可变进气歧管.doc

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1、5.可变进气歧管（VIM）发动机的进气歧管是指一端与进气门相连，一端与进气总管后边的进气谐振室相连的管道。一般来说每个气缸会有一根进气歧管，进气歧管设计的不同，会影响到发动机的性能。其中，长度就是很重要的一项。不同的进气歧管长度对应不同的转速需求，在发动机运转时，进气门不断的开启和关闭。当进气门开启的时候，进气歧管中的混合气会以一定的流速通过进气门进入气缸，而当进气门关闭时，具有一定速度的混合气会遇到阻力。因为混合气是可以压缩的，因此这种有流速的混合气会在进气门附近堆积，就好比被压缩一样。可以想象，这种堆积起来的混合气在堆积到一定程度以后，会产生一个弹性，向另一端释放，也就是说这种堆

2、积的“混合气团”又会向相反的方向运动。当“混合气团”运动到进气歧管另一端时，又会被“弹”回来，如此周而复始，会产生一个震荡频率。在这里用文字表述仿佛这个过程很漫长，实际上在进气歧管里，这种震荡频率是非常快的。我们可以设想一下，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。我们知道共振的原理，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，那么当进气门打开的时候，恰好是堆积的混合气达到进气门口时，此时的进气效率显然是很高的。发动机设计师在设计发动机的时候，就必须考虑到这一点。除了以上说到的进气共振以外，进气歧管的长度还与进气阻力以

3、及进气混合的能力有关。较短的进气歧管进气阻力显然更小，高速时候的响应更快，而较长的进气歧管则有利于进气歧管中油与气的混合，显然较短的进气歧管更适合于高转速，而较长的进气歧管则更适合于低转速。设计师在设计发动机的时候，该采用那种长度的进气歧管呢？从上面的分析可以看出，固定长度的进气歧管显然无法兼顾高转速和低转速时的进气共振，因此对于采用固定长度进气歧管的发动机，只能选择一个折衷的长度，这一点与气门正时和气门行程设计上的折衷取值是一个道理。显然，这只是一个折衷的办法，无法在发动机低速和高速运转的时候都达到最佳值，所以，固定长度的进气歧管不能提供最佳的配气，因此，将进气歧管的长度设计成可变

4、就显得很有必要了。与可变气门正时和可变气门行程一样，可变进气歧管长度同样是通过技术手段，实现其进气歧管长度在不同转速的时候可以变化，从而同时满足发动机高低转速时的进气需求。目前已有的可变进气歧管长度技术分为两种：即分段可调与无级可调。如果是采用两段可调技术的发动机，是在每个气缸上有一长一短的两根进气歧管。低转速时短进气歧管关闭，使用长进气歧管进气；高转速时则相反，关闭长进气歧管，使用短管进气。有的可变岐管看起来是一根，其实是细管套在粗管里。结构不同，原理一样。采用多段可调则是在进气歧管内设有多个控制阀，通过开关不同的控制阀来获得不同的进气歧管长度。显然，分段可调永远也不能完全满足发动

5、机在各个转速对进气的要求，要解决这个问题就需要进气歧管的长度连续可变。连续可调的进气歧管由一个回旋的进气歧管和一个中央转子来实现的。调节转子的角度来改变进气歧管的长度。这样的设计最科学，完全满足了发动机在各个转速下对进气的要求，使得动力输入更平稳、扭矩更平均、燃油经济性也更好。为了实现轿车多缸汽油机进气均匀分配，总的设计要点是：①力求对所有气缸具有相同气流通道（包括管长、截面尺寸、对称性都要求一致）；②力求具有很高的紊流强度；③力求具有合适的（进气予热）加热区域；④力求具有光滑的内表面（这对减小油膜厚度有利）；例如复合塑料进气歧管的内表面。⑤力求选用合适的气流速度；⑥可变进气歧管安装

6、位置、外形尺寸要符合要求。可变进气歧管的典型结构及简要分析1.可变长度进气歧管结构（图18二段式可变进气管工作原理图）图18为一种能根据轿车汽油机转速和负荷的变化而自动改变有效长度的进气歧管。当汽油机低速运转时，汽油机电子控制模块指令转换阀控制机构关闭转换阀。这时，空气须经空气滤清器和节气门沿着弯曲而又细长的进气歧管流进气缸。细长的进气歧管提高了进气速度，增强了气流的惯性，使进气充量增多；当汽油机高速运转时，汽油机电子控制模块指令转换阀控制机构，打开转换阀，空气经空气滤清器和节气门及转换阀直接进入粗短的进气歧管。粗短的进气歧管，进气阻力减小，也使进气充量增多。可变长度进气歧管不仅可以

7、提高汽油机在中、低速和中、小负荷时的动力性，即提高有效输出扭矩Me；还由于它提高了汽油机在中、低速运转时的进气速度W，而增强了气缸内的气流强度，从而改善了燃烧过程，使汽油机中、低速的最低燃油消耗率ge下降，燃油经济性有所提高。此外，可变长度进气歧管还有减少汽油机废气排放量的作用。因为汽油机燃烧过程改善后，不仅油耗降低，经济性改善，汽油机的有害排气污染物的排放量也能适当减少，即轿车汽油机的排放净化性能也可适当改善。2.双通道可变进气歧管双通道可变进气歧管的结