生共振能量。

    5800rpm以上(如图C):长进气共振管+短进气共振管,在高转速产生进气共振能量。

    优点:改善了低转速时的扭力输出,却损失了高转动力,比可变气门正时成本低。

    缺点:占用空间大,对高转速动力输出的提高不是特别明显。    可变排气回压管

    许多新款高性能车上,还采用了可变排气回压技术。类似于可变进气歧管技术,可变排气回压技术只不过是针对排气设计的。普通运动车型上的排气管从单个气缸收集到排气以后汇集到排气总管,形成一个新的排气脉冲。这种排气脉冲被利用在对于进气的增压上,这种增压被称作反向增压。

    反向增压只会在发动机处于某一转速的时候,才有最好的工作状态,排气管的长度决定了它的适用转速范围。短的排气管适合在低转速时增压,长的则反之。对于排气管的长度是固定的发动机,只能将其设计成最适合一个相对折中的转速。可变排气管长度技术使用了两段不同长度的排气管,它们通过阀门的开闭互相切换工作,因此它能同时满足高转速和低转速时的功率输出。此外,它还能降低噪音,要知道,排气噪音与转速也有关。

leland 发表于 2010-9-6 22:36

回头学习!

leland 发表于 2010-9-6 22:37

回头学习!

枪手与国王 发表于 2010-9-7 21:59

强大的理论,收藏了,抽空研究~!~!~!

fissa 发表于 2010-9-7 23:24

关键词:进气共振,我真的要好好想想。。gochinway26;)

KANON 发表于 2010-9-8 01:11

关键词:进气共振,我真的要好好想想。。
fissa 发表于 2010-9-7 23:24 http://chinway.com.cn/bbs/images/common/back.gif


    gochinway11;) 要的要的

fissa 发表于 2010-9-8 01:18

缺少这方面的知识。。。

maxfree_gz 发表于 2010-9-8 18:11

现在PSA的机器,好像无法做这些改变吧
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