进气歧管应用及发展

欧洲 汽车 商 （Ｐｏｒｓｃｈｅ）于 １９７２年 率先 制 造 出尼 龙 进气歧 管 并 应 用 于 Ｐｏｒｓｃｈｅ ９１ｌ运 动 型 车 上¨４］，此 后 美 国 、日本等 发达 国家先 后 研制成 功 塑料进 气歧 管 ，并 得到 广泛 推广 应用 ，其 质 量 比铝 合金 进 气 歧 管 减 少 了 ４５ ９／６，比铸 铁材 质 减少得 更 多 ，大 约 只相 当于铸 铁进气 歧管 的 ２５％ 。
颜烨 强 ，尹凝 霞，纪宏文 ，洪宏敏
（广 东 海 洋 大 学 工 程 学 院 ，广 东 湛 江 ５２４０８８）
摘 要 ：简 述 了发 动 机 进 气歧 管 的作 用 ，从 材 料 和 结 构 两 方 面 描 述 了进 气歧 管 的应 用 现 状 ，最 后指 出 了进 气 歧
管 的 发 展 方 向。
车 已成 为 当今汽 车制 造业 的一 大趋 势 。 在发 动 机 的进 气 系统 中 ，由于进 气端 温度 较低 ，复
合 材料 成 为进气歧 管材 质 的热 门 首 选 ，这 是 因 为其 质 量 轻 、内部 光滑 ，可有 效减 少 阻力 、提 高进 气效 率 。
进气 歧 管 的主要 功能是 把 清洁 的空 气尽 可 能均匀 分 配到各 个 气缸 ，为 此 进气 歧 管 内气 体 流 道 长 度应 尽 可 能相 等 ，同时 为 了减 少 气 体 流 动 阻 力 ，提 高 进 气 能 力 ，进气 歧管 内壁 应尽 可 能光 滑 。
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式 中 ： 为发 动 机 转速 ，ｒ／ｍｉｎ；Ｃ为 声 波 传递 速 度 ，ｍ／
虽然 进气 歧 管长度 、直 径 、安 装位 置及 管道 结构 都 会影 响 到进气歧 管 的脉 动效 应 ，进 而影 响到 发 动 机 的 充气 效率 ，但 目前 只有 进 气 歧 管 长 度改 变 是 相 对 容 易 做 到的 ，进气歧 管 长度通 常 可按 下式 进行估 算 ］：
面 ＝
进气 歧管 的长 度 和管径 是发 动机 进气 系统 的重要 参数 ，传 统发 动机 的进 气歧 管结 构参 数 固定 不 变 ，是 兼 顾各 种工 况下 的一 种 折 中，但 进 气歧 管 的这 种 结 构 只 能使 得发 动机 在某 一 工 况下 取 得 较 好 的效 果 ，而 不 能 使得 发 动机在 各 种工况 下 的性 能均较 优 。随着 发 动机 的快 速发 展 和排放 法 规 的 日益严 苛 ，发 动 机 低 转 速 与 高转 速 、大负荷 与 小负荷 下 的矛盾 越 发突 出 ，为 了提 高 发 动机性 能 ，进气 歧管 的结 构需 随转 速与 负荷 改变 。
匀 ，同时 ，还 能满足 当前 发 动机 乃至 汽车 的发展 需 求 。 １ 进气 歧 管的材 料
随着 石 油 资 源 的 日益 枯 竭 和 排 放 法 规 的 日益 严 苛 ，汽车 材料 向轻 量化 与环 保化 方 向发展 ，汽 车 自重每 减少 １Ｏ ，燃 油消耗 可 降低 ６ ～８ ］，因此 ，塑 化汽
与金 属进 气歧 管 相 比，塑 料 进气 歧 管 不 仅 减 少 了 重量 ，而且 其 内壁 可加工 制造 的非 常光 滑 ，进 而 可大 幅 减少 进气 阻力 ；同时塑 料进 气歧 管导 热性低 ，气 体受 热 膨胀 率亦 相应 降低 ，可增 大进 入缸 内的气体 密度 Ｌ５］。
塑料 进气歧 管 发 展 过程 中存 在 的问 题 是 ：制 造工 艺难 度较 大 ，可靠 性有 待 提 高 ，并 且 噪 声 较 大 ，这 些 也 限制 了塑料进 气歧 管 的 发展 ，尤 其是 在 奢 华 轿 车 上 的 应用 。于是 出现 了 镁合 金 进 气 歧 管Ｌ６］，其 比铝 合 金进 气歧 管 质量轻 ，比塑料 进气 歧管 噪声 小 ，且 资 源丰 富 。 ２ 进气 歧管 的结 构
进气 歧 管作 为发 动 机 的 一 个组 成 部 分 ，需要 承受 发 动机苛 刻 的工 作条 件 ，虽 然进 气端 温 度较低 ，但 因发 动 机舱 内温 度较 高 ，因此 为保 证 进 气 歧 管 可 长期 稳 定 工作 ，材 料需 耐热 （可 承受 １２０℃高 温 ）、耐 老 化 ；同 时 为 了使进 气歧 管能 承受 一 定 的 真 空 负荷 ，因 此进 气 歧 管材 料需 具有 一定 的抗 拉强 度 和刚性 ，以减小 振 动 。
进 气歧 管形 状 复杂 ，传 统 进 气 歧 管 主 要 由铸 铁或 铝合 金 等金 属材 料铸 造而 成 ，存 在表 面粗 糙 、充气 阻力 大 、质量 重 等缺点 。为减轻 发 动机乃 至 汽车质 量 、降低 发 动机 油耗 、提高 发 动 机 性 能 ，具 有 质量 轻 、价 格低 特 点 的塑料 材 质进气 歧 管应 运而 生 。
第 ２期 （总 第 １９５期 ） ２０１６年 ４ 月
机 械 工 程 与 自 动 化Leabharlann Baidu Ｍ ＥＣＨ ＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭ ＡＴＩＯＮ
Ｎｏ．２ Ａ ｐｒ．
文 章 编 号 ：１６７２—６４１３（２０１６）０２—０２２５—０２
进 气歧 管应 用 及 发 展 米
关 键 词 ：进 气 歧 管 ；发 动机 ；应 用
中 图 分 类 号 ：Ｕ４６４．１３４ ．４
文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 引 言 进气 歧 管是发 动 机 进 气 系 统 的重 要 组 成 部 分 ，其
一 端与进 气 总管后 的进 气 谐 振 室 相 连 ，另 一 端 则 与进 气 门相 连 ，其 主要 功 能是 将 清 洁 的空 气 分 配 到各 进 气 道［１］，进气 歧管 设 计 的合 理 与 否 会 影 响 到发 动机 的充 气效 率 和换 气损失 ，进 而影 响到 发 动 机 的 动 力性 和经 济性 ］。 良好 的进 气歧 管使 进人 各气 缸 的空气 更加 均