详解车辆发动机进排气系统的结构

来源：本站整理作者：佚名 2017-12-04 08:05:42

    3．进气导流管与谐振室
    现代轿车发动机由于各种附件增多，周围空间紧张，发动机室罩盖下的温度也高，故多采用车外进气。空气滤清器常被安装在离发动机较远处，用橡胶波纹管将其与进气导流管连接，在一定的长度以增加谐振进气效果，加快进气流速。为降低进气噪声，在导流管B的前端装有一个较大的谐振室。如图16所示为本田阿考特车型B20A发动机的进气导流管。为了延长进气导流管的长度，将进气口延伸到前端百叶窗进气口处。进气口处装有一个大容积的谐振室，可以瞬间储存较多的空气，增大了进气管道内的总容积。
    由于进气过程具有间歇性和周期性，致使进气支管内产生一定幅度的压力波。此压力波以当地声速在进气系统内传播和往复反射。如果利用一定长度和直径的进气支管或进气导流管与一定容积的谐振室组成谐振进气系统，并使其固有频率与气门的进气周期配合，那么在特定的转速下，就会在进气门关闭之前，在进气支管内产生大幅度的压力波，使进气支管的压力增高，从而增加进气量。这种效应称为进气波动效应。
    谐振进气系统的优点是没有运动件，工作可靠，成本低。但只能增加特定转速下的进气量和发动机转矩。

    4．进气支管
    对于化油器式或节气门体汽油喷射式发动机，进气支管指的是化油器或节气门体之后到气缸盖进气道之前的进气管路。它的功用是将空气与燃油混合气从化油器或节气门体分配到各缸进气道。对于气道燃油喷射式发动机或柴油机，进气支管只是将洁净的空气分配到各缸进气道。进气支管必须将空气与燃油混合气或洁净空气尽可能均匀地分配到各个气缸，为此进气支管内气体流道的长度应尽可能相等。为了减小气体流动阻力，提高进气能力，进气支管的内壁应该光滑。
    在有些多点喷射汽油机和自然吸气直喷式柴油机上为充分利用进气管内空气高速流动的动力效应，采用具有较大弧度的长进气支管增加惯性充气量，或利用气流波动效应，适当选择进气支管长度，对进气压力波动进行调谐（通常将谐振点调在高转速范围），在不过分损失能量的情况下，使进气支管内产生所希望的谐振波，在进气门开启时压力波峰正好到达，而进气门关闭时正处于波峰附近，以利燃烧室的扫气和过后充气。
    一般化油器式或节气门体燃油喷射式发动机的进气支管由合金铸铁制造，轿车发动机多用铝合金制造。铝合金进气支管质量轻、导热性好。气道燃油喷射式发动机除应用铝合金进气支管外，近来采用复合塑料进气支管的发动机日渐增多。这种进气支管质量极轻，内壁光滑，无须加工。
   （1）化油器发动机的进气管。如图17所示，流经空气滤清器的空气和汽油混合之后，进入进气管。在流经进气管期间，细小颗粒的汽油和空气进一步混合形成混合气，然后进入进气道。

   （2）多点喷射发动机进气管。如图18所示，空气单纯经过进气管，在进气管分流的支管处，各支管上装有一个喷油器，汽油在各支管的出口处雾化。

   （3）单点喷射发动机进气管。如图19所示，实际上与化油器式进气管基本相同。

    5．进气加热装置
    在化油器式和单点喷射式汽油机中，汽油在进气支管内汽化时要吸收汽化潜热，使进气支管内温度下降，不仅可能使化油器结霜，而且不利于汽化，造成汽油附壁现象，使各缸混合气浓度不均匀，燃烧不良，排放恶化，润滑油被稀释。在冷起动和暖机工况时尤甚。因此在这些发动机上，一般都采用进气预热措施。在多点喷射式汽油机中考虑改善低温起动性能和加快暖机速度改善排放的需要，也常采用进气预热措施。这些措施如下。
   （1）进、排气管同侧上下紧靠布置，或上下铸为一体，用排气管的热量加热进气管。
   （2）在排气管上设置进气预热罩，进气温度低于20℃时，预热罩气门开启，让进气先经预热再进入空气滤清器；或在进气导流管上设置控制阀，在气温低时将排气管附近的热空气引入空气滤清器。
   （3）将发动机冷却液引入专设于进气管底部的夹层来加热进气管。
   （4）利用电加热装置加热进气，加热电路开关由发动机冷却液温度控制。
   （5）在系统中安装进气恒温装置（TAC），气温低于下限（如低于5℃）时，向空气滤清器提供经排气管预热后的热空气；气温高于上限（如高于13℃）时，空气不经预热直接进入空气滤清器；气温在上、下限之间，经预热和未经预热的空气同时进入空气滤清器。
   （6）进气支管加热。化油器式或节气门体燃油喷射式发动机进气支管的温度很重要。温度太低，汽油将在管壁上凝结。因此，对这类发动机的进气支管应进行适当的加热，以促进汽油的蒸发。但是加热过度将减少进入气缸的混合气数量，并使发动机功率下降。通常进气支管利用发动机排气或循环冷却液进行加热。图20所示为利用排气加热进气支管的实例。当发动机工作时，高温排气流过进气支管底部并对其加热。在排气支管内装有热控阀，根据季节的不同，改变热控阀的位置，可以调节流过进气支管底部的废气量，即调节对进气支管的加热程度。利用循环冷却液加热进气支管需在进气支管内设置水套，并使其发动机冷却系连通，让冷却液在进气支管的水套内循环流动。

   （7）进气恒温装置（TAC）。为获得较好的汽化条件和燃烧条件，保证较高的动力性和燃料经济性，最少的排放污染以及较好地防止化油器内结冰，现代汽车空气滤清器多装有自动调节进气温度的装置。如图21所示为桑塔纳车空气滤清器，其工作原理如图22所示。

    ①构造。在空气滤清器人口处设置一个自动调节冷热空气量的进气控制阀，该阀由真空控制膜盒控制，真空源来自进气管，并用双金属片式真空阀感温调节真空度的大小。冷空气管朝前吸取机罩外密度较大的冷空气，热空气管吸取排气管表面辐射加热的热空气。
    ②工作情况。冷起动后，汽车发动机罩下的环境温度低时，进气支管的负压作用到真空控制膜盒，在真空作用下，膜片拉杆使进气控制阀打开热空气通路，使热空气进入空气滤清器（图22a）。环境温度高于70℃时，温度传感器的双金属片因温度升高切断了进气支管至真空控制膜盒的通道，从而关闭了热空气通道，于是冷空气从进气软管进入空气滤清器（图22b）。环境温度在60～70℃波动时，真空阀处地适当开度，真空控制膜盒的膜片保持在某一平衡位置，冷热空气混合进入（图22c）。