《可变进气控制系统》课件.ppt

1、模块三 配气机构发 动 机 电 控 技 术模块二 曲柄连杆机构模块一 发动机总体认识模块四 冷却系模块五 润滑系模块六 汽油机燃料供给系第三部分第三部分汽油机进气控制系统情景一情景一 可变进气控制系统可变进气控制系统情景一情景一 可变进气控制系统可变进气控制系统 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，特别是改善发动机中、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发动机的工作要求而设计的。情景一情景一 可变进气控制系统可变

2、进气控制系统一、可变进气系统的作用 为了有效地利用进气管内的动力效应来增加充气量，高速时应使用短而粗的进气管，低速时应使用长而细的进气管。可变进气系统能根据发动机的转速自动地变换进气管的形状，以有效地利用进气管道内的动态效应。因此，它可以在较大的转速范围内增加气缸充量，提高发动机的输出转矩和功率。可变进气系统能够根据发动机的实际运行工况，自动地改变进气管的长度或直径，以获得最佳的充气效率和动力性。情景一情景一 可变进气控制系统可变进气控制系统二、可变进气系统歧管的组成 可变进气系统主要由进气总管、震荡管、切换轴、功率进气总管、真空储压器、进气歧管翻板等组成。情景一情景一 可变进气控制系统可变进

3、气控制系统三、可变进气控制系统的工作原理 当发动机转速低于4000r/min 时，发动机电子控制装置发出指令，转换阀控制机构将控制阀（黑色）关闭。这时空气经过空气滤清器和节气门后，横截面积减小，被迫从长歧管流入气缸，可以增加进气的气流速度和气压，使燃油和空气更好的混合，燃烧更充分。当发动机转速高于4000r/min 时，控制阀门打开，气流绕开下端管道直接进入气缸，这时能更快吸入更多的空气，增大发动机高转速的进气量。情景一情景一 可变进气控制系统可变进气控制系统四、可变进气系统的类型1、可变长度进气歧管 可变长度进气系统利用改变进气流的动态效应来提高进气歧管绝对压力，根据发动机转速要求，通过控制

4、机构的运作来进行长、短气道的切换。低转速时长气道打开，短气道关闭，而高转速时气流主要从短气道进入缸盖。也就是说，可变进气系统能够根据发动机的实际运行工况，自动地改变进气管的长度或直径，以获得最佳的充气效率和动力性。可变长度进气歧管主要由转换阀、转换阀控制器及电子控制单元ECU 等组成。情景一情景一 可变进气控制系统可变进气控制系统（1）工作过程：当发动机转速低时，发动机控制单元ECU 指令转换阀控制器关闭转换阀，这时空气经空气滤清器节气门弯曲而细长的进气歧管气缸细长的进气歧管提高了进气速度，充分利用气流的惯性，使进气量增多。（图a）发动机转速高时，发动机控制单元ECU 指令转换阀控制机构开启转

5、换阀，这时空气经空气滤清器节气门较粗的进气歧管气缸。较粗的进气歧管进气阻力小，使进气量增多。（图b）情景一情景一 可变进气控制系统可变进气控制系统（2）可变长、短进气道的优缺点 较长的进气歧管使发动机在低转速下获得较大的扭矩。但在高转速下却会出现较低的最大输出功率。较短的进气歧管却正相反，发动机在低转速下获得较小的扭矩，但在高转速下却会出现较高的最大输出功率。通过双级可变进气歧管，可以保证在相应的转速范围内具有有效长度。在保证较大的转速范围内，不但具有较大的扭矩。同时，在高转速区具有较高的最大输出功率保证汽车在高速行驶时，具有较好的加速性。情景一情景一 可变进气控制系统可变进气控制系统2、双进

6、气通道歧管 每个歧管都有两个进气通道，一长一短。根据汽油机的工作转速高低、负荷大小，由旋转阀控制空气经过哪一个通道流进气缸。在长进气道中安装有喷油器。当汽油机在中、低速运转时，旋转阀受到由汽油机电子控制模块发出的指令，在旋转阀控制机构（执行器）作用下，将短进气通道封闭，新鲜空气充量经空气滤清器、节气门沿长进气通道经过缸盖上的进气道和进气门进入气缸；当汽油机在高速运转时，汽油机电子控制模块发出指令，旋转阀控制机构（执行器）作用将短进气道打开，使长进气道通道短路，将长进气通道改变为辅助进气通道。这时，新鲜空气充量同时经过两个进气通道进入气缸。情景一情景一 可变进气控制系统可变进气控制系统 与可变长

7、度进气歧管的功用相同，双通道可变进气歧管可提高汽油机在中、低速和中、小负荷的有效输出扭矩改善动力性；降低汽油机在中、低速和中、小负荷的最低燃油消耗率改善经济性；适当减少汽油机有害排气污染物的排放量改善排气净化性。可变进气歧管在发动机所有转速下都可以使发动机转矩平均提高8%。情景一情景一 可变进气控制系统可变进气控制系统3、谐振系统 在进气歧管前加装谐振室，与进气歧管共同组成一谐振进气系统。发动机在吸气过程中具有间隙性和周期性，也就是进气歧管内进气压力是周期性变化的，这就在进气歧管内产生相应频率和幅度的压力波，此压力波以声速的速度在进气系统内传播并往复反射。情景一情景一 可变进气控制系统可变进气

8、控制系统 谐振器的作用就是在进气门关闭之前，利用压力波的变化，使混合气在进气歧管内压力升高，从而增加进气量，增加发动机的功率。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。情景一情景一 可变进气控制

9、系统可变进气控制系统4、无级可变长度进气歧管 无级可变进气歧管是可变长度进气歧管最理想的一种方案。基本原理仍然是汽油机配置的进气歧管的长度和截面面积能够随着发动机转速变化而无级、连续地改变。低转速运转时，节气门体可变进气管长度阀（控制阀）关闭，进气歧管可变进气管长度阀（控制阀）也关闭。此时，长进气歧管工作，成为新鲜进气充量的主要通道，两阀全关。其特征：是长进气歧管工作。中等转速运转时，节气门体可变进气管长度阀（控制阀）打开，而进气歧管可变进气管长度阀（控制阀）关闭，此时，中等长度进气歧管工作，成为新鲜进气充量的主要通道。其特征是：两阀一开一关，中等长度进气歧管工作。高转速运转时，节气门体可变进

10、气管长度阀（控制阀）打开。而进气歧管可变进气管长度阀也打开。此时，短进气歧管工作，成为新鲜进气充量的主要通道。其特征是：两阀全开，短进气歧管工作。情景一情景一 可变进气控制系统可变进气控制系统五、奥迪可变进气歧管 奥迪发动机可变进气歧管采用了三级可变式进气歧管，通过三级进气歧管来提高发动机的扭来提高扭矩。可变进气歧管主要由四个壳体部件组成，它们通过粘接和螺栓固定在一起。这种结构采用两个切换翻板就可实现三种不同的进气歧管长度（振荡管长度）。为了优化振荡的使用情况，切换翻板采用环形硫化密封唇口来密封振荡管开口。情景一情景一 可变进气控制系统可变进气控制系统1、工作过程第一阶段 在发动机不转时，这两

11、个翻板都处于打开状态。发动机在怠速运转时，这两个真空单元就被相应的进气歧管转换电磁阀抽成真空。于是在怠速转速到切换转速之间时，这两个翻板都是关闭的。情景一情景一 可变进气控制系统可变进气控制系统第二阶段 在中等转速范围时，进气管转换电磁阀N156 将大气压力引入到二级翻板真空单元内。于是二级翻板打开，进气歧管长度就变短了。情景一情景一 可变进气控制系统可变进气控制系统第三阶段 在转速较高时，三级切换翻板也打开，吸入的空气经最短的路径进入燃烧室。情景一情景一 可变进气控制系统可变进气控制系统2、可变进气歧管对扭矩的影响 由于在整个转速范围内的最大扭矩主要取决于进气歧管长度及其截面积，所以新型的三级可变进气歧管能在整个转速范围内产生接近最佳化的扭矩特性曲线。根据发动机转速的不同，转速较低、中等转速、转速较高时使用不同的“振荡管”长度。