可变进气歧管.ppt课件

5. 可变进气歧管（VIM）发动机的进气歧管是指一端与进气门相连，一端与进气总管后边的进气谐振室相连的管道。

一般来说每个气缸会有一根进气歧管，进气歧管设计的不同，会影响到发动机的性能。

其中，长度就是很重要的一项。

不同的进气歧管长度对应不同的转速需求，在发动机运转时，进气门不断的开启和关闭。

当进气门开启的时候，进气歧管中的混合气会以一定的流速通过进气门进入气缸，而当进气门关闭时，具有一定速度的混合气会遇到阻力。

因为混合气是可以压缩的，因此这种有流速的混合气会在进气门附近堆积，就好比被压缩一样。

可以想象，这种堆积起来的混合气在堆积到一定程度以后，会产生一个弹性，向另一端释放，也就是说这种堆积的“混合气团”又会向相反的方向运动。

当“混合气团”运动到进气歧管另一端时，又会被“弹”回来，如此周而复始，会产生一个震荡频率。

在这里用文字表述仿佛这个过程很漫长，实际上在进气歧管里，这种震荡频率是非常快的。

我们可以设想一下，如果进气歧管很短，显然这种频率会更快；如果进气歧管很长的话，这个频率就会变得相对慢一些。

我们知道共振的原理，如果进气歧管中混合气的震荡频率与进气门开启的时间达到共振的话，那么当进气门打开的时候，恰好是堆积的混合气达到进气门口时，此时的进气效率显然是很高的。

发动机设计师在设计发动机的时候，就必须考虑到这一点。

除了以上说到的进气共振以外，进气歧管的长度还与进气阻力以及进气混合的能力有关。

较短的进气歧管进气阻力显然更小，高速时候的响应更快，而较长的进气歧管则有利于进气歧管中油与气的混合，显然较短的进气歧管更适合于高转速，而较长的进气歧管则更适合于低转速。

设计师在设计发动机的时候，该采用那种长度的进气歧管呢？从上面的分析可以看出，固定长度的进气歧管显然无法兼顾高转速和低转速时的进气共振，因此对于采用固定长度进气歧管的发动机，只能选择一个折衷的长度，这一点与气门正时和气门行程设计上的折衷取值是一个道理。

可变进气歧管技术Paragraph 09 City load of 1.8 L engine adopted the VIM (Variable - length IntakeManifold) Variable intake manifold technology, this technology can make the engine under different speed with different inlet path, so as to meet the engine under different conditions on the volume of different needs.At low engine speed, in order to improve the engine power output, using short inlet path at this time.Adopts the variable intake manifold technology is the purpose of optimal engine torque curve of the whole speed range and at the same time improve the speed performance and responsiveness, in different modes of the engine so that the power performance, fuel economy and emission levels to achieve harmony and unity.09款City装载的 1.8L发动机采用了VIM （Variable-length IntakeManifold）可变进气歧管技术，该技术可以使发动机在不同转速下具有不同进气路径，从而满足发动机在不同工况下对进气量的不同需求。

可变进气歧管是什么可变进气歧管通过改变进气管的长度和截面积，提升燃烧效率，使发动机在低转速时更平稳、扭矩更充足，高转速时更顺畅、功率更强大。

进气歧管一端与进气门相连，一端与进气总管后的进气谐振室相连，每个汽缸都有一根进气歧管。

发动机在运转时，进气门不断地的开启和关闭，气门开启时，进气歧管中的混合气以一定的速度通过气门进入汽缸，当气门关闭时混合气受阻就会反弹，周而复始会产生震动频率。

如果进气歧管很短，显然这种频率会更快;如果进气歧管很长的话，这个频率就会变得相对慢一些。

如果进气歧管中混合气的震荡频率与进气门开启的时间达到共振的话，那么此时的进气效率显然是很高的。

因此可变进气歧管，在发动机高速和低速时都能提供配气。

发动机在低转速时，用又长又细的进气歧管，可以增加进气的气流速度和气压强度，并使得汽油得以更好的雾化，燃烧的更好，提升扭矩。

(就像捏扁水管后，水流就会更有力)发动机在高转速时必须要大量混合气，这是进气歧管就会变的又粗有短，这样才干吸入更多的混合气，提升输出功率。

技术原理：由于混合气是具有质量的流体，在进气管中的流动状态是千变万化的，工程上往往要运用流体力学来优化其内部制定，例如将进气歧管内壁打磨光滑减轻阻力，或者刻意制造粗糙面营造汽缸内的涡流运动。

但是，汽车发动机的工作转速间隔高达数千转，各工况所必须的进气必须求不尽相同，这对一般的进气歧管是个极大的考验。

于是，天工程师对进气歧管进行了深层次的开发——让进气歧管“变〞起来。

2主副通道式可变进气歧管是什么主副通道式可变进气歧管是双通道可变进气歧管的一个变型和特例。

其结构、工作过程、作用机理及功用均与双通道可变进气歧管相似。

在由低速向高速过渡的状态下，控制阀部分微开度。

每一气缸使用主进气通道(长)和副进气通道(短)。

副进气通道中安装有控制阀(圆盘阀)，主进气通道中安装有喷油器。

在主副通道式可变进气歧管中，控制阀的位置由控制单元(ECU)依据轿车汽油机的曲轴转速高或低进行控制。

服务自学手册212VR系列发动机上的可变进气管道工作原理极其运行工况描述发动机的扭矩和功率输出对该发动机的性能特点具有重大影响。

上述两项性能的优劣同时也取决于发动机的充气效率以及进气通道几何形状设计的优良程度。

高扭矩和高功率所要求的进气管道的几何参数或几何形状是不同的。

具有中等管道直径的中等长度的进气管是一种择衷方案，但是具有可变几何参数的进气管才是一种优化方案。

本自学手册较详细地解释和说明了可变几何参数进气管道的工作原理和设计方法，并阐述了利用此工作原理如何对发动机的扭矩和功率进行优化设计，以及该种进气管是如何影响空气供给的。

以VR6发动机为例，用新型的可变进气管代替了传统的进气管，使其功率和扭矩得到了明显的提高。

应用在这种VR6发动机上的可变进气管技术已经申请了专利权。

在保持低油耗的基础上，高功率和 大扭矩是现代轿车发动机的显著特 点。

这样的目标是如何实现的呢？ 功率P 与发动机转速n 和扭矩M 的 乘积成正比。

通过增大发动机扭矩或提高发动机转 速均可获得大的功率。

发动机中的多种运动部件（如活塞、 n = 发动机转速（rpm ） 连杆、曲轴等）都会限制发动机转速 M = 扭矩（Nm ）的提高。

9550 = 考虑各种因素及单位换算 因此，只有扭矩仍具有提高发动机功 之后的常数 率的潜力。

为了提高发动机扭矩，既可以通过增 大发动机排量来达到目标，也可以通 过提高压缩比来实现。

因为汽车消费税收通常是结合技术特 λL = 点，按照发动机的排量大小征收的， m L = 实际进入气缸的空气质量 所以，对一种特定排量的发动机来讲， m th = 理论空气量 要想提高其功率只能通过其它途径， 也就是通过提高发动机工作效率的方 法。

m Lm th发动机扭矩曲线作为其转速的函数代表了发动机的极限工作能力。

我们可以使可燃混合气在恰当的时刻完全燃烧，从而在该工况下获得最大扭矩。

但是，每一次的完全燃烧都需要有一个合适的空燃比来与之配合，发动机应随 不同的转速来提供最佳的空气量。

可变进排气歧管技术( Variable Intake Manifold, VIM )90 年代中期以后，可变进气歧管技术在汽上越来越流行。

这种技术能提高发动机在中低转速时的扭力输出，对燃油经济性和高转速动力没有坏的影响，因而能改善发动机的适应性。

通常的固定式进气歧管，只能按照发动机的具体要求，或者按照高转速和低转速时的要求进行最优化的几何设计，或者采用折中的办法，但是无论那种设计，都不能兼顾到不同转速时的需求。

可变进气歧管技术则可以分两段或更多的级数来适应不同的发动机转速。

可变进气歧管技术与可变配气技术有些类似，但是可变进气歧管技术更注重的提高低转速时的扭力输出（对高转速时功率的输出提高效果不是很明显），因此这种技术被非常广泛的应用于普通的民用轿车上。

不过这也不是绝对的，由于它能提供更好的引擎响应性，所以在运动型车上也逐渐开始采用这种技术，例如法拉力的360 和575。

与可变配气技术相比，可变进气歧管技术成本更低——它只需要一些简单的电磁阀和进气管形状的设计就能够实现；而可变配气技术则需要复杂而精确的液压系统进行驱动，如果改变气门行程，还需要一些特制的凸轮轴。

目前，有两种可变进气歧管技术：可变进气歧管长度和可变进气共振，他们都是通过进气歧管的几何设计实现的。

下面我们就分别讨论一下这两种技术。

可变进气歧管长度可变进气歧管长度是一种广泛应用于普通民用车的技术，进气歧管长度大部分被设计成分两段可调——长的进气歧管在低转速时使用，短的进气歧管在高转速时使用。

为何在高转速时要设计为短进气歧管？因为它能使得进气更顺畅，这一点应该很容易理解；但是为什么在低转速时需要长进气歧管呢，它不会增加进气阻力吗？因为发动机低转速时发动机进气的频率也是低的，长的进气歧管能聚集更多的空气，因而非常适合与低转速时发动机的进气需求相匹配，从而可以改善扭矩的输出。

另外，长进气歧管还能降低空气流速，能让空气和燃料更好的混合，燃烧更充分，也可以产生更大的扭矩输出。