汽車進氣系統維修與故障排查

1、進氣系統的工作原理

 進氣系統包含了空氣濾清器、進氣歧管、進汽門機構。空氣經空氣濾清器過濾掉雜質後,流過空氣流量計,經由進氣道進入進氣歧管,與噴油嘴噴出的汽油混合後形成適當比例的油氣,由進汽門送入汽缸內點火燃燒,產生動力。

1) 容積效率

引擎運轉時,每一循環所能獲得空氣量的多少,是決定引擎動力大小的基本因素,而引擎的進氣能力乃是由引擎的『容積效率』及『充填效率』來衡量的。『容積效率』的定義是每一個進氣行程中,汽缸所吸入的空氣在大氣壓力下所佔的體積和汽缸活塞行程容積的比值。

之所以要用在所吸入空氣在大氣壓力下所佔的體積為標準,是因為空氣進入汽缸時,汽缸內的壓力比外在的大氣壓力低,而且壓力值會有所變化,所以採用一大氣壓的狀態下的體積作為共同的標準。並且由於在進行吸氣行程時,會遭受其他的進氣阻力,加上汽缸內的高溫作用,因此將吸入汽缸內的空氣體積換算成一大氣壓下的狀態時,一定小於汽缸的體積,也就是說自然吸氣引擎的容積效率一定小於1。進氣阻力的降低、汽缸內壓力的提高、溫度降低、排氣回壓降低、進汽門面積加大都可提高引擎的容積效率,而引擎在高轉速運轉時則會降低容積效率。

2)充填效率

由於空氣的密度是因進氣系統入口的大氣狀態(溫度、壓力)而有所不同,因此容積效率並不能表現實際上進入汽缸內空氣的質量,於是我們必須靠"充填效率"來說明。"充填效率"的定義是每一個進氣行程中所吸入的空氣質量與標準狀態下(1大氣壓、20℃、密度:1.187Kg/cm2)佔有汽缸活塞行程容積的乾燥空氣質量的比值。在大氣壓力高、溫度低、密度高時,引擎的充填效率也將隨之提高。由此也可看出,容積效率所表現的是引擎構造及運轉狀態所造成引擎性能的差異,充填效率表現的則是運轉當時大氣狀態所引起引擎性能的變化時進氣岐管與容積效率 。

3)脈動效應:

引擎除了在極低的轉速外,進汽門前的壓力在進汽期間會不斷的產生變動,這是由於進汽閥門的開、閉動作,使得進氣歧管內產生一股壓縮波以音速的大小前後波動。假如進汽歧管的長度設計正確,能讓壓縮波在適當的時間到達進汽閥門,則油氣可由本身的波動進入汽缸,提高引擎的容積效率,反之則會導致容積效率下降,此現象稱為進氣歧管的脈動效應,又稱『共震效應』。

4)慣性效應:

進汽閥門打開,空氣流入汽缸內時,由於慣性的作用,即使活塞已經到達下死點,空氣仍將繼續流入汽缸內,若在汽缸內壓力達到最大時,關閉進汽閥門的話,容積效率將成最大,此效應稱為慣性效應。

若想得到最佳的容積效率必須同時考慮脈動效應及慣性效應,也就是說在汽缸壓力達到最大,關閉進汽閥門的同時,前方進氣歧管內的壓縮波也同時達到最高的位置(波峰)。較長的進氣歧管在引擎低轉速時的容積效率較高,最大扭力值會較高,但隨轉速的提高,容積效率及扭力都會急劇降低,不利高速運轉。較短的進氣歧管則可提高引擎高轉速運轉時的容積效率,但會降低引擎的最大扭力及其出現時機。因此若要兼顧引擎高低轉速的動力輸出,維持任何轉速下的容積效率,唯有采用可變長度的進氣歧管。


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