汽車發動機進氣系統的發展研究

張文智

摘 要：隨著人們生活水平的提高和科學技術的不斷進步，汽車作為新一代的交通工具慢慢地走進了千家萬戶，汽車生產商對于汽車安全性能和技術層面的要求日益提高，汽車發動機是整個汽車運作的中樞系統，在工作中起著至關重要的作用，進氣系統是延長汽車發動機壽命的一個重要保證，所以做好進氣系統的安排工作 有利于汽車發動機的高效、穩定的運行。近年來，我國一代又一代的汽車工程師在進氣系統的研究方面作了各項努力，進氣系統的技術革新也有了長足發展，本文主要從汽車發動機進氣系統的設計布置、發展歷程以及設計研究的角度出發進行闡述，以求為汽車發動機進氣系統的發展研究添磚加瓦。

關鍵詞：汽車；發動機；進氣系統；發展研究

1 進氣系統的設計布置

汽車進氣系統只有得到合理的布置，才會有利于汽車作業時的穩定和可靠。所以在最原始的汽車進氣口設計時，在位置盡可能的選擇空曠、偏高的位置，這樣既方便操作，又可以避免灰塵、雨雪等雜物進入堵塞了進氣口；為了防止其他雜物進入進氣口導致堵塞，我們通常會在進氣口安裝空氣濾清器，空氣濾清器因為要時常的保養，在位置上要盡量選擇便于操作的地方，選用空氣濾清器也是門技術活，每個發動機都有其固定的進氣量，所以在選擇的時候要盡量選擇大于進氣量的空氣濾清器，此外灰塵的顆粒大小也可以作為餐開支考慮在內；進氣管路作為進氣口和汽車發動機中間的鏈接，我們在鋪設時盡量不要太長，也不要有彎彎繞繞，短且直的進氣管路不僅有利于氣體的進出排放，還會在一定程度上節省原料和空間。

2 進氣系統的發展

汽車發動機進氣系統的發展主要經歷了諧波增壓進氣系統、可變氣門正時系統、可變氣門升程系統和電子氣門技術三個階段，接下來我們針對這三種系統來進行逐一分析：

2.1 諧波增壓進氣系統

我們日常常見的汽車奧迪A5C6發動機、起亞的直列4缸發動機和與第七代雅美瑞發動機等都是使用的這一款進氣系統，諧波增壓進氣系統可以分為氣管式和容積式兩種類型，現在大多數汽車使用的還是可變進氣管式諧波增壓技術，通俗的講就是運用氣流的慣性來產生壓強，從而達到增壓的效果。

優點：發動機在運轉時，氣流速度的不斷增加，能夠把燃油和進氣口的空氣混合在一起，不管汽車在低速行駛還是高速行駛的過程中都能保證進氣的充足，很好的對發動機起到了保護作用，大大降低了機器的故障率，節省了維修方面的一部分成本。

缺點：和渦輪增壓相比，諧波增壓進氣系統的進氣量和增壓效果相對來說就不那么明顯了。

2.2 可變氣門正時系統

豐田公司在可變氣門技術上采用的使可變氣門正時系統，這一技術是通過汽車在高速或低速運轉的過程中，改變氣門重疊角的角度來控制進氣量，使進氣量和燃油按比例混合，從而達到汽油充分燃燒好的效果。

優點：可變氣門正時系統通過凸輪軸轉，可以非常精確地控制氣門開合的角度，使發動機的動力大大的增強。

缺點：可變氣門正時系統在工作的過程中，僅僅依靠氣門開合的角度來控制進氣量，在一定程度上有一定的限制性，進氣量十分的有限。

2.3 可變氣門升程系統

現今的汽車中本田和奧迪的部分車輛使用了這種可變氣門升程系統，可變氣門升程技術就是在發動機運轉的過程中，通過轉速的不同來調節氣門，使氣體和燃油混合達到充分的燃燒效果，奧迪和本田的升程系統在技術上沒有特別大的區別，兩者都是通過凸輪的切換，在改變氣門的基礎上增加進氣量使動力增強的。

優點：可變氣門升程系統可以在發動機的低速巡航模式下，充分的降低汽車的油耗量，達到很好的節油效果，不僅如此，由于氣缸上的進氣凸輪三個轉換互不干涉，這一簡單化、單一化的結構出現故障的概率大大降低了，同樣節省了很大的一筆維修費用。

缺點：由于可變氣門升程系統采用的還是分段式的氣門調節方式，發動機在輸出的過程中的操作不夠線性化。

2.4 電子氣門技術

寶馬汽車在生產制造的過程中，大量的使用了電子氣門技術，它比之前的進氣系統都更加的現金，這一技術是在原始的進氣系統上增加了一根偏心軸，通過機械的轉動帶動這根軸位置上的額變化，從而改變了進氣口的大小，來使空氣和燃油混合然后增加了動力。此外，在原始的進氣系統上存在泵氣損失的現象，為了解決這一弊端，電子氣門技術去掉了氣節門，改善了泵氣損失的情況，在已訂購程度上也減少了汽車的油耗量。

優點：去除了泵氣損失以后，空氣在進入進氣口的時候變得更加流暢，燃油效率大大增加，同時這項技術可以根據不同發動機的特點調節自己的轉速，對于節省燃油量也是一個很大的突破。

3 進氣系統的設計研究

如今國內外的汽車生產商和制造商對于汽車進氣系統的設計研究已經有了一套很成熟的技術，對于進氣系統的研究，我們可以分三步走：根據對流體的模擬設計，充分利用有限容積的算法建立發動機模型；運用插入損失的計算公式進行進氣系統的插入損失分析，找出中心頻率；根據以上對中心頻率進行聲學元件設計。這種三步走的設計方法，可以從科學的角度出發，驗證進氣系統設計的可靠性和安全性。

4 結語

當今社會的不斷進步的同時，也對我們賴以生存的環境造成了許多負面影響，人口的膨脹、光污染、尾氣污染等等，這些都在一定程度上使我們的空氣質量有所下降，人們的健康已經在逐步受到威脅。在這樣一個形勢影響下，未來的科技發展中汽車的低碳、節能、環保發展已經漸漸成為一種趨勢，汽車發動機進氣系統的發展研究，不僅有利于我們進一步了解發動機進氣系統的發展規律，還對未來汽車進氣系統的研究探索起到一定的指引作用，汽車油耗大、污染率高的弊端才能一步步得以解決。

參考文獻：

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[2]李春榮.淺談汽車進氣系統的設計布置.內燃機，2009.

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