可變進氣歧管
可變進氣歧管有什么用：
通過改變進氣管的長度和截面積，提高燃燒效率，使發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速時更平穩(wěn)、扭矩更充足，高轉(zhuǎn)速時更順暢、功率更強大。
技術(shù)概述：
進氣歧管一端與進氣門相連，一端與進氣總管后的進氣諧振室相連，每個汽缸都有一根進氣歧管。發(fā)動機在運轉(zhuǎn)時，進氣門不斷地的開啟和關(guān)閉，氣門開啟時，進氣歧管中的混合氣以一定的速度通過氣門進入汽缸，當氣門關(guān)閉時混合氣受阻就會反彈，周而復(fù)始會產(chǎn)生震動頻率。如果進氣歧管很短，顯然這種頻率會更快;如果進氣歧管很長的話，這個頻率就會變得相對慢一些。如果進氣歧管中混合氣的震蕩頻率與進氣門開啟的時間達到共振的話，那么此時的進氣效率顯然是很高的。因此可變進氣歧管，在發(fā)動機高速和低速時都能提供最佳配氣。
發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速時，用又長又細的進氣歧管，可以增加進氣的氣流速度和氣壓強度，并使得汽油得以更好的霧化，燃燒的更好，提高扭矩。(就像捏扁水管后，水流就會更有力)發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速時需要大量混合氣，這是進氣歧管就會變的又粗有短，這樣才能吸入更多的混合氣，提高輸出功率。
技術(shù)原理：
由于混合氣是具有質(zhì)量的流體，在進氣管中的流動狀態(tài)是千變?nèi)f化的，工程上往往要運用流體力學來優(yōu)化其內(nèi)部設(shè)計，例如將進氣歧管內(nèi)壁打磨光滑減輕阻力，或者刻意制造粗糙面營造汽缸內(nèi)的渦流運動。但是，汽車發(fā)動機的工作轉(zhuǎn)速間隔高達數(shù)千轉(zhuǎn)，各工況所需的進氣需求不盡相同，這對普通的進氣歧管是個極大的考驗。于是，工程師對進氣歧管進行了深層次的開發(fā)——讓進氣歧管“變”起來。
變長度
汽車用4沖程發(fā)動機的活塞上上下下往復(fù)2次循環(huán)才算完成一個工作循環(huán)，進氣門只有1/4時間打開，這樣在進氣歧管內(nèi)造成一個進氣脈沖。發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，氣門開啟間隔也就越短，脈沖頻率也就越高。簡單的說，進氣歧管的振動也就越大。
工程師通過改變進氣歧管長度，改進氣流的流動。進氣歧管被設(shè)計成蝸牛一般的螺旋狀，分布在發(fā)動機缸體中間，氣流從中部進入。當發(fā)動機在2000prm低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時，黑色控制閥關(guān)閉，氣流被迫從長歧管流入汽缸，此時，進氣歧管的固有頻率得以降低，以適應(yīng)氣流的低轉(zhuǎn)速。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速上升到5000rpm，進氣頻率上升，此時控制閥開啟，氣流繞開下部導管直接注入汽缸，這降低了進氣歧管的共振頻率，利于高速進氣。
上面這種方式結(jié)構(gòu)簡單，但是只有2級可調(diào)，這顯然不能完全滿足各個轉(zhuǎn)速下發(fā)動機的進氣需求。解決的辦法是設(shè)計一套連續(xù)可變進氣歧管長度的機構(gòu)。寶馬760裝配的V12發(fā)動機就采用了該設(shè)計。
寶馬的進氣機構(gòu)中間設(shè)計了一個轉(zhuǎn)子來控制進氣歧管的長度，通過轉(zhuǎn)子角度的變化，使進氣氣流進入汽缸的長度連續(xù)可變。這顯然更能滿足各個轉(zhuǎn)速下的進氣效率。動力輸出更加線性，扭力分布更加均勻，燃油經(jīng)濟型更加優(yōu)秀。
變截面
我們知道，低轉(zhuǎn)速時氣門會設(shè)置成短行程開啟，高轉(zhuǎn)速時氣門會設(shè)置成長行程開啟，這都是“負壓”惹出來的禍。那么除了氣門，進氣歧管就不能達到同樣的效果嗎?
流體力學的原理，管道的截面積越大，流體壓力越小;管道截面積越小，流體壓力越大。舉個例子：小時候我們都玩過自來水，將水管前端捏扁，自來水的壓力會變得非常大。
根據(jù)這一原理，發(fā)動機需要一套機構(gòu)，在高轉(zhuǎn)速時使用較大的進氣歧管截面積，提高進氣流量;在低轉(zhuǎn)速時使用較小的進氣歧管截面面積，提高氣缸的進氣負壓，也能在氣缸內(nèi)充分形成渦流，讓空氣與汽油更好的混合。
以4氣門發(fā)動機為例，2進2排設(shè)計，其中一進氣管帶有氣閥，該氣閥受到ECU的直接控制。當發(fā)動機低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時，需要的進氣歧管截面積小，這時可以關(guān)閉氣閥，使兩個進氣門只有一個能夠進氣，這相當于減少了一半的截面積。同樣，發(fā)動機高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，氣閥在ECU控制下開啟，兩個進氣門同時工作，這相當于加大了截面積。
可變長度進氣歧管
當汽油機低速運轉(zhuǎn)時，汽油機電子控制模塊指令轉(zhuǎn)換閥控制機構(gòu)關(guān)閉轉(zhuǎn)換閥。這時，空氣須經(jīng)空氣濾清器和節(jié)氣門沿著彎曲而又細長的進氣歧管流進氣缸。細長的進氣歧管提高了進氣速度，增強了氣流的慣性，使進氣充量增多;當汽油機高速運轉(zhuǎn)時，汽油機電子控制模塊指令轉(zhuǎn)換閥控制機構(gòu)，打開轉(zhuǎn)換閥，空氣經(jīng)空氣濾清器和節(jié)氣門及轉(zhuǎn)換閥直接進入粗短的進氣歧管。粗短的進氣歧管，進氣阻力減小，也使進氣充量增多。
可變長度進氣歧管不僅可以提高汽油機在中、低速和中、小負荷時的動力性，即提高有效輸出扭矩;還由于它提高了汽油機在中、低速運轉(zhuǎn)時的進氣速度W，而增強了氣缸內(nèi)的氣流強度，從而改善了燃燒過程，使汽油機中、低速的最低燃油消耗率下降，燃油經(jīng)濟性有所提高。
此外，可變長度進氣歧管還有減少汽油機廢氣排放量的作用。因為汽油機燃燒過程改善后，不僅油耗降低，經(jīng)濟性改善，汽油機的有害排氣污染物的排放量也能適當減少，即轎車汽油機的排放凈化性能也可適當改善。
雙通道可變進氣歧管
雙通道可變進氣歧管：每個進氣歧管都有兩個進氣通道，一長一短。根據(jù)汽油機的工作轉(zhuǎn)速高低、負荷大小，由旋轉(zhuǎn)閥2控制空氣經(jīng)過哪一個通道流進氣缸。在長進氣道中安裝有噴油器。當汽油機在中、低速運轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)閥2受到由汽油機電子控制模塊發(fā)出的指令，在旋轉(zhuǎn)閥控制機構(gòu)(執(zhí)行器)作用下，將短進氣通道1封閉，新鮮空氣充量經(jīng)空氣濾清器、節(jié)氣門沿長進氣通道3經(jīng)過缸蓋上的進氣道5和進氣門6進入氣缸;當汽油機在高速運轉(zhuǎn)時，汽油機電子控制模塊發(fā)出指令，旋轉(zhuǎn)閥控制機構(gòu)(執(zhí)行器)作用將短進氣道1打開，使長進氣道通道短路，將長進氣通道改變?yōu)檩o助進氣通道。這時，新鮮空氣充量同時經(jīng)過兩個進氣通道進入氣缸。
與可變長度進氣歧管的功用相同，雙通道可變進氣歧管可提高汽油機在中、低速和中、小負荷的有效輸出扭矩——改善動力性;降低汽油機在中、低速和中、小負荷的最低燃油消耗率——改善經(jīng)濟性;適當減少汽油機有害排氣污染物的排放量——改善排氣凈化性。
主副通道式可變進氣歧管
主副通道式可變進氣歧管是雙通道可變進氣歧管的一個變型和特例。其結(jié)構(gòu)、 工作過程、作用機理及功用均與雙通道可變進氣歧管相似。
在由低速向高速過渡的狀態(tài)下，控制閥部分微開度。每一氣缸使用主進氣通道(長)和副進氣通道(短)。副進氣通道中安裝有控制閥(圓盤閥)，主進氣通道中安裝有噴油器。在主副通道式可變進氣歧管中，控制閥的位置由 控制單元(ECU)根據(jù)轎車汽油機的曲軸轉(zhuǎn)速高或低進行控制。
當汽油機低速運轉(zhuǎn)時，控制閥4保持關(guān)閉，迫使所有的新鮮進氣充量都經(jīng)主通道1高速地流入氣缸;當汽油機高速運轉(zhuǎn)時，控制閥4保持全開，以減少進氣的流動阻力。此時，所有新鮮進氣充量同時經(jīng)主、副兩個通道進入氣缸。
為了防止汽油機低轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)速兩種運轉(zhuǎn)方式變更時，控制閥由全關(guān)變成全開，控制閥位置突變，引起進氣氣流速度突變和進氣流量的突變，導致汽油機有效輸出扭矩的突變，人們增設(shè)了控制閥部分微開度的控制。
當汽油機中速運轉(zhuǎn)時，控制閥微微地開啟(部分開度)，這時，進氣流量的大部分即主要進氣量仍經(jīng)主通道流入氣缸;進氣流量的小部分即輔助進氣量會經(jīng)副通道流入氣缸。進氣流量的主要部分和輔助部分的比例取決于控制閥微微開啟的比例。驅(qū)動控制閥開關(guān)動作起兩種方式的作用：通過電磁閥控制的真空膜片和通過伺服電機。伺服電機起驅(qū)動作用控制圓盤閥(驅(qū)動控制閥)，控制更精確。
此類進氣歧管可增大汽油機中、低速運轉(zhuǎn)時的有效輸出扭矩，改善動力性;降低汽油機中、低速運轉(zhuǎn)時的最低燃油消耗率，改善經(jīng)濟性。汽油機有害排氣污染物排放量有所減少，即排放凈化性有所提高。
無級可變進氣歧管是可變進氣歧管最理想的一種方案。基本原理仍然是汽油機配置的進氣歧管的長度和截面面積能夠隨著汽油機轉(zhuǎn)速變化而無級、連續(xù)地改變。
低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時，節(jié)氣門體可變進氣管長度閥(控制閥)關(guān)閉，進氣歧管可變進氣管長度閥(控制閥)也關(guān)閉。此時，長進氣歧管工作，成為新鮮進氣充量的主要通道。兩閥全關(guān)，其特征是長進氣歧管工作。
中等轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時，節(jié)氣門體可變進氣管長度閥(控制閥)打開，而進氣歧管可變進氣管長度閥(控制閥)關(guān)閉，此時，中等長度進氣歧管工作，成為新鮮進氣充量的主要通道。其特征是：兩閥一開一關(guān)，中等長度進氣歧管工作。
高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時，節(jié)氣門體可變進氣管長度閥(控制閥)打開。而進氣歧管可變進氣管長度閥也打開。此時，短進氣歧管工作，成為新鮮進氣充量的主要通道。
