整车开发系列：进气系统构造&开发考虑

 进气系统的功用是尽可能多、尽可能均匀地向各缸供给可燃混合气或纯空气。组成由空气滤清器和进气歧管组成。  
     化油器式汽油机——空气经空气滤清器过滤后，进入化油器，在化油器内与汽油形成可燃混和气，进入进气歧管，然后经进气门进入气缸；直接喷射式汽油机——空气经空气滤清器过滤后，流过空气流量计，由进气道进入进气歧管，与喷油嘴喷出的汽油混合形成可燃混和气，经进气门进入汽缸。 

     柴油机——空气经空气滤清器过滤后，进入进气歧管，经进气门进入气缸。排气系统的功用是尽可能多的把燃烧后的废气排出气缸。 
     一、空气滤清器 
     (一)空气滤清器的功用 
     燃油燃烧需要大量的空气。以普通轿车为例，每消耗1L汽油需要消耗5000～10000L空气。大量的空气进入气缸，若不将其中的杂质或灰尘滤除，必然加速气缸的磨损，缩短发动机使用寿命。实践证明，发动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，空气滤清器也有降低进气噪声的作用。 

     (二)空气滤清器结构 


 空气滤清器一般由进气导流管、空气滤清器盖、空气滤清器外壳和滤芯等组成。现在广泛用于汽车发动机上的空气滤清器仍有多种结构形式。  
     1．油浴式空气滤清器 
     2．纸滤芯空气滤清器 
     3．离心式及复合式空气滤清器 
     (三)空气滤清器进气导流管 
     在现代轿车上，为了增强发动机的谐振进气效果，空气滤清器进气导流管需要有较大的容积。但是导流管不能太粗，以保证空气在导流管内有一定的流速，因此，进气导流管只能做得很长。较长的进气导流管有利于实现从车外吸气。因为车外空气温度一般比发动机罩下的温度低30℃左右，所以从车外吸入的空气密度可增大近10%，燃油消耗率可降低3%。 
     二、进气歧管 
     1．进气歧管结构 
     对于化油器式或节气门体汽油喷射式发动机，进气歧管指的是化油器或节气门体之后到气缸盖进气道之前的进气管路。它的功用是将空气、燃油混合气由化油器或节气门体分配到各缸进气道。 
     对于气道燃油喷射式发动机或柴油机，进气歧管只是将洁净的空气分配到各缸进气道。进气歧管必须将空气燃油混合气或洁净空气尽可能均匀地分配到各个气缸，为此进气歧管内气体流道的长度应尽可能相等。为了减小气体流动阻力，提高进气能力，进气歧管的内壁应该光滑。 

     2．进气歧管加热 
     化油器式或节气门体燃油喷射式发动机进气歧管的温度很重要。温度太低，汽油将在管壁上凝结。因此，对这类发动机的进气歧管应进行适当的加热以促进汽油的蒸发。但是加热过度将减少进入气缸的混合气数量，并使发动机功率下降。通常进气歧管利用发动机排气或循环冷却液进行加热。利用循环冷却液加热进气歧管需在进气歧管内设置水套，并使其与发动机冷却系连通，让冷却液在进气歧管的水套内循环流动。气道燃油喷射式发动机的进气歧管无需加热。 
  
3．谐振进气系统  
     由于进气过程具有间歇性和周期性，致使进气歧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歧管与一定容积的谐振室组成谐振进气系统，并使其固有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，在进气歧管内产生大幅度的压力波，使进气歧管的压力增高，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。 

     4．可变进气歧管 
     为了充分利用进气波动效应和尽量缩小发动机在高、低速运转时进气速度的差别，从而达到改善发动机经济性及动力性特别是改善中、低速和中、小负荷时的经济性和动力性的目的，要求发动机在高转速、大负荷时装备粗短的进气歧管；而在中、低转速和中、小负荷时配用细长的进气歧管。可变进气歧管就是为适应这种要求而设计的。 
     可变进气歧管在所有转速下都可以使发动机转矩平均提高5%。