發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣學(xué)習(xí)

LAQ發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)第一節(jié)進(jìn)氣歧管總成第二節(jié)EGR系統(tǒng)第三節(jié)排氣歧管及墊片第一節(jié)進(jìn)氣歧管總成

一、進(jìn)氣歧管的功用二、進(jìn)氣歧管的分類三、LAQ進(jìn)氣歧管布置結(jié)構(gòu)四、進(jìn)氣歧管可變截面系統(tǒng)五、密封墊片一、進(jìn)氣歧管的功用

1、簡(jiǎn)單地說(shuō)，進(jìn)氣管是將空氣或者空氣和燃料的混合氣送入發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的一個(gè)組件，同時(shí)進(jìn)氣管也是其它管路和較小附件的支撐體，如碳罐電磁閥、真空助力、一些真空閥等的管路接頭。

2、發(fā)動(dòng)機(jī)處于大功率的時(shí)候，就要燃燒更多的燃油，當(dāng)然也就需要更多的空氣，而另外在怠速穩(wěn)定時(shí)，又需要調(diào)節(jié)空氣量來(lái)保證少量燃油的燃燒，從而滿足燃油經(jīng)濟(jì)性要求，這些都是通過(guò)進(jìn)氣管的總成系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)的，而進(jìn)氣歧管的設(shè)計(jì)好壞直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能。

二、進(jìn)氣歧管的分類

1、鑄鋁進(jìn)氣歧管根據(jù)鑄造工藝性一般可以分為整體式和分體式兩大類。整體式、分體式

進(jìn)氣歧管鑄鋁進(jìn)氣歧管2、按照進(jìn)氣歧管形狀一般可以分為“C”形和蝸殼形。蝸殼式進(jìn)氣歧管穩(wěn)壓腔一般布置在中間，管子繞在周圍，其結(jié)構(gòu)緊湊，空間小，利于整車布置。LAQ進(jìn)氣歧管蝸殼式（可變長(zhǎng)度）3、按照材料成分進(jìn)氣歧管主要可以分為鑄鋁進(jìn)氣歧管和塑料進(jìn)氣歧管。現(xiàn)在越來(lái)越多的發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始采用塑料進(jìn)氣歧管，我們的372F、472F發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管、LAQ發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管均為塑料進(jìn)氣歧管塑料進(jìn)氣歧管一般是通過(guò)注塑和振動(dòng)摩擦焊的方式制成。目前塑料進(jìn)氣歧管的首選材料是PA6/PA66，其耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性較好，多采用25-35%玻璃纖維增強(qiáng)型PA6/PA66。PA66具有更優(yōu)異的耐疲勞、耐蠕變及耐摩擦性能，同PA6相比具有更優(yōu)異的均衡性能，但PA6有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。塑料進(jìn)氣歧管同鑄鋁進(jìn)氣歧管相比，可以減輕重量40%以上，且內(nèi)壁相對(duì)光滑，有利提供進(jìn)氣充量，可提升發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性3-5%，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性及排放都有改善。

三、LAQ進(jìn)氣歧管的布置結(jié)構(gòu)

該進(jìn)氣歧管采連接了EGR系統(tǒng)、帶有可變截面裝置，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，形狀輪廓呈扁“C”形，氣道長(zhǎng)度較長(zhǎng)，歧管輪廓增加了整機(jī)寬度，整車布置受限。歧管采用主副雙諧振腔，兩個(gè)諧振腔的一端用橡膠管連通，副諧振腔一方面存儲(chǔ)一定量的氣體，來(lái)均衡穩(wěn)定各個(gè)支管壓力，另一方面可以降低進(jìn)氣噪音。

每個(gè)氣道采用4個(gè)M6螺栓緊固，共10個(gè)螺栓，其中上面一側(cè)采用五個(gè)為雙頭螺栓，一頭擰入缸蓋內(nèi)，另外一段采用螺母緊固，下面一排5個(gè)采用螺栓緊固，X、Y方向上的間距大約為70mm、50mm。目前很多進(jìn)氣歧管的氣道每缸都是用2個(gè)M8螺栓進(jìn)行緊固，螺栓數(shù)量減少可以使得歧管的設(shè)計(jì)更加合理，氣道的走向更容易實(shí)現(xiàn)各缸進(jìn)氣均勻。四根管子在諧振腔上的高度是逐漸降低的，不是在同一個(gè)水平平面內(nèi)，這是充分利用諧振腔側(cè)面尺寸的大小進(jìn)行歧管布置，管子長(zhǎng)度也就逐漸縮短，主要是由于尾端管子距離節(jié)流閥體比較遠(yuǎn)，進(jìn)氣路徑較長(zhǎng)，此種設(shè)計(jì)可以均衡各管子的進(jìn)氣效率。進(jìn)氣歧管與缸蓋連接的法蘭是階梯形狀的，厚度從19mm到35mm不等，采用鏤空帶加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少材料成本、降低零件重量的同時(shí)保證了零件足夠的強(qiáng)度。為降低歧管的振動(dòng)，在缸蓋上安裝了一個(gè)支架，歧管上有兩個(gè)位置同支架固定在一起，使進(jìn)氣管與缸蓋間形成剛性連接，缸蓋與歧管間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，減小歧管振動(dòng)的噪聲

四、可變截面系統(tǒng)該發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器安裝在進(jìn)氣歧管上，每缸采用雙進(jìn)氣道，在進(jìn)氣歧管上有蝶閥式真空控制型執(zhí)行機(jī)構(gòu)零件，此種結(jié)構(gòu)通常是在CBR系統(tǒng)上采用。CBR技術(shù)就是通過(guò)控制進(jìn)氣氣流的組織形式（渦流和滾流）來(lái)改善燃燒，以達(dá)到降低排放，提高燃油經(jīng)濟(jì)性的一種新技術(shù)，其主要用來(lái)優(yōu)化低負(fù)荷工況，CBR系統(tǒng)要求每個(gè)缸的兩個(gè)進(jìn)氣道一個(gè)是直氣道，另外一個(gè)是切向氣道,低速時(shí)利用切向氣道來(lái)增加進(jìn)氣渦流。根據(jù)流體力學(xué)的原理，管道的截面積越大，流體壓力越?。还艿澜孛娣e越小，流體壓力越大。根據(jù)這一原理，發(fā)動(dòng)機(jī)需要一套機(jī)構(gòu)，在高轉(zhuǎn)速時(shí)使用較大的進(jìn)氣歧管截面積，提高進(jìn)氣流量；在低轉(zhuǎn)速時(shí)使用較小的進(jìn)氣歧管截面面積，提高氣缸的進(jìn)氣負(fù)壓，也能在氣缸內(nèi)充分形成渦流，讓空氣與汽油更好的混合。以4氣門發(fā)動(dòng)機(jī)為例，2進(jìn)2排設(shè)計(jì)，其中一個(gè)進(jìn)氣管帶有氣閥，該氣閥受到ECU的控制。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需要的進(jìn)氣歧管截面積小，這時(shí)可以關(guān)閉氣閥，使兩個(gè)進(jìn)氣門只有一個(gè)能夠進(jìn)氣，這相當(dāng)于減少了一半的截面積。同樣，發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，氣閥在ECU控制下開(kāi)啟，兩個(gè)進(jìn)氣門同時(shí)工作，這相當(dāng)于加大了截面積。LAQ進(jìn)氣歧管可變系統(tǒng)構(gòu)造：ECU根據(jù)具體工況給出信號(hào)，控制真空閥打開(kāi)，副諧振腔的真空度經(jīng)過(guò)真空閥，使拉桿移動(dòng)，拉桿帶動(dòng)碟閥轉(zhuǎn)動(dòng)，關(guān)閉氣道。真空閥取真空可變系統(tǒng)打開(kāi)，碟閥關(guān)閉氣道矩形閥桿奔馳新SLK（R171）可變長(zhǎng)度進(jìn)氣歧管大多數(shù)可變長(zhǎng)度進(jìn)氣均是采用兩級(jí)可變結(jié)構(gòu)，這樣不能完全滿足各個(gè)轉(zhuǎn)速下發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣需求。解決的辦法是設(shè)計(jì)一套連續(xù)可變進(jìn)氣歧管長(zhǎng)度的機(jī)構(gòu)。寶馬760裝配的V12發(fā)動(dòng)機(jī)就采用了該設(shè)計(jì)。連續(xù)可變長(zhǎng)度進(jìn)氣歧管五、密封墊片：采用氟橡膠墊片密封，同缸蓋連接處的墊片采用聯(lián)體結(jié)構(gòu)

目前塑料進(jìn)氣歧管的密封墊片主要采用的是ACM（丙烯酸脂）、AEM（乙烯丙烯酸脂）及FPM（氟橡膠）。其中氟橡膠使用溫度范圍最寬，－40℃到200℃，性能綜合特性優(yōu)越。第二節(jié)EGR系統(tǒng)1、EGR系統(tǒng)工作原理2、LAQ發(fā)動(dòng)機(jī)EGR系統(tǒng)構(gòu)造一、EGR系統(tǒng)工作原理

EGR是降低發(fā)動(dòng)機(jī)排放的一個(gè)重要手段。ECU對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度、進(jìn)氣流量、排氣溫度進(jìn)行綜合分析，在合適的時(shí)間和工況下發(fā)出指令，控制電磁閥適時(shí)打開(kāi),進(jìn)氣歧管真空度經(jīng)過(guò)電磁閥進(jìn)入EGR閥真空膜室，膜片拉桿將EGR閥門打開(kāi)，排氣中的少量氣體經(jīng)過(guò)EGR閥進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)，與混合氣混合后進(jìn)入氣缸參與燃燒。少量廢氣參與燃燒可以降低氣缸中的燃燒溫度，抑制了NOx的生成，降低了NOx的含量，因此有較多的CO及CH同氧氣發(fā)應(yīng)，降低排放。但過(guò)渡的廢氣參與再循環(huán)將會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速、低速、小負(fù)荷及冷機(jī)時(shí)會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)性能明顯下降。因此只在發(fā)動(dòng)機(jī)超過(guò)一定轉(zhuǎn)速、負(fù)荷及達(dá)到一定溫度的時(shí)候ECU才會(huì)控制少量廢氣參與再循環(huán)。二、LAQ發(fā)動(dòng)機(jī)EGR系統(tǒng)構(gòu)造部分廢氣從排氣歧管第四根支管處的通道經(jīng)過(guò)排氣法蘭流入缸蓋，廢氣經(jīng)過(guò)缸蓋水套冷卻后進(jìn)入節(jié)溫器側(cè)的通道進(jìn)一步冷卻，然后進(jìn)入EGR閥真空膜室，當(dāng)ECU控制打開(kāi)閥通道后，冷卻后的氣體通過(guò)連接在進(jìn)氣歧管及節(jié)溫器座的EGR金屬管進(jìn)入進(jìn)氣歧管，最后進(jìn)入氣缸參與燃燒。

第三節(jié)排氣歧管及墊片一、排氣歧管的功用二、LAQ排氣歧管的構(gòu)造三、焊接排氣歧管四、排氣歧管墊片一、排氣歧管的功用

排氣歧管是將發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)缸排出的燃燒后的廢氣匯集后送到發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣處理系統(tǒng)，它設(shè)計(jì)的好壞直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和排放,而且影響到發(fā)動(dòng)機(jī)在整車上的布置。

二、LAQ排氣歧管的構(gòu)造

LAQ排氣歧管為鑄鐵排氣歧管，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，采用傳統(tǒng)的4變1結(jié)構(gòu)，管體本身添加了較多的加強(qiáng)筋，確保歧管有足夠的強(qiáng)度。排氣歧管與缸蓋連接法蘭各氣孔之間部分設(shè)計(jì)的都比較窄，其作用就是防止高溫變形量大，避免應(yīng)力集中，很多排氣歧管法蘭都采用分段結(jié)構(gòu)。三、焊接排氣歧管目前國(guó)內(nèi)和國(guó)際上越來(lái)越多的發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始采用不銹鋼焊接排氣歧管，不銹鋼熱容量量低，便于隔熱和降低重量。沖壓焊接排氣歧管的材料一般選用的是441或者309S，441