可变进气歧管的工作原理

1—空气温度传感器螺栓；2-空气温度传感器；3—活性炭罐电磁阀；4-进气管；5—真空油箱；6—高压泵螺栓；7—油箱燃油管路的连接接头；8—燃油压力调节阀；9—机械单活塞高压泵；10—轴套；11—连接到燃油分配器的燃油管路的连接管；12—进气挡板控制阀；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—油门控制单元螺栓；18—节气门控制单元；19—密封圈

可变进气歧管的工作原理

进气歧管的一端与进气门连接，另一端与进气歧管后面的进气共振室连接。每个气缸都有一个进气歧管。当发动机运转时，进气门不断打开和关闭。当气门打开时，进气歧管中的空气-燃料混合物以一定的速度通过气门进入气缸。当阀门关闭时，空燃混合气堵塞后会反弹，反复产生振动频率。如果进气歧管短，显然这个频率会更快；如果进气歧管很长，这个频率会变得相对较慢。如果进气歧管中混合物的振荡频率与进气门的打开时间共振，此时的进气效率显然很高。因此，可变进气歧管可以在发动机高转速和低转速下提供最佳的气门分配。在低发动机转速下，使用细长的进气歧管可以提高进气的气流速度和气压强度，使汽油雾化更好，燃烧更好，扭矩提高。(就像水管被压扁时，水流会更有力。)发动机高速运转需要大量的混合气，这意味着进气歧管会变粗变短，从而吸入更多的混合气，提高输出功率。

可变进气歧管技术原理

因为混合气体是有质量的流体，所以进气管内的流动状态是不断变化的。在工程中，流体力学经常被用来优化其内部设计，例如，平滑地研磨进气歧管的内壁以减少阻力，或者故意制造粗糙的表面以在气缸中产生涡流运动。但是汽车发动机的工作转速区间高达几千转，每个工况所需的进气需求都不一样，这对普通的进气歧管是一个很大的考验。因此，工程师们对进气歧管进行了深入的开发——使其“改变”。

●可变长度

一个工作循环只有在四冲程发动机的活塞上下往复运动两次，进气门只打开1/4次，从而在进气歧管中产生进气脉冲时，才能完成。发动机转速越高，气门开启间隔越短，脉冲频率越高。简单来说，进气歧管振动越大。

工程师通过改变进气歧管的长度来改善气流。进气歧管设计成蜗牛状的螺旋状，分布在发动机缸体中间，气流从中间进入。当发动机以2000prm的低速运转时，黑色控制阀关闭，气流被迫从长歧管流入气缸。此时，进气歧管的固有频率降低，以适应低速气流。当发动机转速升至5000转/分时，进气频率升高。此时控制阀开启，气流绕过下导管直接喷入气缸，降低了进气歧管的共振频率，有利于高速进气。

●可变截面

我们知道，在低速时，气门会被设置为短行程开启，而在高速时，气门会被设置为长行程开启，这都是由“负压”引起的。那进气歧管除了气门就不能达到同样的效果吗？

根据流体力学原理，管道截面积越大，流体压力越小；管道的横截面积越小，流体压力越大。比如我们小时候都玩自来水，把水管前端捏扁，这样自来水的压力就会变得很高。

根据这个原理，发动机需要一套机构，可以在高速时利用进气歧管较大的横截面积来增加进气流量。当转速较低时，进气歧管的截面积较小，可以增加气缸进气的负压，也可以在气缸内充分形成涡流，使空气体更好地与汽油混合。

可变进气歧管功能

可变长度进气歧管系统是根据发动机转速来调节进气歧管的长度。当发动机转速较低时，它被调整到长进气歧管。根据振动原理，进气歧管长度变长后，进气歧管的固有频率降低，此时接近低速气流的振动频率，产生共振效应，增加发动机低速进气，获得较大扭矩。但在高速时，由于进气管较长，进气节气门阻力较大，最大输出功率下降。因此，当发动机转速较高时，将其调整到较短的进气歧管，以增加其固有频率，此时接近高速气流的振动频率，并且还会产生共振效应，从而增加发动机在高速时的进气量，获得更大的功率。

可变长度进气歧管系统的结构原理如图1所示。主要由进气管转换阀、进气管转换阀控制机构等组成。进气管转换阀的控制机构包括ECU、进气管转换真空电磁阀、进气管转换真空波纹管和真空执行器等。

可变进气歧管长度

可变进气歧管长度是一项广泛应用于普通民用车辆的技术。大部分进气歧管长度设计为两级可调-长进气歧管用于低转速，短进气歧管用于高转速。应该很容易理解为什么要设计成高转速下的短进气歧管，因为这样可以让进气更顺畅。但是为什么低速时需要长的进气歧管呢？不会增加摄入阻力吗？由于发动机在低转速时进气频率也较低，长进气歧管可以聚集更多的空气体，因此非常适合匹配发动机在低转速时的进气需求，从而提高扭矩输出。

此外，长进气歧管还可以降低空气体的流量，使空气体和燃油混合更好，燃烧更充分，产生更大的扭矩输出。这种形式最常见。

可变进气共振

所用的是通过进气共振提高发动机中高速的功率。每个气缸共用同一个共振室，其中两个相互连接，其中一个进气管可以在电子控制单元的控制下通过阀门打开和关闭。这个阀门的开关频率与每个气缸之间的进气频率有关。这样，在气缸之间形成压力波。如果进气频率与压力波的转速对称，根据共振原理，空气体会因为强烈的共振而被强力推入气缸，从而改善了进气效率专门改变频率的原理:压力波的频率由交错的进气管控制，其中一根在低转速时关闭，使压力波的频率降低，正好与相对较低的进气频率重合，从而提高了低转速时的扭矩输出:反之。

可变排气背压管

很多新的高性能车也采用了可变排气背压技术。与可变进气歧管技术类似，可变排气背压技术仅针对排气而设计。普通跑车上的排气管从单个气缸收集废气，然后汇聚到排气歧管，形成新的排气脉冲，形成反向增压。反向增压只有在发动机处于一定转速时效果最好，排气管的长度决定了其适用的转速范围。短排气管适合低速增压，长排气管则相反。对于排气管长度固定的发动机，只能设计成最适合相对折中的方案。可变排气管长度技术采用两段不同长度的排气管，通过阀门的开启和关闭来实现相互切换工作，这样既能满足高低速时的动力输出。