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進氣系統(tǒng)概述 進氣系統(tǒng)包含了空氣濾清器 管路 消音裝置 進氣控制元件 進氣歧管 進氣門機構等 空氣經(jīng)引氣管流入空氣濾清器過濾掉雜質后 流過空氣流量計 經(jīng)由進氣軟管進入進氣歧管 與噴油嘴噴出的汽油混合后形成適當比例的燃油混合氣 由進氣門送入汽缸內點火燃燒 產(chǎn)生動力 濾芯 進氣岐管 進氣系統(tǒng)的結構示意圖 進氣系統(tǒng)的功用 1 保護外界雜質和不需要的成分對發(fā)動機的損壞 空氣濾清器總成阻止外界雜質進入汽缸 從而防止發(fā)動機磨損 可以提供發(fā)動機的可靠性 進氣口設計同時要避免水 雪等進入進氣系統(tǒng) 2 降低進氣噪聲 進氣系統(tǒng)是汽車主要噪聲源之一 進氣系統(tǒng)一般都安有消聲元件 如擴張式消聲器 空濾 赫姆赫茲消聲器 四分之一波長管等 3 減少發(fā)動機的功率損失 進氣系統(tǒng)在滿足噪聲和過濾雜質前提下要保證空氣的流通順暢 較大的空氣壓降會降低發(fā)動機功率 4 輔助其他系統(tǒng)的安裝 進氣系統(tǒng)是發(fā)動機的的主要真空源 為真空助力 CBR系統(tǒng) EGR系統(tǒng) 二次空氣系統(tǒng)等的正常工作提供必要的真空 空氣濾清器 燃油燃燒需要大量的空氣 普通轎車每消耗1L汽油需要消耗5000 10000L空氣 若不濾除其中的雜質 必然加速氣缸的磨損 實踐證明 發(fā)動機機不安裝空氣濾清器 其壽命將縮短2 3 空氣濾清器的功用主要是濾除空氣中的雜質或灰塵 讓潔凈的空氣進入氣缸 另外 空氣濾清器也有消減進氣噪聲的作用 設計優(yōu)良的空氣濾清器還能連同進氣管路一起 利用諧振原理起到增壓效果 以提高充量系數(shù) 轎車用發(fā)動機空氣濾清器常用干式紙質濾芯或無紡布濾芯 帶進氣導流管 濾芯需定期清潔或更換 若空氣濾清器濾芯堵塞 發(fā)動機氣缸內進氣不暢 怠速容易熄火 油門響應性變差 油門加大時 發(fā)動機功率變化不連續(xù) 導致車子一沖一沖的 為節(jié)省空間增加過濾面積 濾芯被折疊成各種各樣的形狀 以增大過濾面積 空氣濾清器 空氣濾清器的設計 空濾器的容積 過濾面積及濾芯孔徑取決于發(fā)動機排量 使用環(huán)境 更換周期及進氣阻力等因素 空濾器的安裝尺寸及殼體形狀取決于整車布置要求 但也應注意降噪和諧振增壓 空濾器殼體和連通管路的設計應盡量避免氣流產(chǎn)生急轉彎 并使氣體通過濾芯全面積 設計時還應注意降噪與諧振 在管路和濾清器上設置諧振箱能增強降噪與諧振效果 現(xiàn)代轎車電噴發(fā)動機帶進氣諧振腔 為了增強發(fā)動機的進氣諧振效果 空氣濾清器的進氣導流管需要有較大的容積 但是導流管不能太粗 以保證一定的空氣流速 因此 進氣導流管只能做得很長 進氣導管盡量從車外吸氣 因為車外空氣溫度一般比發(fā)動機罩下的溫度約低30 所以從車外吸入的空氣密度可增加10 左右 燃油消耗率可降低3 空氣濾清器的作用 除掉吸入空氣中的灰塵 防止發(fā)動機磨損 起消聲降噪作用 連同進氣管路一起 利用諧振原理起到增壓效果 以提高充量系數(shù) 空氣濾的結構和分類 空氣濾清器由濾芯和殼體等零件組成 濾芯一般采用可更換和可清理結構 從濾芯的性質分類有干式和濕式兩種 濕式空濾芯 又稱油浴式 目前只有少數(shù)重型車使用 廣泛使用的干式濾芯多用特種紙和無紡布 化纖 毛氈等 做成 而無紡布又多用于安全濾芯 紙質濾芯目前被廣泛采用 有各種規(guī)格 可濾除不同大小顆粒的灰塵 須定期進行清理或更換 空濾器按結構分為盤式和桶式兩種 前者多用于化油器式發(fā)動機 將其直接裝在化油器上 后者多用于多點噴射式汽油機和柴油機上 空濾器多安裝在車體上 通過管路與節(jié)氣門體或進氣管相連 安裝應牢固可靠并便于裝拆和清理 空氣濾清器的設計要點 空濾器芯孔徑及過濾面積取決于發(fā)動機排量 使用環(huán)境 更換周期及進氣阻力等因素 空濾器的安裝尺寸及殼體形狀取決于整車布置要求 但也應注意降噪和諧振增壓 空濾器殼體和連通管路和設計應盡量避免氣流產(chǎn)生急轉彎 并使氣體通過濾芯全面積 設計時還應注意降噪和進氣阻力與管路直徑 長度的關系 在管路和濾清器上設置諧振器是降噪的有效方法 進氣岐管 進氣歧管的作用 1 把空氣 燃料 曲軸箱通風的油氣和EGR 排氣再循環(huán) 的廢氣均勻的分配給各缸 2 利用進氣歧管和穩(wěn)壓箱的形狀和長度提高充量系數(shù) 為了均勻分配到各個氣缸 進氣岐管內的氣體流道長度應盡可能相等 為了減小氣體流動阻力 提高進氣能力 進氣岐管的內壁應該光滑 一般發(fā)動機的進氣岐管由合金鑄鐵制造 轎車發(fā)動機多用鋁合金制造 重量輕 導熱性好 現(xiàn)代轎車多為多點噴射發(fā)動機 近年來也有用復合塑料進氣岐管的 這種進氣岐管質量極輕 內壁光滑 無需加工 進氣岐管 諧振進氣系統(tǒng) 進氣過程具有間歇性和周期性 因此進氣支管內產(chǎn)生一定幅度的壓力波 此壓力波以當?shù)芈曀僭谶M氣系統(tǒng)內傳播和往復反射 如果利用一定長度和直徑的進氣岐管與一定容積的諧振室組成諧振進氣系統(tǒng) 并使其自振頻率與氣門的進氣周期調諧 那么在特定的轉速下 就會在進氣門關閉之前 在進氣岐管內產(chǎn)生大幅度的壓力波 使進氣岐管的壓力增高 從而增加進氣量 這種效應稱作進氣波動效應 諧振進氣系統(tǒng)的優(yōu)點是沒有運動件 工作可靠 成本低 但只能增加特定轉速下的進氣量和發(fā)動機轉矩 諧振進氣系統(tǒng) 可變進氣岐管 長度一定的進氣管只能在某一轉速區(qū)域得到最佳充量系數(shù) 傳統(tǒng)的發(fā)動機進氣系統(tǒng)不能兼顧高低速性能 即只能在某一狹窄的轉速范圍內得到較高的充量系數(shù) 而在其他轉速范圍內充量系數(shù)則要降低 低速小負荷工況 進氣量少 應減小進氣道空氣流通截面來提高進氣流速 增大進氣慣性以提高充氣效率 高速大負荷工況 增大進氣道空氣流通截面 可減小進氣阻 對燃燒室內氣流擾動可起抑制作用 為了改善發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性 要求發(fā)動機在高轉速 大負荷時裝短而粗的進氣岐管 而在中 低轉速和中 小負荷時裝備細而長的進氣岐管 圖示是一種能根據(jù)發(fā)動機轉速和負荷的變化改變有效長度的進氣支管 當發(fā)動機低速運轉時 發(fā)動機電控單元5指令轉換閥控制機構4關閉轉換閥3 進氣流道細而長 提高了進氣流速 增強了氣流慣性 當發(fā)動機高速運轉時 轉換閥開啟 進氣流道短而粗 進氣阻力小 這是兩擋可變進氣支管結構 諧振進氣系統(tǒng) 另一種可變進氣支管結構如圖所示 每個進氣支管都有兩個進氣通道 低速時 旋轉閥將短進氣通道關閉 此時 空氣只能經(jīng)長進氣通道進入氣缸 高速時 旋轉閥將短進氣通道打開 同時 將長進氣通道部分短路 此時 空氣經(jīng)兩個短進氣通道進入氣缸 諧振進氣系統(tǒng) 可控燃燒速率 CBR 用發(fā)動機一般都是變工況工作的 不同的工況對進入發(fā)動機的氣流也有不同的要求 傳統(tǒng)發(fā)動機每缸只有一個進氣道 不能兼顧發(fā)動機的不同工況 CBR ControlledBurnRate 可控燃燒速率 它是通過控制進氣氣流的組織形式 渦流和滾流 來改善燃燒 降低排放 提高燃油經(jīng)濟性的一種新技術 滑板式CBR低轉速時 真空執(zhí)行器通過擺臂機構拉動滑板沿圖示方向移動 中性氣道基本被關閉 只保留右上角的缺口 主要靠切向氣道提供的進氣渦流來加速油霧和空氣的混合 從而改善燃燒狀況 高轉速時 CBR控制閥切斷給真空執(zhí)行器的真空 在彈簧的作用下 滑板回位到圖示位置 中性氣道也被打開 增加進氣滾流 從而提高最大功率 中性氣道 切向氣道 配氣系統(tǒng)的作用 配氣系統(tǒng)的作用讓發(fā)動機呼吸 進氣閥讓燃料和空氣進入氣缸 排氣閥的作用是讓燃燒后的廢氣排出氣缸 配氣系統(tǒng)的基本參數(shù) 氣門開啟相位氣門開啟持續(xù)角度 氣門保持升起所持續(xù)的曲軸轉角 氣門開啟相位 氣門開啟持續(xù)角度 氣門保持升起所持續(xù)的曲軸轉角 和氣門升程三個特性參數(shù)對發(fā)動機的性能 油耗和排放有重要影響 通常將氣門開啟相位和氣門開啟持續(xù)角度通稱為氣門正時 隨著發(fā)動機負荷和轉速的改變 這三個特性參數(shù) 特別是進氣門開啟相位和開啟持續(xù)角度 的最佳選擇是根本不同的 進氣門開啟相位提前 一方面為進氣過程提供了較多的時間 特別是有利于解決高轉速時進氣時間不足的問題 另一方面 氣門疊開角增大 有更多的廢氣進入進氣管 隨后又同新鮮充量一起返回氣缸 造成了較高的內部排氣再循環(huán)率 可降低NOx排放 但同時也導致啟動困難 怠速不穩(wěn)定和低速工作粗暴 可變配氣相位及其作用機理 配氣系統(tǒng)的基本參數(shù) 氣門升程 進氣門關閉相位推遲 一方面在高轉速時有利于利用高速氣流的慣性提高充氣效率 另一方面在低轉速時又會將已經(jīng)吸入氣缸的新鮮充量重又推回到進氣管中 氣門升程增大 一方面在高負荷時有利于提高充氣效率 另一方面在低負荷時又不得不將節(jié)氣門關得更小 造成更大的泵氣損失和節(jié)流損失 在傳統(tǒng)的發(fā)動機中 由于這三個特性參數(shù)在運行過程中不能改變 所以只能根據(jù)對性能要求的不同側重面進行折中 過去往往將氣門正時設計成對高速全負荷工況最為有利 以便求得最大的標定功率 近年因為更注重油耗和排放 所以將氣門正時的優(yōu)化策略改成對低速工況更為有利 可變配氣相位及其作用機理 固定的氣門正時終究只能設計成對某一個轉速或狹小的轉速范圍最有利 基于這樣的情況 設計了氣門特性參數(shù)可變的進排氣系統(tǒng) 以便優(yōu)化各個工況的進排氣 成為可變氣門正時VVT VariableValveTiming 其效果有 1 提高了標定功率2 提高低速扭矩3 改善啟動性能4 提高怠速穩(wěn)定性5 提高燃油經(jīng)濟性6 降低排放 可變配氣相位及其作用機理 無凸輪軸可變配氣相位機構 該類機構沒有凸輪軸 直接對氣門進行控制 其優(yōu)點是能對氣門正時的所有因素進行控制 在各種工況下獲取最佳氣門正時 另外 還能關閉部分氣缸的氣門 實現(xiàn)可變排量 該機構一般為電磁控制氣門機構 需要消耗能量 如何降低消耗是必須解決的問題 變換凸輪型線的可變配氣相位機構 該機構可以提供兩種以上凸輪型線 在不同轉速和負荷下 采用不同的凸輪型線驅動氣門 本田的VTEC機構屬于改類型 低速工作時 發(fā)動機處于單進雙排工作狀態(tài) 高速工作時 發(fā)動機處于雙進雙排工作狀態(tài) 改變凸輪軸與曲軸的相對轉角的可變配氣相位機構該機構凸輪型線是固定的而凸輪軸相對曲軸的轉角是可變的 改變凸輪與氣門之間連接的可變配氣相位機構如挺柱 搖臂或推桿的結構 間接的實現(xiàn)改變凸輪型線作用 缺點是機構從動件多 結構復雜 氣門系存在沖擊 其它結構的可變配氣相位機構 謝謝