《可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)》課件

1、模塊三 配氣機(jī)構(gòu)發(fā) 動(dòng) 機(jī) 電 控 技 術(shù)模塊二 曲柄連桿機(jī)構(gòu)模塊一 發(fā)動(dòng)機(jī)總體認(rèn)識(shí)模塊四 冷卻系模塊五 潤滑系模塊六 汽油機(jī)燃料供給系第三部分汽油機(jī)進(jìn)氣控制系統(tǒng)情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)模塊三 配氣機(jī)構(gòu)發(fā) 動(dòng) 機(jī) 電 控 技 術(shù)模塊二 曲柄情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng) 為了充分利用進(jìn)氣波動(dòng)效應(yīng)和盡量縮小發(fā)動(dòng)機(jī)在高、低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)氣速度的差別，從而達(dá)到改善發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性及動(dòng)力性，特別是改善發(fā)動(dòng)機(jī)中、小負(fù)荷時(shí)的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的目的。要求發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷時(shí)裝備粗短的進(jìn)氣歧管；而在中、低轉(zhuǎn)速和中、小負(fù)荷時(shí)配用細(xì)長的進(jìn)氣歧管?？勺冞M(jìn)氣歧管就是為適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作要求而設(shè)計(jì)的。情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng) 為了充

2、分利用進(jìn)氣波動(dòng)效情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)一、可變進(jìn)氣系統(tǒng)的作用 為了有效地利用進(jìn)氣管內(nèi)的動(dòng)力效應(yīng)來增加充氣量，高速時(shí)應(yīng)使用短而粗的進(jìn)氣管，低速時(shí)應(yīng)使用長而細(xì)的進(jìn)氣管?？勺冞M(jìn)氣系統(tǒng)能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速自動(dòng)地變換進(jìn)氣管的形狀，以有效地利用進(jìn)氣管道內(nèi)的動(dòng)態(tài)效應(yīng)。因此，它可以在較大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)增加氣缸充量，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和功率?？勺冞M(jìn)氣系統(tǒng)能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行工況，自動(dòng)地改變進(jìn)氣管的長度或直徑，以獲得最佳的充氣效率和動(dòng)力性。情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)一、可變進(jìn)氣系統(tǒng)的作用情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)二、可變進(jìn)氣系統(tǒng)歧管的組成 可變進(jìn)氣系統(tǒng)主要由進(jìn)氣總管、震蕩管、切換軸、功率進(jìn)氣總管、真空儲(chǔ)壓器、進(jìn)氣

3、歧管翻板等組成。情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)二、可變進(jìn)氣系統(tǒng)歧管的組成情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)三、可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)的工作原理 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于4000r/min 時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制裝置發(fā)出指令，轉(zhuǎn)換閥控制機(jī)構(gòu)將控制閥（黑色）關(guān)閉。這時(shí)空氣經(jīng)過空氣濾清器和節(jié)氣門后，橫截面積減小，被迫從長歧管流入氣缸，可以增加進(jìn)氣的氣流速度和氣壓，使燃油和空氣更好的混合，燃燒更充分。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于4000r/min 時(shí)，控制閥門打開，氣流繞開下端管道直接進(jìn)入氣缸，這時(shí)能更快吸入更多的空氣，增大發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速的進(jìn)氣量。情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)三、可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)的工作原理情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)四、可變進(jìn)氣系統(tǒng)的類型1

4、、可變長度進(jìn)氣歧管 可變長度進(jìn)氣系統(tǒng)利用改變進(jìn)氣流的動(dòng)態(tài)效應(yīng)來提高進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速要求，通過控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)作來進(jìn)行長、短氣道的切換。低轉(zhuǎn)速時(shí)長氣道打開，短氣道關(guān)閉，而高轉(zhuǎn)速時(shí)氣流主要從短氣道進(jìn)入缸蓋。也就是說，可變進(jìn)氣系統(tǒng)能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行工況，自動(dòng)地改變進(jìn)氣管的長度或直徑，以獲得最佳的充氣效率和動(dòng)力性?？勺冮L度進(jìn)氣歧管主要由轉(zhuǎn)換閥、轉(zhuǎn)換閥控制器及電子控制單元ECU 等組成。情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)四、可變進(jìn)氣系統(tǒng)的類型情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)（1）工作過程：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU 指令轉(zhuǎn)換閥控制器關(guān)閉轉(zhuǎn)換閥，這時(shí)空氣經(jīng)空氣濾清器節(jié)氣門彎曲而細(xì)長的進(jìn)氣歧管氣

5、缸細(xì)長的進(jìn)氣歧管提高了進(jìn)氣速度，充分利用氣流的慣性，使進(jìn)氣量增多。（圖a） 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU 指令轉(zhuǎn)換閥控制機(jī)構(gòu)開啟轉(zhuǎn)換閥，這時(shí)空氣經(jīng)空氣濾清器節(jié)氣門較粗的進(jìn)氣歧管氣缸。較粗的進(jìn)氣歧管進(jìn)氣阻力小，使進(jìn)氣量增多。（圖b ）情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)（1）工作過程：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)，發(fā)情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)（2）可變長、短進(jìn)氣道的優(yōu)缺點(diǎn) 較長的進(jìn)氣歧管使發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速下獲得較大的扭矩。但在高轉(zhuǎn)速下卻會(huì)出現(xiàn)較低的最大輸出功率。較短的進(jìn)氣歧管卻正相反，發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速下獲得較小的扭矩，但在高轉(zhuǎn)速下卻會(huì)出現(xiàn)較高的最大輸出功率。 通過雙級(jí)可變進(jìn)氣歧管，可以保證在相應(yīng)的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)具有有效長

6、度。在保證較大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，不但具有較大的扭矩。同時(shí)，在高轉(zhuǎn)速區(qū)具有較高的最大輸出功率保證汽車在高速行駛時(shí)，具有較好的加速性。情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)（2）可變長、短進(jìn)氣道的優(yōu)缺點(diǎn)情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)2、雙進(jìn)氣通道歧管 每個(gè)歧管都有兩個(gè)進(jìn)氣通道，一長一短。根據(jù)汽油機(jī)的工作轉(zhuǎn)速高低、負(fù)荷大小，由旋轉(zhuǎn)閥控制空氣經(jīng)過哪一個(gè)通道流進(jìn)氣缸。在長進(jìn)氣道中安裝有噴油器。當(dāng)汽油機(jī)在中、低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)閥受到由汽油機(jī)電子控制模塊發(fā)出的指令，在旋轉(zhuǎn)閥控制機(jī)構(gòu)（執(zhí)行器）作用下，將短進(jìn)氣通道封閉，新鮮空氣充量經(jīng)空氣濾清器、節(jié)氣門沿長進(jìn)氣通道經(jīng)過缸蓋上的進(jìn)氣道和進(jìn)氣門進(jìn)入氣缸；當(dāng)汽油機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，汽油機(jī)電子控制模

7、塊發(fā)出指令，旋轉(zhuǎn)閥控制機(jī)構(gòu)（執(zhí)行器）作用將短進(jìn)氣道打開，使長進(jìn)氣道通道短路，將長進(jìn)氣通道改變?yōu)檩o助進(jìn)氣通道。這時(shí)，新鮮空氣充量同時(shí)經(jīng)過兩個(gè)進(jìn)氣通道進(jìn)入氣缸。情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)2、雙進(jìn)氣通道歧管情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng) 與可變長度進(jìn)氣歧管的功用相同，雙通道可變進(jìn)氣歧管可提高汽油機(jī)在中、低速和中、小負(fù)荷的有效輸出扭矩改善動(dòng)力性；降低汽油機(jī)在中、低速和中、小負(fù)荷的最低燃油消耗率改善經(jīng)濟(jì)性；適當(dāng)減少汽油機(jī)有害排氣污染物的排放量改善排氣凈化性。 可變進(jìn)氣歧管在發(fā)動(dòng)機(jī)所有轉(zhuǎn)速下都可以使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩平均提高8%。情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng) 與可變長度進(jìn)氣歧管的功情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)3、諧振系統(tǒng) 在進(jìn)氣

8、歧管前加裝諧振室，與進(jìn)氣歧管共同組成一諧振進(jìn)氣系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)在吸氣過程中具有間隙性和周期性，也就是進(jìn)氣歧管內(nèi)進(jìn)氣壓力是周期性變化的，這就在進(jìn)氣歧管內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)頻率和幅度的壓力波，此壓力波以聲速的速度在進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)傳播并往復(fù)反射。情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)3、諧振系統(tǒng)情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng) 諧振器的作用就是在進(jìn)氣門關(guān)閉之前，利用壓力波的變化，使混合氣在進(jìn)氣歧管內(nèi)壓力升高，從而增加進(jìn)氣量，增加發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。 由于進(jìn)氣過程具有間歇性和周期性，致使進(jìn)氣歧管內(nèi)產(chǎn)生一定幅度的壓力波。此壓力波以當(dāng)?shù)芈曀僭谶M(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)傳播和往復(fù)反射。如果利用一定長度和直徑的進(jìn)氣歧管與一定容積的諧振室組成諧振進(jìn)氣系統(tǒng)，并使其固有頻率與

9、氣門的進(jìn)氣周期調(diào)諧，那么在特定的轉(zhuǎn)速下，就會(huì)在進(jìn)氣門關(guān)閉之前，在進(jìn)氣歧管內(nèi)產(chǎn)生大幅度的壓力波，使進(jìn)氣歧管的壓力增高，從而增加進(jìn)氣量。這種效應(yīng)稱作進(jìn)氣波動(dòng)效應(yīng)。諧振進(jìn)氣系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是沒有運(yùn)動(dòng)件，工作可靠，成本低。但只能增加特定轉(zhuǎn)速下的進(jìn)氣量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng) 諧振器的作用就是在進(jìn)情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)4、無級(jí)可變長度進(jìn)氣歧管 無級(jí)可變進(jìn)氣歧管是可變長度進(jìn)氣歧管最理想的一種方案?；驹砣匀皇瞧蜋C(jī)配置的進(jìn)氣歧管的長度和截面面積能夠隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化而無級(jí)、連續(xù)地改變。 低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，節(jié)氣門體可變進(jìn)氣管長度閥（控制閥）關(guān)閉，進(jìn)氣歧管可變進(jìn)氣管長度閥（控制閥）也關(guān)閉。此時(shí)，長進(jìn)氣

10、歧管工作，成為新鮮進(jìn)氣充量的主要通道，兩閥全關(guān)。 其特征：是長進(jìn)氣歧管工作。 中等轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，節(jié)氣門體可變進(jìn)氣管長度閥（控制閥）打開，而進(jìn)氣歧管可變進(jìn)氣管長度閥（控制閥）關(guān)閉，此時(shí)，中等長度進(jìn)氣歧管工作，成為新鮮進(jìn)氣充量的主要通道。 其特征是：兩閥一開一關(guān)，中等長度進(jìn)氣歧管工作。 高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，節(jié)氣門體可變進(jìn)氣管長度閥（控制閥）打開。而進(jìn)氣歧管可變進(jìn)氣管長度閥也打開。此時(shí)，短進(jìn)氣歧管工作，成為新鮮進(jìn)氣充量的主要通道。 其特征是：兩閥全開，短進(jìn)氣歧管工作。情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)4、無級(jí)可變長度進(jìn)氣歧管情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)五、奧迪可變進(jìn)氣歧管 奧迪發(fā)動(dòng)機(jī)可變進(jìn)氣歧管采用了三級(jí)可變式進(jìn)氣歧管，

11、通過三級(jí)進(jìn)氣歧管來提高發(fā)動(dòng)機(jī)的扭來提高扭矩。 可變進(jìn)氣歧管主要由四個(gè)殼體部件組成，它們通過粘接和螺栓固定在一起。 這種結(jié)構(gòu)采用兩個(gè)切換翻板就可實(shí)現(xiàn)三種不同的進(jìn)氣歧管長度（振蕩管長度）。為了優(yōu)化振蕩的使用情況，切換翻板采用環(huán)形硫化密封唇口來密封振蕩管開口。情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)五、奧迪可變進(jìn)氣歧管情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)1、工作過程第一階段 在發(fā)動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，這兩個(gè)翻板都處于打開狀態(tài)。發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，這兩個(gè)真空單元就被相應(yīng)的進(jìn)氣歧管轉(zhuǎn)換電磁閥抽成真空。于是在怠速轉(zhuǎn)速到切換轉(zhuǎn)速之間時(shí)，這兩個(gè)翻板都是關(guān)閉的。情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)1、工作過程情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)第二階段 在中等轉(zhuǎn)速范圍時(shí)，進(jìn)氣管轉(zhuǎn)換電磁閥N156 將大氣壓力引入到二級(jí)翻板真空單元內(nèi)。于是二級(jí)翻板打開，進(jìn)氣歧管長度就變短了。情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)第二階段情景一 可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)第三階段 在轉(zhuǎn)速較高時(shí)，三級(jí)切換翻板也打開，吸入的空氣經(jīng)最短的路徑進(jìn)入燃燒室。