可变进气歧管构造与工作原理

07-25

可变进气歧管通过改变进气管的长度和截面积，提高燃烧效率，使发动机在低转速时更平稳、扭矩更充足，高转速时更顺畅、功率更强大。

可变进气歧管构造（图）

可变进气歧管（大众迈腾）

1—用于进气温度传感器螺栓；2—进气温度传感器；3—活性炭罐电磁阀；4—进气管；5—真空罐；6—高压泵的螺栓；7—油箱燃油管路的连接接头；8—燃油压力调节阀；9—机械式单活塞高压泵；10—轴套；11—连接至燃油分配器的燃油管路的连接接管（蓄压管）；12—进气翻板控制阀；13—喷射阀；14—进气管接头；15—进气管接头螺栓；16—进气管接头固定螺母；17—节气门控制单元的螺栓；18—节气门控制单元；19—密封环

可变进气歧管的工作原理

进气歧管一端与进气门相连，一端与进气总管后的进气谐振室相连，每个汽缸都有一根进气歧管。发动机在运转时，进气门不断地的开启和关闭，气门开启时，进气歧管中的混合气以一定的速度通过气门进入汽缸，当气门关闭时混合气受阻就会反弹，周而复始会产生震动频率。如果进气歧管很短，显然这种频率会更快;如果进气歧管很长的话，这个频率就会变得相对慢一些。如果进气歧管中混合气的震荡频率与进气门开启的时间达到共振的话，那么此时的进气效率显然是很高的。因此可变进气歧管，在发动机高速和低速时都能提供最佳配气。

发动机在低转速时，用又长又细的进气歧管，可以增加进气的气流速度和气压强度，并使得汽油得以更好的雾化，燃烧的更好，提高扭矩。(就像捏扁水管后，水流就会更有力)发动机在高转速时需要大量混合气，这是进气歧管就会变的又粗有短，这样才能吸入更多的混合气，提高输出功率。

可变进气歧管的技术原理
由于混合气是具有质量的流体，在进气管中的流动状态是千变万化的，工程上往往要运用流体力学来优化其内部设计，例如将进气歧管内壁打磨光滑减轻阻力，或者刻意制造粗糙面营造汽缸内的涡流运动。但是，汽车发动机的工作转速间隔高达数千转，各工况所需的进气需求不尽相同，这对普通的进气歧管是个极大的考验。于是，工程师对进气歧管进行了深层次的开发——让进气歧管“变”起来。

●变长度
汽车用4冲程发动机的活塞上上下下往复2次循环才算完成一个工作循环，进气门只有1/4时间打开，这样在进气歧管内造成一个进气脉冲。发动机转速越高，气门开启间隔也就越短，脉冲频率也就越高。简单的说，进气歧管的振动也就越大。

工程师通过改变进气歧管长度，改进气流的流动。进气歧管被设计成蜗牛一般的螺旋状，分布在发动机缸体中间，气流从中部进入。当发动机在2000prm低转速运转时，黑色控制阀关闭，气流被迫从长歧管流入汽缸，此时，进气歧管的固有频率得以降低，以适应气流的低转速。当发动机转速上升到5000rpm，进气频率上升，此时控制阀开启，气流绕开下部导管直接注入汽缸，这降低了进气歧管的共振频率，利于高速进气。

●变截面
我们知道，低转速时气门会设置成短行程开启，高转速时气门会设置成长行程开启，这都是“负压”惹出来的祸。那么除了气门，进气歧管就不能达到同样的效果吗?

流体力学的原理，管道的截面积越大，流体压力越小;管道截面积越小，流体压力越大。举个例子：小时候我们都玩过自来水，将水管前端捏扁，自来水的压力会变得非常大。

根据这一原理，发动机需要一套机构，在高转速时使用较大的进气歧管截面积，提高进气流量;在低转速时使用较小的进气歧管截面面积，提高气缸的进气负压，也能在气缸内充分形成涡流，让空气与汽油更好的混合。

可变进气歧管功能
可变长度进气歧管系统就是根据发动机转速调节进气歧管长度。当发动机转速低时，调节为较长的进气歧管，依照振动学原理，歧管长度变长之后使进气歧管固有频率得以降低，与此时的低转速气流振动频率接近，产生共振效果，使发动机在低转速时进气量增加，获得较大转矩。但是，在高转速时却因进气管较长，进气节流阻力大使得最大输出功率下降。所以，当发动机转速高时，调节为较短的进气歧管，使其固有频率升高，与此时的高转速气流振动频率接近，也产生共振效果，使发动机在高转速时进气量增加，获得较大功率。
可变长度进气歧管系统的结构原理如图1所示。它主要由进气管转换阀、进气管转换阀控制机构等组成。进气管转换阀控制机构包括ECU、进气管转换真空电磁阀、进气管转换真空膜盒和真空作用器等部件。

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，从而可以改善转矩的输出
另外，长进气歧管还能降低空气流速，能让空气和燃料更好地混合，燃烧更充分，也可以产生更大的转矩输出。这种形式最常见

可变进气共振
采用的是通过进气共振来提高发动机中高转速的动力。每个汽缸都共享着同一个谐振室，它们两个互相连接，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汽缸之间的进气频率（进气频率实际上又取决于发动机的转速）相关。这样，在汽缸与汽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汽缸，从而改善了进气效率具体改变频率的原理：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，与相对比低的进气频率刚好吻合，从而可以提高中低转速的扭转力输出：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

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汽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，形成反向增压。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