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上次我们很认真的赞了大众EA888发动机的“可变气门正时”技术,然而小编深深的感受到了大家完全不care的冷漠脸!小编要检讨,一定是我们没把发动机进气系统讲清楚,它真的像人的呼吸系统一样重要吗?如果进气系统出了问题,会导致哪些不良后果呢?
1.从发动机熄火说起
毫无疑问,发动机就是汽车的心脏。如果发动机动力不足,甚至突然熄火,然后你又碰巧走到十字路口中间,四方的车流对你虎视眈眈,并且对面还站着一个大盖帽的人民公安……你是不是已经脊背发凉了呢?
很严肃的说,汽车进气系统的故障是导致发动机熄火的常见原因之一,由此导致的安全隐患想想都能让人不寒而栗!那么发动机进气系统的结构和原理是怎样的?它有传说的那么脆弱吗?看完小编下面的介绍,车友们就会有自己的答案啦!
2.详解进气系统——复杂而优美
发动机进气系统最主要的功能就是把空气或混合气导入发动机气缸,支持缸内燃料的充分燃烧。一句大白话,这个系统的使命就是把空气送到气缸!
我们来看一张结果示意图:
发动机进气装置通常由能够清除进入发动机汽缸灰尘的空气滤清器、把空气或含有燃料的混合气分配给发动机各缸的进气歧管、通过控制进气流量,调整发动机功率及转速的进气节流装置(节流阀体/节气门) 以及各种连接管道等零部件组成。
当代汽车的可变进气系统主要分VVT(可变气门正时),CVVT(连续可变气门正时),VVT-i(电子可变正时),i-VTEC(电子可变气门升程)这四种。
【进气系统关键技术解析】
(1)可变配气
可变配气技术,从大类上分,包括可变气门正时和可变气门行程两大类。
搭载可变气门正时系统的发动机有中低速用和高速用两组不同的气门驱动凸轮,并可通过电子控制系统的自动操纵,进行自动转换。该技术保证了发动机中低速与高速不同的配气相位及进气量的要求,使发动机无论在何速率运转都达到动力性、经济性与低排放的统一和极佳状态。
可变气门升程技术(升程指的是活塞上下运动的两个停止点的距离),能够使发动机在高速区和低速区都能得到满足需求的气门升程。从而改善发动机高速功率和低速扭矩。
(2)正时系统
首先,小编要带大家理解“正时”这个看似既专业又高大上的名词。所谓“正时”,如果最简单的说就是“正确的时间”,有没有想要长“切”一声的冲动?不要急,具体的说“正时”就是发动机凸轮轴与曲轴的转角位置要相互对应,以此来保证进、排气门在正确的刻开启或关闭。
目前最普遍正时构造由曲轴通过正时皮带或正时链条驱动位于缸盖上的凸轮轴,再由凸轮轴驱动挺杆,挺杆位于气门正上方,使气门上下往复运动,以实现气门的开闭。
(3)气门/节气门
在发动机进气系统中,节气门无疑是最重要的部件。节气门的作用是通过调整开度的大小,控制进入气缸的可燃混合气的数量,形象的比喻就是发动机的咽喉。它的上部是空气滤清器,下部是发动机缸体,车子加速是否灵活,与节气门的清洁是很有关系的。
节气门有传统拉线式和电子节气门两种,传统发动机节气门操纵机构是通过拉索或者拉杆,一端连接油门踏板,另一端连接节气门连动板而工作。电子节气门主要通过节气门位置传感器,来根据发动机所需能量,控制节气门的开启角度,从而调节进气量的大小。小编要说的是,这都什么年代啦!现代汽车上的节气门都是以电子的为主啦。
(4)进气歧管
进气歧管的作用是把空气、燃料以及活塞的窜气、EGR(废气再循环)的废气均匀地分配给各汽缸。另外利用惯性效应、波动效应、谐振效应等空气动力学的动态效果尽量增大进入汽缸的空气量,以此来提高发动机的动力性。
进气歧管设计的好坏对发动机启动性、尾气排放特性以及输出功率等有很大的影响。迄今为止已经有各种形式、形状的进气歧管应用到实车上。在设计进气歧管时,要针对不同车辆的发动机特性、车辆装载性等综合地进行考虑,以确定合适的形状。
在设计进气歧管的尺寸、形状时,要充分利用气体惯性效应和波动效应来计算歧管的长度、弧度和厚度等参数。随着科技的发展,为了能够在发动机运转广泛的范围内有效利用这些动态效应,现在已经开发出在发动机工作时长度可变的进气管。
3.进气系统的两大痛症
应该说,进气系统的面临最大的挑战就是日常积灰积尘形成阻塞的问题。下面我们来聊一聊最容易形成沉积物的两个大宝贝!
(1)节气门
由于会有气门室、曲轴箱等处的循环废气经由节气门(或动力腔溢出)再次进入,与进入的灰尘混杂后容易附着在节气门(或怠速控制阀)内侧,导致开度卡滞造成怠速不稳、加速乏力等故障,是某些车辆经常需要单独清洗节气门体的缘故。
(2)动力腔与进气歧管
间歇进气会带来压力波,与燃烧室相连接会产生高温,这些因素都会导致动力腔与进气歧管大量积垢。沉积物的成分主要为灰尘、水分和烃类聚合物,混杂后经高温氧化、缩合会形成密度较大、成分复杂的半碳化油垢,具有极性强弱分布不等的特征。这些积垢大量附着在系统表面,会降低进气道热交换效率(散热不良),导致异常温升,使空气密度下降,进而使得燃烧室实际进气量下降。常见的发动机动力不足正是源于此。
4.小结
如果说发动机是汽车的心脏,那么进气系统应该就是它的灵魂。顺畅轻快的进气系统,是爱车动力的保障,也是获得高品质驾车体验的前提。如今的进气系统已经基本实现了智能可变,实时可调。随着新能源和电动汽车的发展,汽车进气系统必然迎来有一次蜕变,然而它的使命不会改变:那就是驾驭空气,驱动生活。
随后奉上“保养作业”,大家会看到详细的进气系统清洗过车,让我们先来了解进气系统。
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