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歧管(進氣和排氣)

科目:

  • 進氣歧管
  • 進氣歧管中的空氣脈衝
  • 亥姆霍茲共振器
  • 帶渦流閥的進氣歧管
  • 可變長度進氣歧管
  • 迪砂閥門
  • 排氣歧管

進氣歧管:
進氣歧管安裝在空氣濾清器進氣管和引擎之間。 歧管直接安裝在引擎的進氣部分,就在進氣門處。 在間接噴射汽油引擎中,噴油嘴也安裝在進氣歧管中。 此噴油嘴將汽油直接噴射到進氣閥上。
進氣歧管不僅僅是一堆管道。 其形狀和表面處理必須對進入的空氣提供盡可能小的阻力。 所有氣缸必須接收相同量的空氣。 因此,所有氣缸的進氣管長度應相同。 進氣歧管通常由塑膠製成,因為與金屬等材料相比,塑膠更便宜且不易因高溫而受熱。 進氣歧管中的空氣必須盡可能保持涼爽。

進氣歧管中的空氣脈衝:
當進氣閥打開時,空氣被高速吸入。 進氣歧管內的空氣流速較高。 當進氣閥關閉時,尚未進入汽缸的空氣與進氣閥碰撞,導致壓力增加。 這種壓力的增加會導致進氣歧管中出現波浪運動,此波浪運動與進氣歧管中的空氣流動方向相反。 當壓力波返回時進氣門打開時,氣缸充裝達到最大; 壓力波確保額外的空氣進入燃燒室。 然而,情況幾乎從未如此,因為引擎轉速變化,因此進氣門幾乎永遠不會在壓力波的最佳時刻打開。 與較短的進氣歧管相比,較長的進氣歧管使壓力波返回進氣門所需的時間更短。 因此,能夠使進氣歧管的長度適應引擎的工作條件是有用的(請參閱「可變長度的進氣歧管」段落或使用所謂的亥姆霍茲諧振器)。

亥姆霍茲諧振器:
亥姆霍茲共振器是一個接收由入口閥關閉所引起的壓力波的共振室。 諧振器只不過是一個封閉的氣室,連接在空氣質量計和節氣門之間的進氣軟管上。 圖中紅色箭頭表示亥姆霍茲諧振器的範例。
進入諧振器的壓力波被反射回入口閥。 壓力波有助於空氣向內移動,從而最終實現更高的填充水平。 諧振器還可以確保抑制進氣噪音,使引擎更加安靜。 因此,引擎變得更強大、更安靜。

帶渦流閥的進氣歧管:
在柴油引擎中,有時使用帶有渦流閥的進氣歧管。 這些閥門確保進入的空氣形成旋流。 在低速時,空氣速度可能非常低(因為渦輪尚未達到速度),以至於空氣渦流不足以確保與柴油良好混合。 注射壓力與此無關。 如果閥門不起作用,與燃料的混合以及最終的燃燒都不會達到最佳狀態。 這意味著引擎消耗額外的燃料,產生更少的功率並排放煙灰。

當需要打開旋流閥時,真空吸盤被激活,使控制桿從左向右移動。 當滑動控制桿時,閥門可以設定到所需的位置。

可變長度進氣歧管:
構造引擎時,必須考慮進氣歧管的進氣管的長度。 入口通道的長度決定了打開和關閉入口閥時產生的壓力脈衝(請參閱有關空氣脈衝的段落)。 如果這些進氣道總是很長,那麼引擎在低速時扭力很大,但在高速時牽引力卻越來越小。 反之亦然,如果這些總是太短,引擎只能在較高的速度下才有足夠的扭力和功率。 透過使用可變進氣歧管,可以根據駕駛條件調整長度。 這裡分2種情況:

  • 長進氣管:透過使空氣移動更長的距離並減小管的直徑,空氣獲得更高的速度。 這在低速低負載或低速高負載(更大扭矩)時非常有利。
  • 較短的進氣管:現在空氣行進的距離更短,並在低速低負載和高速高負載(更多功率)下提供更好的氣缸填充。
長吸料管
短吸管

迪砂閥門:
DISA 閥門用於 BMW 進氣歧管。 DISA 代表:Differenzierte SaugAnlage。 DISA 閥門確保在特定的引擎轉速下,氣流可以被阻擋在進氣歧管的不同部分。 這將進氣歧管分成兩部分。 下面用三張圖來解釋一下。

在低速或中速時,DISA 閥門關閉。 空氣從節氣門體直接流向汽缸 1。透過歧管的一部分將進氣引導至進氣門,從而產生更高的空氣速度。 較高的空氣速度會導致空氣產生漩渦,從而可以與噴射的燃料更好地混合。

當 1 號汽缸的進氣門關閉時,會產生壓力波。 由於閥門關閉,壓力波必須穿過諧振管很長一段距離才能流到汽缸 5 的入口閥門。 壓力波現在不會對通過氣缸 5 的吸入空氣的氣流產生影響。

當引擎轉速較高時,迪砂閥門打開。 由於進氣長度現已延長,因此可以在更高的速度下實現更高的功率。

吸入的空氣流過兩個共振室。 1號汽缸進氣門關閉後空氣的回彈提供流向5號汽缸的空氣的推進力; 汽缸5的填充水準因此增加。

排氣歧管:
排氣歧管也不只是一堆管路。 廢氣流出的速度越快越好。 這不僅是流動阻力的問題。 畢竟,排氣門的打開和關閉也必須考慮。

例如:四缸引擎的點火順序為 1-2-4-3。 當第二個汽缸的排氣門打開時,第一個汽缸的排氣門仍然打開。 由於2號汽缸的排氣期才剛開始,因此流出的氣體壓力比1號汽缸的情況更大。
如果歧管的形狀和直徑不正確,廢氣就會出現幹擾問題。 1 號汽缸排出的廢氣可以抵銷 2 號汽缸排出的廢氣。 然而,如果結構正確,則會發生相反的情況,來自氣缸 1 的氣體有助於從氣缸 2 中提取剩餘的廢氣。 對於所謂的義大利麵流形(如下圖)尤其如此。

一些汽油引擎和大多數柴油引擎還有另一台 廢氣渦輪 安裝在歧管上。 它在彎管後儘快安裝在歧管中,以盡可能減慢流出的空氣。
沒有排氣消音器的引擎發出的地獄般的噪音是由於廢氣在巨大的壓力和速度下流出,引起空氣振動而產生的。 A 圍巾 應降低該壓力和速度。