进气系统基本知识介绍

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变换凸轮型线的可变配气相位机构
该机构可以提供两种以上凸轮型线，在不同转速和负荷下， 采用不同的凸轮型线驱动气门。本田的VTEC机构属于改类型。
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低速工作时，发动机处于单进 双排工作状态。
高速工作时，发动机处于双进 双排工作状态。
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其它结构的可变配气相位机构
4 、辅助其他系统的安装。进气系统是发动机的的主要 真空源，为真空助力、 CBR 系统、 EGR 系统、二次空气系统 等的正常工作提供必要的真空。
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空气滤清器
燃油燃烧需要大量的空气。普通轿车每消耗1L汽油 需要消耗5000-10000L空气，若不滤除其中的杂质，必 然加速气缸的磨损。实践证明，发动机机不安装空气滤 清器，其寿命将缩短2/3。 空气滤清器的功用主要是滤除空气中的杂质或灰尘， 让洁净的空气进入气缸，另外，空气滤清器也有消减进 气噪声的作用。设计优良的空气滤清器还能连同进气管 路一起，利用谐振原理起到增压效果，以提高充量系数 。
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现代轿车电喷发动机带进气谐振腔，为了增强发动机的进气谐振效 果，空气滤清器的进气导流管需要有较大的容积，但是导流管不能太粗 ，以保证一定的空气流速，因此，进气导流管只能做得很长。进气导管 尽量从车外吸气。因为车外空气温度一般比发动机罩下的温度约低30℃ ，所以从车外吸入的空气密度可增加10%左右，燃油消耗率可降低3%。
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可变配气相位及其作用机理
固定的气门正时终究只能设计成对某一个转速或狭小的转速 范围最有利。基于这样的情况，设计了气门特性参数可变的进排 气系统，以便优化各个工况的进排气。成为可变气门正时VVT（ Variable Valve Timing）。其效果有： 1、提高了标、提高怠速稳定性 5、提高燃油经济性 6、降低排放
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配气系统的基本参数
3. 气门升程
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可变配气相位及其作用机理
进气门关闭相位推迟，一方面在高转速时有利于利用高速气 流的惯性提高充气效率，另一方面在低转速时又会将已经吸入气 缸的新鲜充量重又推回到进气管中。 气门升程增大，一方面在高负荷时有利于提高充气效率，另 一方面在低负荷时又不得不将节气门关得更小，造成更大的泵气 损失和节流损失。 在传统的发动机中，由于这三个特性参数在运行过程中不能 改变，所以只能根据对性能要求的不同侧重面进行折中。过去往 往将气门正时设计成对高速全负荷工况最为有利，以便求得最大 的标定功率。近年因为更注重油耗和排放，所以将气门正时的优 化策略改成对低速工况更为有利。
进气岐管
滤芯
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进气系统的功用
1、保护外界杂质和不需要的成分对发动机的损坏。空气滤清 器总成阻止外界杂质进入汽缸，从而防止发动机磨损，可以提 供发动机的可靠性，进气口设计同时要避免水、雪等进入进气 系统。 2、降低进气噪声。进气系统是汽车主要噪声源之一，进气系 统一般都安有消声元件，如扩张式消声器（空滤）、赫姆赫兹 消声器、四分之一波长管等。 3、 减少发动机的功率损失。进气系统在满足噪声和过滤 杂质前提下要保证空气的流通顺畅，较大的空气压降会降低发 动机功率。
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空气滤清器的作用
①除掉吸入空气中的灰尘，防止发动机磨损； ②起消声降噪作用 ③连同进气管路一起，利用谐振原理起到增压效果，以 提高充量系数。
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空气滤的结构和分类
1. 空气滤清器由滤芯和壳体等零件组成。滤芯一般采用 可更换和可清理结构，从滤芯的性质分类有干式和湿 式两种。湿式空滤芯（又称油浴式）目前只有少数重 型车使用；广泛使用的干式滤芯多用特种纸和无纺布 （化纤、毛毡等）做成，而无纺布又多用于安全滤芯 。 2. 纸质滤芯目前被广泛采用，有各种规格，可滤除不同 大小颗粒的灰尘，须定期进行清理或更换。 3. 空滤器按结构分为盘式和桶式两种。前者多用于化油 器式发动机，将其直接装在化油器上，后者多用于多 点喷射式汽油机和柴油机上。空滤器多安装在车体上 ，通过管路与节气门体或进气管相连，安装应牢固可 靠并便于装拆和清理。
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谐振进气系统
另一种可变进气支 管结构如图所示，每个 进气支管都有两个进气 通道。低速时，旋转阀 将短进气通道关闭，此 时，空气只能经长进气 通道进入气缸 ；高速时， 旋转阀将短进气通道打 开，同时，将长进气通 道部分短路，此时，空 气经两个短进气通道进 入气缸。
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可控燃烧速率－CBR
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滑板式CBR
低转速时，真空执行器通过摆臂机构拉动滑板沿图示方向移动，中性气道基本被 关闭（只保留右上角的缺口）。主要靠切向气道提供的进气涡流来加速油雾和空 气的混合，从而改善燃烧状况。 高转速时，CBR控制阀切断给真空执行器的真空，在弹簧的作用下，滑板回位到 图示位置，中性气道也被打开，增加进气滚流，从而提高最大功率。
用发动机一般都是变工况工作的，不同的工况对进入发动机 的气流也有不同的要求。传统发动机每缸只有一个进气道,不能兼 顾发动机的不同工况。 CBR (Controlled Burn Rate) —可控燃烧速率，它是通过控 制进气气流的组织形式（涡流和滚流）来改善燃烧，降低排放， 提高燃油经济性的一种新技术。
中性气道 切向气道
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配气系统的作用
配气系统的作用让发动机呼吸。进气阀让燃料和空气进入气 缸，排气阀的作用是让燃烧后的废气排出气缸。
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配气系统的基本参数
1. 气门开启相位 2. 气门开启持续角度 （气门保持升起所 持续的曲轴转角）
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可变配气相位及其作用机理
气门开启相位、气门开启持续角度（气门保持升起所持续的 曲轴转角）和气门升程三个特性参数对发动机的性能、油耗和排 放有重要影响。通常将气门开启相位和气门开启持续角度通称为 气门正时。随着发动机负荷和转速的改变，这三个特性参数（特 别是进气门开启相位和开启持续角度）的最佳选择是根本不同的。 进气门开启相位提前，一方面为进气过程提供了较多的时间， 特别是有利于解决高转速时进气时间不足的问题。另一方面，气 门叠开角增大，有更多的废气进入进气管，随后又同新鲜充量一 起返回气缸，造成了较高的内部排气再循环率，可降低NOx排放， 但同时也导致启动困难，怠速不稳定和低速工作粗暴。
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进气岐管
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进气岐管
进气歧管的作用：1、把空气、燃料、曲轴箱通风的油气和 EGR（排气再循环）的废气均匀的分配给各缸；2、利用进气歧管 和稳压箱的形状和长度提高充量系数。 为了均匀分配到各个气缸，进气岐管内的气体流道长度应尽 可能相等。为了减小气体流动阻力，提高进气能力，进气岐管的 内壁应该光滑。 一般发动机的进气岐管由合金铸铁制造，轿车发动机多用铝 合金制造（重量轻，导热性好）。现代轿车多为多点喷射发动机， 近年来也有用复合塑料进气岐管的，这种进气岐管质量极轻，内 壁光滑，无需加工。
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空气滤清器
轿车用发动机空气 滤清器常用干式纸质滤 芯或无纺布滤芯，带进 气导流管。滤芯需定期 清洁或更换，若空气滤 清器滤芯堵塞，发动机 气缸内进气不畅，怠速 容易熄火，油门响应性 变差（油门加大时，发 动机功率变化不连续， 导致车子一冲一冲的） 。为节省空间增加过滤 面积，滤芯被折叠成各 种各样的形状，以增大 过滤面积。
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空气滤清器的设计要点
1. 空滤器芯孔径及过滤面积取决于发动机排量、使用环 境、更换周期及进气阻力等因素。 2. 空滤器的安装尺寸及壳体形状取决于整车布置要求， 但也应注意降噪和谐振增压。 3. 空滤器壳体和连通管路和设计应尽量避免气流产生急 转弯，并使气体通过滤芯全面积。 4. 设计时还应注意降噪和进气阻力与管路直径、长度的 关系，在管路和滤清器上设置谐振器是降噪的有效方 法。
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无凸轮轴可变配气相位机构
该类机构没有凸轮轴，直接对气门进行控制。其优 点是能对 气门正时的所有因素进行控制，在各种工况下获取最佳 气门正时； 另外，还能关闭部分气缸的气门，实现可变排量。该机 构一般为 电磁控制气门机构，需要消耗能量，如何降低消耗是必 须解决的 问题。
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谐振进气系统
进气过程具有间歇性和周期性，因此进气支管内产生一定幅 度的压力波，此压力波以当地声速在进气系统内传播和往复反射 。如果利用一定长度和直径的进气岐管与一定容积的谐振室组成 谐振进气系统，并使其自振频率与气门的进气周期调谐，那么在 特定的转速下，就会在进气门关闭之前，在进气岐管内产生大幅 度的压力波，使进气岐管的压力增高，从而增加进气量。这种效 应称作进气波动效应。 谐振进气系统的优点是没有运动件，工作可靠，成本低。但 只能增加特定转速下的进气量和发动机转矩。
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空气滤清器的设计
空滤器的容积，过滤面积及滤芯孔径取决于发动机排量、使 用环境、更换周期及进气阻力等因素。空滤器的安装尺寸及壳体 形状取决于整车布置要求，但也应注意降噪和谐振增压。空滤器 壳体和连通管路的设计应尽量避免气流产生急转弯，并使气体通 过滤芯全面积。设计时还应注意降噪与谐振，在管路和滤清器上 设置谐振箱能增强降噪与谐振效果。
1. 改变凸轮轴与曲轴的相对转角的可变配气 相位机构该机构 凸轮型线是固定的而凸轮轴相对曲轴的转角 是可变的。 2. 改变凸轮与气门之间连接的可变配气相位 机构如挺柱、摇 臂或推杆的结构，间接的实现改变凸轮型线 作用。缺点是机构 从动件多，结构复杂，气门系存在冲击。
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谢
谢！
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谐振进气系统
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可变进气岐管
长度一定的进气管只能在某一转速区域得到最佳充量系数。 传统的发动机进气系统不能兼顾高低速性能，即只能在某一狭窄 的转速范围内得到较高的充量系数，而在其他转速范围内充量系 数则要降低。 低速小负荷工况，进气量少，应减小进气道空气流通截面来 提高进气流速，增大进气惯性以提高充气效率。