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發動機進氣改裝冷知識之諧振進氣系統

字號+作者:EK 來源:中國改裝網 2017-11-16 10:05:37 我要評論() 收藏成功收藏本文

【中國改裝網 改裝知識】我們在進行汽車動力基礎升級的時候,都會想到更換大流量的空氣濾清器來從源頭增加空氣供應量,然而還有一項被我們忽略的技術影'...

   【中國改裝改裝知識】我們在進行汽車動力基礎升級的時候,都會想到更換大流量的空濾來從源頭增加空氣供應量,然而還有一項被我們忽略的技術影響著發動機進氣效率,那就是諧振進氣系統。發動機的進氣過程是一個復雜的脈動和諧振過程,利用諧振效應來提高發動機的進氣量,從而達到改善其性能的目的,是一種筒單而有效的方法。

發動機進氣改裝冷知識之諧振進氣系統

寶馬M3進氣系統

    那么什么是諧振進氣呢?由于多缸發動機燃燒室是依次燃燒做功,同一時間內不是所有的汽缸都處于吸氣沖程,于是各缸在進氣過程中都會在進氣管道中產生一次次的氣流波動。發動機進氣系統的進氣波動是十分復雜的,在進氣過程中,因為活塞的吸入作用,在進氣門入口形成負壓波,負壓波到達歧管開口處,反射回一個波形相反的正壓波。與此同時,進氣總管中的氣體也會受到負壓波的擾動,負壓波會傳至進氣開口端,再反射回來。因此,進氣歧管入口處壓力波形態取決于總管、外接管及上游耦合部件中復雜的氣流波動,而不是自身負壓波的簡單反射,它是由自身負壓波、上游各部件中氣體反射波以及來自各缸的負壓波在此處疊加而成。當該缸下次進氣產生的波與進氣系統內殘余的波動相位吻合,各波合成效果為正壓波時,則有利于后續進氣,使汽缸進氣量增加;若相位不吻合甚至相反,則不利于進氣,進氣量就會減少,這就是諧振進氣的基本原理。

發動機進氣改裝冷知識之諧振進氣系統

諧振進氣示意圖

    簡單來說就是進氣管里面的空氣是一波一波的進來的,進氣波有一定的頻率,這個頻率跟進氣管的幾何參數有關,如果某個轉速下進氣波的頻率正好和發動機氣門開閉配合的好,則發動機此轉速下的充氣效率就高,動力表現就好。

    進氣諧振波雖然混亂復雜,但是有一定規律可循,利用亥姆霍茲方程等數學工具,工程師可以通過在進氣管路中接入諧振管的方式優化發動機一定轉速區間的進氣波諧振相位,使正壓波正好在進氣門打開期間到來。言外之意,諧振進氣效應不是在發動機全轉速區域都能發揮效力的,諧振管長度、管徑和諧振箱容積、進氣氣管長度都影響著諧振效應出現的時機。一般來說,在合理數值范圍內,諧振管越長、管徑越細,諧振箱容積越小,進氣歧管越長則諧振效應出現的越早,發動機低速扭矩表現越好。反之則發動機高轉出力好。

發動機進氣改裝冷知識之諧振進氣系統

    利用好諧振效應,保證發動機在所有工況下都擁有最好的進氣效率是進氣工程師們的理想,那么如何做到發動機在低轉速區間和高轉速區間都擁有同樣高的諧振進氣效率呢,聰明的工程師們發明了可變進氣系統。在發動機不同轉速區間,通過改變諧振管長度或者諧振箱容積來使諧振效應擁有更寬泛的轉速區間。如上圖所示可變進氣歧管技術,通過加入一個電磁閥旁路,當閥門關閉,空氣流經更長的管路,使發動機在低轉速時擁有較好的進氣諧振效應。當發動機轉速提高時,則打開閥門,進氣歧管長度縮短近1/2,這時高轉時的進氣諧振效果最佳。

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